中厚板层流冷却系统温度控制模型稳定性分析
中厚板轧制中间冷却过程控制模型研究与应用的开题报告
中厚板轧制中间冷却过程控制模型研究与应用的开题报告1. 研究背景中厚板是一种重要的钢材产品，在船舶、桥梁、建筑等领域得到广泛应用。
中厚板的轧制过程中，中间冷却过程对最终的产品性能有重要影响。
因此，对中厚板轧制中间冷却过程进行控制，能够有效提高产品的质量和产量，降低生产成本。
2. 研究目的本文旨在研究中厚板轧制中间冷却过程控制模型，通过建立数学模型和开展仿真分析，探索中间冷却过程中的温度、应力、变形等因素对产品质量的影响规律，为工业生产提供参考和指导。
3. 研究内容（1）中厚板轧制中间冷却过程控制现状及存在问题的分析；（2）中厚板轧制中间冷却过程数学模型的建立；（3）模型参数的确定和优化；（4）数值模拟及实验验证；（5）模型应用于工业生产并实现控制。
4. 研究方法（1）参考国内外文献资料并进行文献综述；（2）根据已有研究成果，建立控制模型；（3）利用实验数据进行模型的参数优化；（4）采用数值仿真方法，验证模型的准确性和有效性；（5）将模型应用于工业生产，并对实际效果进行评估。
5. 研究意义（1）为中厚板轧制中间冷却过程控制提供一种新的方法；（2）为工业制造提高质量、产量、降低成本提供技术支持；（3）丰富相关学科领域的研究内容；（4）为相关企业提供技术支持和指导，增强其在市场竞争中的竞争力。
6. 预期成果（1）建立中厚板轧制中间冷却过程控制数学模型；（2）确定模型参数；（3）通过数值模拟验证模型的有效性；（4）将模型应用于工业生产，并实现控制。
7. 研究进展目前，对中厚板轧制中间冷却过程控制模型的研究还处于初级阶段，国内外尚未有较为系统和成熟的研究成果。
我们将在充分文献综述的基础上，利用实验数据和数值仿真进行模型的建立和验证，并预计在六个月内完成中期报告，一年内完成论文的撰写和答辩。
中厚板生产线冷却控制系统改造与实现
中厚板生产线冷却控制系统改造与实现摘要:根据层流冷却数学模型的分析和实际控冷的工艺要求，设计了2500mm 热连轧生产线层流冷却的PLC控制系统结构，并介绍了层流冷却系统的相关设备及控制过程。
经实践表明系统的冷却速度可以控制在10~12℃/s，温度控制精度在15%以内，并可根据不同钢种进行参数调节，达到了预期的效果。
关键词: 控冷系统层流冷却PLC1 引言2500mm热连轧生产线的原有轧后冷却系统控制系统和模型都很简单，仅为简易喷淋装置，尺寸为2200*20000mm2，冷却速度仅有4~5℃/s，已经不能满足生产工艺的需要。
随着控冷技术的不断发展，层流冷却技术（CTC）得到了广泛应用[1]。
层流冷却技术包括控制冷却装置的能力、冷却强度、冷却速度、卷取温度及控制精度等从精轧到卷取之间的全部冷却过程，主要是通过控制系统中的集管开启数目、集管流量及不同的控制策略，以保证带钢从终轧温度（800℃~900℃）按一定温降速率冷却到卷取温度（550℃~700℃）。
2 层流冷却数学模型层流冷却数学模型将直接影响到卷取温度的控制精度，数学模型主要包括空气冷却模型和喷水冷却模型两部分[2]。
带钢从精轧机末机架出口到卷取机入口的冷却过程如图1所示：图中，Tt为终轧温度，TC 为卷取温度，对于AB 的温度范围是由所生产带钢的钢种和规格来确定。
而数学模型的主要任务就是根据所轧带钢的钢种和规格要求，确定打开第一组集管的位置（即A点），所需打开的冷却集管的组数以及相应的冷却集管开启和关闭的组合（即确定B点），后者可由带钢冷却策略来确定。
带钢轧后冷却过程中，带钢经历了空冷、水冷、再空冷等热交换过程，因此带钢轧后控冷过程中应包括如下数学模型：1）带钢空冷过程中的温度场计算模型；2）带钢水冷过程中的温度场计算模型；3）热交换系数数学模型；4）热传导系数数学模型；5）与热交换过程相关的物理参数数学模型；6）带钢的冷却速度计算模型；7）卷取温度前馈控制数学模型；8）卷取温度反馈控制数学模型；9）模型参数自学习模型。
中厚板正火控制冷却系统的设计与应用
中厚板正火控制冷却系统的设计与应用摘要：中厚板正火控制冷却系统是钢板加热过程中至关重要的一个环节。
本文介绍了该系统的设计和应用，包括液压系统、传动系统、控制系统和冷却系统。
在操作过程中，通过控制液压系统调整钢板的进出速度，以及配置不同的传动系统和冷却系统，可以提高钢板的成品率和质量。
具体实验结果表明，采用中厚板正火控制冷却系统可以使钢板达到更加均匀的温度分布和良好的表面质量。
关键词：中厚板、正火、控制、冷却系统、成品率、质量正文：一、引言中厚板的加热处理中，正火是一个十分重要的工艺环节。
而中厚板正火控制冷却系统则是决定正火工艺质量的关键因素之一。
在钢板加热过程中，采用合理的控制冷却系统可以使钢板达到更加均匀的温度分布和良好的表面质量，从而提高钢板的成品率和质量。
二、设计和应用1.设计原理中厚板正火控制冷却系统是由液压系统、传动系统、控制系统和冷却系统组成的。
在操作过程中，通过控制液压系统的启停和调整，调整钢板的进出速度，以及配置不同的传动系统和冷却系统，使钢板可以达到最优的正火工艺质量。
2.液压系统液压系统是整个控制系统中最重要的部分之一，主要用于钢板的进出速度、合模压力和上下模板移动控制。
通过液压油泵的输出，产生高压油流，驱动静压缸和冷却卷筒，使中厚板在正火过程中保持平稳和平衡。
3.传动系统传动系统是决定中厚板正火控制冷却系统公差的重要因素，主要分为同步传动系统和不同步传动系统，通过不同的传动系统结构来解决钢板进出系统中的同步问题。
4.控制系统控制系统是中厚板正火控制冷却系统的核心部分，主要处理中厚板的各个加热环节，通过不同的控制方式，可以实现钢板的进出控制、温度控制、压力控制和冷却控制等。
5.冷却系统冷却系统是中厚板正火控制冷却系统中最后一步的控制环节，通过钢板温度传感器收集钢板的温度信息，然后通过冷却卷筒将钢板整体冷却到合理的温度范围内，从而达到最优的正火工艺质量。
三、实验结果通过对中厚板正火控制冷却系统的设计和应用分析，实验结果表明，采用中厚板正火控制冷却系统可以使钢板达到更加均匀的温度分布和良好的表面质量，并且可以提高钢板的成品率和质量。
113_中厚板轧后冷却过程最优温度跟踪控制
n
(3)
式中，常数 a = 17.694(v / wc ) 、 b = 0.37062 、 c = 0.352(v / wc ) ， wc = ∑ wi 是单组集
ρ c p ∂T m
∂ 2T = k ∂t i ∂y 2 i
m
(m > 0, 0 < i < H )
'
(1)
对各个节点进行差商处理，设定 T = [T1 − T∞ , T2 − T∞ ……Tn − T∞ ] 定义为节点 温度向量，将有限差分方程联立写成矩阵形式：
τ τ ∂H ∂ϕ 2 ∂H & (T (τ )) − λ (t )) + ∫ δ T '( + λ )dt + δ p ' ∫ dt 0 0 ∂p ∂T ∂T
ˆ = δ T '(τ )( δJ
(6)
ˆ =0， 由 Pontryagin 最小值原理可知，性能指标 J ( p ) 获得最优解的必要条件为 δ J
即：
. l
1. 协态方程： λ = −Q (T (t ) − Td (t )) − [ A + ∑ pi Bi (t )]' λ (t ) ；
i =1
763
第五届先进结构钢及轧制新技术国际研讨会
2008 年 9 月 沈阳
2. 初始条件： T (0) = T0 ； 3. 横截条件： λ (τ ) = S (T (τ ) − Td (τ )) ； 4. 极值条件： pi = −
中厚板控制冷却技术研究
中厚板控制冷却技术研究作者：刘辉来源：《商品与质量·学术观察》2014年第01期摘要：控制冷却是提高中厚板产品性能和附加值的重要手段。
它能简化生产工艺并提高生产效率，节约能源及昂贵合金元素，并有很大的经济效益。
本文就控制冷却技术的现状、控制冷却的作用、影响冷却质量的主要因素以及控制冷却技术在应用中需解决的几个问题四方面进行阐述。
关键词：中厚板控制冷却因素1、控制冷却技术的现状中厚钢板大约有 200 年的生产历史，它是国家工业化进程和发展中不可缺少的钢铁品种，被广泛用于大直径输送管、压力容器、锅炉、桥梁、海洋平台、各类舰艇、坦克装甲、车辆、建筑构件、机器结构等领域。
世界钢铁工业的发展历程表明，中厚板的生产水平及材料所具有的水平也是国家钢铁工业及钢铁材料水平的一个重要标志。
随着我国经济的快速增长，中厚板的市场需求将越来越大，同时市场竞争也将越来越激烈。
各中厚板厂家为了提高产品竞争力，纷纷采用新的设备或者新的控轧控冷工艺来提高中厚板的综合性能。
控制轧制和控制冷却工艺（CRC）是现代钢铁工业最大的技术成就之一。
对于一些钢材，控轧控冷后不必实施常规轧制的轧后热处理工艺，从而简化了生产工艺，提高了生产效率，并且可以节约能源，省去昂贵的合金元素，具有很大的社会效益和经济效益。
随着用户对中厚板质量和性能的要求越来越高，控制轧制和控制冷却新工艺逐渐应用于中厚板生产领域。
控制冷却是中厚板生产中提高产品质量、开发高附加值产品的最重要的手段。
但是我国有些钢厂的控制冷却装置使用效果并不理想，有的甚至基本不用，成为一种摆设。
不少厂家采用的是简易喷淋冷却装置及用控温轧制来替代控制轧制。
而控轧控冷技术在日本应用率达 70%以上。
国内许多中厚板厂只是引进国外的控轧控冷设备，对国外工艺技术消化不彻底，没有充分发挥出控轧控冷技术的潜力。
近几年，各中厚板厂在残酷的市场竞争中充分认识到控制冷却的优越性，相继安装了控制冷却设备，同时积极开发冷却控制系统。
层流冷却的策略和控制模型论文
要点三
参数优化结果
根据性能评价指标，对控制模型的参 数进行优化，得到最优的控制策略。
05
实验验证与结果分析
实验设备和实验方法
实验设备
包括热电偶、数据采集器、计算机、冷却塔、水箱和泵等。
实验方法
采用理论分析和实验验证相结合的方法，建立层流冷却模型，通过实验测试来验 证模型的准确性和可靠性。
实验结果的分析和讨论
结果比较
将本课题的研究结果与已有研究进行比较，探讨本课题的创新性和不足之处 ，为后续研究提供参考和借鉴。
06
结论与展望
研究结论的总结
1
层流冷却策略能够有效降低冷却塔出口温度， 提高冷却效率。
2
对比实验结果表明，采用层流冷却策略的冷却 塔性能较传统冷却塔有所改善。
3
层流冷却控制模型在不同工况下具有较好的适 应性和鲁棒性。
数据分析
通过对实验数据进行分析，得出冷却水流量、水温等参数对 冷却效果的影响，并对模型预测结果进行评估。
结果讨论
针对实验结果，对模型预测结果与实际测量数据进行对比， 分析误差原因，并对模型进行改进和优化。
结果与已有研究的比较
文献综述
收集和分析相关文献资料，了解层流冷却领域的最新研究动态和已有研究成 果。
层流冷却主要应用在冷却电子设备、半导体芯片等高密度热 流场景中
研究目的和意义
研究目的
本文旨在研究层流冷却的策略和控制模型 ，以提高冷却效率并优化系统性能。
VS
研究意义
随着科技的发展，高密度热流问题是电子 设备和半导体芯片的主要挑战之一。层流 冷却作为一种有效的冷却方法，对于解决 这一问题具有重要的实际意义。
研究方法和论文结构
研究方法
2中厚板层流冷却温度控制模型的自学习
第40卷 第6期 2005年6月钢铁Iron and SteelVol.40,No.6 J une 2005中厚板层流冷却温度控制模型的自学习龚彩军, 于 明, 蔡晓辉, 王国栋, 刘相华(轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(东北大学),辽宁沈阳110004)摘 要:对中厚板层流冷却过程的对流换热系数采用自学习修正计算,提高温度控制模型的精度。
通过对层流冷却后钢板表面的实测温度和计算温度进行处理,得到该钢板对流换热系数的修正系数。
对最近冷却钢板的对流换热系数的修正系数进行加权平均处理,得到下一块钢板对流换热系数的学习值。
采用自学习算法后,模型的控制精度提高了12%。
关键词:中厚板;层流冷却;温度控制模型;自学习算法中图分类号:T G335.5 文献标识码:A 文章编号:04492749X (2005)0620048203Self 2study of T emperature ControlModel for Plate Laminar CoolingGON G Cai 2jun , YU Ming , CA I Xiao 2hui , WAN G Guo 2dong , L IU Xiang 2hua(The State Key Laboratory of Rolling and Automation ,Northeastern University ,Shenyang 110004,China )Abstract :Self 2study of heat transfer coefficient was adopted to improve the precision of temperature control model for plate laminar cooling process.By processing measured and calculated temperature ,the modification coefficient of the current plate ’s heat transfer coefficient and self 2study value of the next plate ’s heat transfer coefficient are ob 2tained by weighted average of the modification coefficient.The model control precision has been increased 12%,since the arithmetic of self 2study adopted.K ey w ords :plate ;laminar cooling ;temperature control model ;algorithm of self 2study作者简介:龚彩军(19782),男,博士生; E 2m ail :gcjlm @ ; 修订日期:2004208216 中厚板是我国国民经济发展中不可或缺的钢铁材料品种,特别是在造船、建筑、石油化工和机械制造等国家重要的基础工业应用上中厚板产品的需求量非常大。
中厚板控冷过程的力学性能与工艺参数回归分析
【 摘
要】 根据某中板厂生产现场 １ ｎ ６ Ｒ中厚板现场部份 实测数据进行采集， Ｍ 对中厚板的抗张性
能与工艺参数的开冷温度、 终冷温度、 辊道速度、 上下集管的开启总数 目的关系进行定量研 究， 用多元 线性 回 归分析 建 立 了二 者之 间的数 学模 型 ，并且 对所 建立 的 回归方程和 回 归 系数做 了显 著性检验 ， 进 而说 明 了工艺参数 的开 冷温度 、 终冷 温度 、 道速 度 、 下 集管的 开启 总数 目对 屈服 强度极 限和抗拉 强 辊 上
ｆ ｌｔ ｏ ｌ ｇ ｃ ｎ ｒ Ｉ ｒ ｃ ｓ ｏｒ ａ ｅ ｉ ｃ ｏ ｉ ｏ ｔｏ ｏ ｅ ｓ ｐ ｎ ｎ ｐ
Ｃ Ｎ Ｘ ａ— ｏ ｇ， Ｕ Ｘ ａ— ｕ ｎ ｏ ｇｔｏ， Ｉ ｈｎ －ｉ ＨＥ ｉｏ ｈ ｎ 。 ｉ ｇ ａｇ， Ｄ ｎ －ａ Ｘ ＥＳ ｅ ｇｊ ｎ Ｙ ｏ ＸＵ ａ （Ｃ ｌ ｇ ｆ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｕ ｉｅｓｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏｙＬａｎｎ ， ｎ ｓａ １ ０ １Ｃ ｉａ ｏ ｅ ｅ ｈ ｎｃ ｇ ｅｉ ， ｎｖｒｉ ｆ ｉｎ ｅ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｉ ｉｇ Ａ ’ｈ ｎ１４ ５ ， ｈｎ ） ｌ ｏ Ｍｅ ａＥ ｎ ｎ ｔ Ｓ ａ ｇ ｏ
控制系统的稳定性分析实验报告范文
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层流冷却的策略和控制模型论文
层流冷却的策略和控制模型引言层流冷却是一种常见的工业过程，其通过控制气流的流动来改善设备的冷却效果。
本论文详细研究了层流冷却的策略和控制模型，并提出了一种新的控制算法，旨在提高冷却效率和节省能源。
1. 层流冷却原理层流冷却原理是基于物体表面传热的热传导方式，通过在物体表面形成一层冷却空气来降低其温度。
在层流冷却中，气流按照一定的导流方式在物体表面流动，并带走物体表面的热量，从而达到冷却的目的。
层流冷却可以分为水平层流和垂直层流两种方式，根据不同的应用场景选择适合的冷却方式。
2. 层流冷却的策略层流冷却的策略主要包括导流策略、气流控制策略和冷却介质选择策略。
2.1 导流策略导流策略是层流冷却中最关键的策略之一。
它通过设计物体表面的导流板或导流槽，将气流引导到物体表面，并形成层流区域。
导流板的形状、角度和布置方式都会对冷却效果产生重要影响。
为了提高冷却效果，导流板可以采用垂直、斜向或水平等不同方向的安装方式。
2.2 气流控制策略气流控制策略是为了保持层流的稳定和均匀性。
在层流冷却过程中，气流的速度、压力和体积流量需要进行恰当的调控。
通过采用不同的控制手段，如引入调速阀、调节导流板角度或使用多重导流板等方法，可以有效控制气流的流速和流向，从而保持层流的冷却效果。
2.3 冷却介质选择策略冷却介质的选择直接影响层流冷却的效果和成本。
一般来说，传统的冷却介质如水或冷却剂比较常见，但随着环保意识的增强，新型的冷却介质如气体或液体二氧化碳等也逐渐得到应用。
选择合适的冷却介质需要综合考虑物体表面特性、冷却要求和成本因素。
3. 控制模型基于以上层流冷却策略，我们提出了一种新的控制模型，以提高冷却效率和节省能源。
3.1 模型建立我们基于传热学原理和导流板导流效果的分析，建立了层流冷却的数学模型。
该模型考虑了导流板形状、角度、物体表面温度等因素，并通过控制导流板的调角和冷却介质流量来实现冷却效果的优化。
3.2 模型仿真我们利用数值仿真方法对提出的控制模型进行了验证。
中厚板层流冷却控制系统分析
中厚板层流冷却控制系统分析[摘要]中厚板作为使用范围广阔的钢铁品种，被广泛应用在桥梁、造船、机器部件、建筑、军工、油气输送等领域。
随着经济技术的发展，中厚板产品也面临着严格质量要求的挑战。
虽然，目前国内多数钢厂已安装控制冷却系统装置，但由于实际生产中的种种问题，冷却控制系统还未充分发挥其技术潜力。
今后的研究工作，可以加强对冷却过程的自动控制，并不断采用先进的控制技术来提高终冷温度的控制精度；因此，中厚板的生产过程中的控制轧制以及控制冷却技术应运而生，并已取得显著的成效。
本文对此进行了分析，希望从中得到一些启发。
【关键词】中厚；板层；冷却；控制；系统引言中厚板作为使用范围广阔的钢铁品种，被广泛应用在桥梁、造船、机器部件、建筑、军工、油气输送等领域。
随着经济技术的发展，中厚板产品也面临着严格质量要求的挑战。
中厚板不仅需要优良的表面质量和板形，还需具备优质的组织力学性能。
因此，中厚板的生产过程中的控制轧制以及控制冷却技术应运而生，并已取得显著的成效。
但国内的控制冷却系统与发展已趋近成熟的国外相比，仍存在一定差距。
因此，中厚板的层流冷却控制系统做进一步研究十分有必要。
一、中厚板层流冷却系统的原理中厚板的冷却一般采用了层流冷却的控制冷却方式。
其工作原理在于：冷却装置将流速低、压力小的冷却水喷向钢板，使得钢板表面覆盖层流状态的水层；通过冷却水与高温钢板表面的对流换热，使钢板冷却至目标温度。
一般冷却控制系统中，冷却水最初与钢板接触时，钢板的高温会使冷却水快速沸腾且汽化，导致钢板的表面产生蒸汽膜，而蒸汽膜将对冷却水与钢板之间的换热过程产生严重影响。
相比之下，层流状态的冷却水层可以降低钢板表面蒸汽膜的影响，最大程度得使冷却水与钢板表面进行有效接触，从而提高钢板的冷却效率。
二、中厚板层流冷却系统的控制目标及优缺点中厚板层流冷却作为一项复杂的非线性过程，其控制目标是钢板的冷却速率以及目标的终冷温度。
这就需要根据中厚板的终轧温度、规格尺寸、钢板品种、冷却速率以及目标终冷温度对喷水区的长度和喷水模式进行调整；同时，冷却水的流量和开启冷却集管的数量也需要随之进行变动，最终力求钢板的目标终冷温度达到工艺要求。
中厚板轧后冷却过程控制系统介绍
RAL
0.40 0.38 0.36 0.34
比热和热传导率曲线
0.06% C 0.08% C 0.23% C 0.4% C Si-Mn
specific heat (kcal/kg℃ )
0.32 0.30 0.28 0.26 0.24 0.22 0.20 0.18 0.16 0.14 0.12 0.10 300 400 500 600 700 800 900
i n 2
L 2
4 i 1 3 nod 对称问题： i n
i L n
4 3
时间步长确定
空冷基本时间步长： 水冷基本时间步长： 迭代时间步长：
dtair 1000.0 L / 3
k 1 i 1, j k 1 i, j 2 k 1 i 1, j k i , j 1 k i, j k i , j 1 k i, j
(i, j+1) (i-1, j) (i, j) (i+1, j) (i, j-1)
Δx xi-1 xi
宽向轴
xn
x (mm)
RAL
n j，厚向
温度场有限元解析方法
(2)根据实测温度数据用回归法确定a、b、c、fv 。
RAL
交替方向隐式差分形式：
(无条件稳定、追赶法求解)
y
(mm) ym
k 1 i, j
Δ
轴
时
τ (s)
k+ 1
间
k
t 2t t t 2t t 厚 1 t t yj 向 2 Δ y a x y 轴 yj-1 t k 1 2t k 1 t k 1 t k 2 2t k 2 t k 2 k 2 k 1 t t 1 i 1, j i , j i 1, j i , j 1 i , j i , j 1 i , j i ,j 0 2 2 a x y τ
层流冷却的策略和控制模型
层流冷却的应用领域
02
层流冷却的策略
自然对流冷却
利用流体自然流动进行热交换的冷却方式，适用于冷却高度集成的电子器件。
液冷冷却
利用液体作为冷却介质进行热交换的冷却方式，具有冷却均匀、热阻小的优点，适用于大型数据中心等场景。
相变冷却
利用物质相变过程中吸收大量热量的原理进行冷却，具有冷却效率高、体积小等优点，适用于高功率、高密度热流量的场景。
根据使用场景选择
根据整个系统的架构选择最合适的冷却策略，例如在分布式系统中采用自然对流冷却可以更好地控制温度分布。
根据系统架构选择
冷却策略的优化和改进
通过优化冷却系统的设计、选用更高效的冷却部件等方式提高冷却效率。
提高冷却效率
降低能耗
提高可靠性
降低成本
通过选用低能耗的冷却部件、采用自然对流冷却等方式降低能耗。
层流冷却的策略和控制模型
xx年xx月xx日
CATALOGUE
目录
层流冷却概述层流冷却的策略层流冷却的控制模型层流冷却策略与控制模型的实现案例分析总结与展望
01
层流冷却概述
层流（Laminar Flow）：指流体在管道中流动时，各流层之间不存在宏观的相对运动，遵循牛顿粘性定律的一种流动状态。
层流具有较低的雷诺数（Re）和较高的粘度，其流线平行于管道轴线，流速分布较均匀。
层流冷却技术
通过优化层流冷却系统的设计，提高冷却效率，减少冷却气流对设备性能的影响。
设计优化
某型电子设备的层流冷却系统设计
工业设备在恶劣环境下运行，需要采用有效的冷却策略来保障设备的稳定性和可靠性。
工业设备运行环境
某型工业设备的层流冷却系统设计
采用层流冷却系统，将冷却气流精确引导到设备的关键部位，实现高效、稳定的冷却效果。
中厚板轧后控制冷却技术的发展及现状
中厚板轧后控制冷却技术的发展及现状发布时间：2022-10-20T11:15:35.420Z 来源：《中国科技信息》2022年第12期作者：李渊[导读] 冷却技术控制是通过轧制材料过热进行热处理的技术。
李渊八一钢铁股份有限公司轧钢厂中厚板分厂摘要：冷却技术控制是通过轧制材料过热进行热处理的技术。
冷却控制设置在终轧机与精整机之间，通过改变热轧的冷却条件、奥氏体相态条件和改善碳化物析出行为，改善钢的结构和性能。
通过采用控制冷却技术，不仅提高了性能，还提高了钢板的强度，而不影响质量。
同时，钢板的不平整度和残余应力减少，钢板质量明显改善。
本文总结了中厚板轧后控制冷却技术的发展情况，并探讨了水冷及其控制的难点。
了解这些条件对于中厚板厂选择合适的冷却方法并对其进行配置以管理冷却系统非常重要。
关键词：中厚板；控制冷却；发展控制轧制和冷却是现代钢铁工业技术成就之一。
冷却控制和管理是通过控制冷却后的轧制温度。
控制轧辊冷却后钢的冷却速度，以提高钢的结构和性能。
由于热轧变形效应，奥氏体变形后的铁转变温度升高，反转后的铁晶体变得容易生长，机械性能下降。
采用可控冷却方法，优化铁晶粒，减小珠光体层间距，防止碳化物在高温下析出，采用控制冷却是增强了强化效果。
一、控制冷却方式控制冷却方法有许多优点和缺点。
不同的冷却方法因技术环境和条件而异。
1.压力喷射。
优点是，水可以连续流动，而不会中断钢板表面的流动，从而可以将冷却部件喷到钢板表面，同时顶部和底部的冷却差异可以在水汽膜环境中渗透到钢板中。
缺点，冷却性能少，冷却效率低，需水量高，用水量大，冷却不均匀，水质要求高，喷嘴堵塞，水利用率低。
2.层流。
优点是水保持高冷却状态，并提供稳定的冷却能力，自上而下和垂直均匀冷却。
缺点，冷却路径长，管道间距有限，横向分布不均匀，要求水质高，喷嘴堵塞，维护量及难度大。
3.水幕冷却。
优点是冷却功率最大，水流保持静层流止，冷却速度快，冷却区域距离小，需水量低，可维修性低，冷却速度一般为12-30℃s，有时可达80℃s。
中厚板层流冷却过程温度场的有限元分析
２ Ｈ ｅｂｎＩｓ ｔｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ ｔ ｉａ， ｉａ ２ ４ ０ ， ｈ ｎ ｏｇ Ｃ ｉａ ． ａ ｒｉ ｎｔｕｅ ｆ ｃ ｎｌ ｙａ Ｗｅｈ ｉＷｅｈ ｉ ６ ２ ９ Ｓ ａ ｄ ｎ ， ｈｎ ） ｉ Ｔ ｏ
ｄ ｏ ｎ ｈ ｉｔ ｂ ｔ ｎ ｆｔａ ｓｅ ｔ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｆｅｄ ｆ ｈ ｔ ｅ ｌ ｔ ｔ ａ ｉ ｕ ｏ ｌ ｇ ｓａ ｅ ｒ ｐ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓｒ ｕ ｉ ｓ ｏ ｎ ｉ ｎ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｌ ｓｏ ｅ ｓｅ ｌｐ ａｅ ａ ｒｏ ｓｃ ｏ ｉ ｔ ｇ ｓ ｉ ｏ ｒ ｔ ｉ ｔ ｖ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｆｅ ｄ ｆ ｒ ｌｅ ｍｅ ｉ ｍ ｐ ａ ｅ ｕ ｉ ｃ ｎｔｏｌ ｄ ｏ ｌｎ ｉ ｓｒ ｃ ： ｅ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｉ ｌ ｏ ａ ｏ ｌｄ ｄｕ ｌ ｔ ｄ ｒｎｇ ｏ ｒ ｌｅ ｃ ｏ ｉ ｇ ｓ ｓｍｕ ａ ｅ ａ ｃ ｌｕｌｔ ｄ ｂ ＡＮＳ ｎ ｔ ｅｅ ｎ ｏ ｔ ｒ ，ａ ｄ ｔ ｓ ｔ ｕ ｖ ｓ ｆ ｔ ｍｐｅ ａｕ ｅ ｉ ｌ ｔ ｄ ｎｄ ａ ｃ ａｅ ｙ ＹＳ ｆ ｉｅ ｌ ｍｅ ｔ ｓ ｆｗａ ｅ ｎ ｈｕ ｈｅ ｃ ｒ ｅ ｏ ｅ ｉ ｒｔｒ
中 图分类 号 ： Ｇ３ ５ Ｔ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１０ —６ ３ ２ １ ）４０ ３ ．４ ０ ６４ １ （０ １ ０ ．０ ２０
Ａｎａ ｙ ｉ ｎ Ｔｅ ｐ ｒ ｔ ｅ Ｆｉｌ ｆＭ ｅ ｕｍ ａ ｅ ｄ ｉ ｇ ｌ ｓｓ ｏ ｍ ｅ ａ ｕｒ ｅ ｄ ｏ ｄｉ Ｐｌ ｔ ｕｒ ｎ
板带钢层流冷却温度控制探讨
板带钢层流冷却温度控制探讨谢海波,马丽坤,刘相华,王国栋(东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁 沈阳 110004)摘 要:从板带钢层流冷却数学模型、控制系统、控制冷却技术等几个方面对板带钢层流冷却温度控制进行了分析和讨论。
关键词:板带钢;层流冷却;数学模型;温度控制中图分类号:TG 33515 文献标识码:A 文章编号:1003-9996(2004)06-0066-03Discussion on laminar cooling coiling temperature control techniques of stripXIE Hai 2bo ,MA Li 2kun ,L IU Xiang 2hua ,WAN G Guo 2dong(State K ey Laboratory of Rolling and Automation ,Northeastern University ,Shenyang 110004,China )Abstract :The laminar cooling coiling temperature control were analyzed and dislussed from the mathematics model ,control system and cooling control techniques 1K ey w ords :strip ;laminar cooling ;mathematics model ;tem perature control收稿日期:2004-03-19 收修改稿日期:2004-05-31作者简介:谢海波(1972-),男(汉族),湖南衡阳人,在读博士生。
层流冷却是板带生产的关键环节之一,其目的就是通过冷却过程,控制带钢的终冷温度,使板带获得良好的组织和力学性能。
采用层流冷却工艺要保证有较好的冷却均匀性及较高的卷取温度控制精度。
中厚板轧后控冷数学模型研究
ａ ｌ ｒ ０ ２ Ｔ ｑ Ｇ ２ Ｔ ａ ２ Ｔ 、 Ｊ ＋ 寿 口 ・ 。
（ １ ）
采 用有 限差 分法 求解 导 热微 分方 程 ， 首先 将 区 域 离散 化 ， 离散 化 网格 的划 分采用 直 角坐标 系 。如 图１ 所示 ， 以钢 板厚 度方 向空 间 坐标 为 轴 ， 以时 间 坐标 为丁 轴 。根 据假 设条 件 ， 钢板 内部 温度 以 １ ／ ２ 厚
厚 板 的特 点 ， 钢 板 控 冷 过程 中 内热 源 可 以忽 略 ， 其
空 间坐标 用 步长 Ａｘ 将１ ／ ２ 厚度 ｍ等分 ； 时 间坐标ｒ 用 步长 △ 将 时间 ／ ｔ － 等分 。这 样 温度 场 Ｔ （ ｘ ， 下 ） 可 表
示为： Ｔ （ ｘ ， ） ＝ （ Ａｘ ， ｊ Ａ ） ＝ Ｔ ／ 。
中厚板 轧后控冷数 学模 型研 究
陈 士 平
（ 济钢集团国际工程技术有限公司 ， 山东 济南 ２ ５ ０ １ ０ １ ） 摘 要： 通过分析钢板 的冷却过程 ， 构建 了中厚 板控制冷却过程的数学模型 ， 建立 了冷却过程温度场计算 的有 限差分方程 ，
并在理论分析的基础上确定 了空冷、 水冷换 热系数模型及 比热 、 热传导率的权重系数模型， 同时结合现场实测数据 ， 借助 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 编程对模型进行 了验证 。结果表明， 钢板温度偏差均控制在 ５ ℃以内， 偏差率 ＜１ ％， 该模 型具有较 高的精度 和准确性。 关键词 ： 中厚板轧制 ； 轧后控冷 ； 数学模型 ； Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ
＝口 （ ｒ
０ ， ＝０ ；ｘ＝鱼， 一
ａ ｘ
ｈ 一 ） 。
（ ３ ｊ ） ，
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Ｓ ｏ ｕ ，Ｚ ａ ｎ ｂｎ ｕ Ｂ ｈ ｉ ｈ ｏＨｏ源自ｇ ｉｇ，Ｗｕ Ｊ ｎ ａ ｕ ｈ ｏ
（ ｅｏｄｍｉｉｇｐａ ｔ ｎａ ｇｉ ｎａ ｄｓ ｅ Ｃ ． Ｌｄ ， ｎ ａｇＨ ｎｎ４ ５ ０ ｈｎ ） Ｓｃｎ ｌｎ ｌｎ，Ａ ｙｎ ｏ ｎ ｔ ｌ ｏ ， ｔ． Ａ ｙｎ ｅ ａ ５ ０ ４ Ｃ ｉａ ｌ ｒ ｅ
机和 矫 直 机 之 间 的输 送 辊 道 与 上 下 喷 水 装 置 组
１ 设 备 分布
Ｃ ．，Ｌｄ ｓｉｔ ｄ ｃ ｄ ｏ ｉｉｇ ｗ ｔ ｒｃｉａ ｒｄ ｃｉｎ ｃｎ ｉｏ ｆｐａｅ，ｍａｈ ｍａｉａ ｄ ｏ ｔ．ｉ ｎｒ ｕ ｅ ．Ｃ ｍｂｎｎ ｉ ｐ ａ ｔ ｌ ｏ ｕ ｔ ｏ ｄｔ ｎ ｏ ｌｔ ｏ ｈ ｃ ｐ ｏ ｉ ｔｅ ｔ ｌｍｏ — ｃ
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随 着 用 户 对 中厚 板 产 品 性 能 的 要 求 越 来 越 高 ， 内很 多 中厚 板 厂 都 新 建 或 升 级 改 造 了控 制 国 冷却 系统 。安 钢 控 制 冷 却 系统 采 用 了 ｕ 型 管 技
术， 系统包 括 完 备 的基 础 自动 化 和过 程 自动化 系 统 ， 用 了层 流 冷 却 控 制模 型 。 由于 中厚 板 卷 在 采 控 制 冷却 的过 程 中钢 板 长短 不 一 ， 而且 要 对 Ｕ型 管 的水量 、 闭状态 和 辊道 速 度 等进 行 在线 控 制 ， 开 因此 ， 了需要 设备 及 时 响应 外 ， 需要 合 理 的控 除 还 安钢 炉卷 轧机 的控 制冷 却 设 备 由位 于 四辊 轧
Ａｂｓｒ ｃ Ｃｏ ｔｏｌｄ ｃ ｏ ｉ ｇ ｉ ｈ ｏ ｎ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｉａ ｒ ｃ ｓ ｎ ｍｏ ｅ ｐ ａ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ，ａ ｓ ｔ ａ ｔ： ｎ ｒ ｌｅ ｏ ｌｎ ｓ ｔｅ ｄ ｍｉ ａ ｔｔｃ ｎ ｌ ｇｃ ｌｐ ｏ ｅ ｓｉ ｄ ｍ ｌ ｔ ｒ ｄ ｃ ｉ ｏ ｎｄ ｉ ｕ ｅ ｏ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｏ ｕａｉ ｌｔ ． Ｃｏ ｔｏ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ａ ｎａ ｏ ｌ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｆｅ ｔ ｅ － ｓ ｄ ｆ ｒｐ ｏ ｕ ｔ ｆｑ ｌｔ ｐ ａｅ ｏ ｙ ｎ ｒ ｌ ａ ｃ ｒ ｃ ｆ ｌｍｉ ｒ ｃ ｏ ｉ ｃ ｎ ｒｌ ｓ ｓｅ ａｆｃ ｓ ｐ ｒ ｎｇ ｆｒ ｎ ｅ ｏ ｒ ｄ ｃ ｉｅ ｔｙ ． Ｃｏ ｔｏｌｄ ｃ ｏ ｉｇ ｓ ｓｅ ｆ ｒ ｓｅ ｋ ｌｍｉ ｎ Ａｎ ａ ｒ ｎ ｎ ｔｅ ｏ ｍａ ｃ ｆｐ ｏ ｕ ｔｄ ｒ ｃｌ ． ｎ ｒ ｌｅ ｏ ｌ ｙ ｔｍ ｔ ｃ ｅ ｌ ｉ ｙ ｎｇ Ｉｏ ａ ｄ Ｓ ｅ ｌ ｎ ｏ ｌ
析推导 了其空冷和水冷数学模型 ， 采用计算机进行差分方 程 的求 解和模 型 的 自学习 ， 通过 现场实 际应用 ， 控制 精度满足 了工业生产 的要求 ， 效果明显 。 关键词 ： 中厚板 ； 控制冷却 ； 控制 策略； 数学模型 ； 自学习
Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｔ ｂ ｌ ｙ ｏ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｒ ｌ ｏ ｅ ｍｉ ａ ｌ ｗ ａ ｙ ｉ ｆＳ ａ ｉ ｔ ｆＴｅ ｅ ａ ｕ ｅ Ｃｏ ｔ ｏ ｄ ｌＬａ ｎ ｒ Ｆ ｏ ｉ Ｍ
苏伯 辉 ， 红 兵 ，吴 军 号 赵
【 安阳钢 铁股 份有 限公 司第 二炼 轧厂 ，河南 安 阳
摘
４５０ ） ５ ０ ４
要： 控制冷却是现代化板材的主导生产工艺 ， 于生产优 质 的中厚板 ， 用 层流 冷却控 制系统 的控制精度 直接
影响产 品的性能 。本文对安钢炉卷轧机 的控制 冷却 系统 进行 了全面的介绍 ， 结合 实际的 中厚 板卷生产情 况 ， 分
ａ ｃ ｒｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｏ ｎ ｕ ｔｉｌｐ ｏ ｕ ｔｏ ｎ ｏ ｔｏ ｆ ｃ ｓ ｏ ｖ ｏ ． ｃ ｕ ａ ｙ ｍ ｅ ｓｔ ｅ ｎ ｅ ｆｉ ｄ ｓｒａ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ｆ ｔｉ ｂ ｉｕｓ ｅ
Ｋｅ Ｗ ｏｒ ｙ ｄｓ： ｄ ｕ ｐ ａｅ；ｃ ｎ ｒ ｌｃ ｏｉ ｇ ｃ ｎ ｒ ｌｓｒ ｔｇ ｍｅ ｉ ｍ ｌ ｔ ｏ ｔｏ ｏ ｌｎ ｏ ｔｏ ｔａｅ ｙ；ｍａｈ ｍａｉ ａ ｄ ｌ ｅｆ—ｌａ ｎ ｎ ｔ ｅ ｔ ｌｍｏ ｅ ；ｓ ｌ ｃ ｅ ｒｉｇ
第 ３ 卷 ２
第 １期
黑 龙 江 冶 金
Ｖｏ ＿ ２ ｌ３ Ｍａｃ ｒｈ
Ｎｏ． １ ２０ １２
２０１ ２年 １月
Ｈｅ ｏ ｇ ａ ｇ Ｍｅ ｌ ｒｙ ｉ ｎｊ ｎ ｌ ｉ ｔ ｌ ｇ ａｕ
中厚 板 层 流 冷 却 系统 温 度 控 制 模 型 稳 定 性 分 析