1780mm热连轧机带钢层流冷却自动控制系统开发及应用

层流冷却是控制带钢卷取温度的最重要手段。为了满足宁波钢铁有限公司1 780 mm热连轧机薄板生产线层流冷却工艺的控制要求,采用了由基础自动化控制系统和过程控制系统组成的两级计算机控制系统。介绍了层流冷却系统设备及自动控制系统结构。重点阐述了层流冷却基础自动化系统主要功能,包括层流冷却区域内带钢微跟踪、步序控制、卷取温度反馈控制以及速度前馈控制。运行结果表明,系统控制精度、响应速度均满足工艺要求。自系统投入运行以来,工作稳定,控制效果较好。     

带钢层流冷却过程数值模拟及卷取温度预测分析

结合宝钢2050热连轧层流冷却生产线,建立了带钢层流冷却过程传热数学模型,同时考虑相变潜热对带钢温度的贡献。采用实测的卷取温度,修正了带钢表面换热系数模型,模拟研究了冷却模式、速度、厚度等对卷取温度的影响。结果表明:卷取温度计算值与实测值的标准差小于14℃;相变潜热对卷取温度的贡献为28℃;冷却模式、速度、厚度是影响卷取温度的重要因素;该模型能够满足宝钢2050热连轧层流冷却卷取温度的预报精度,对实际生产具有较好的指导性作用。     

层流冷却的前馈控制

为提高热轧带钢层流冷却卷取目标温度的控制精度,根据冷却过程的传热机理,分析了带钢层流冷却的传热过程.在此基础上,给出了冷却控制的空冷和水冷预测数学模型,分析并阐述了层流冷却控制系统的前馈控制算法及其在实际控制中的应用.本前馈控制的使用效果良好,具有较高的目标卷取温度控制精度,能满足生产的需要.     

密集型快速冷却技术在热轧带钢生产线的应用

卷取温度对成品带钢的强度、伸长率等机械加工性能有重要影响。为适应增加F7轧机后导致的层流冷却线的缩短,在层流冷却改造中采用了新型超密集快冷装置(SUPIC-HSM),提高了热轧带钢冷却效率、冷却能力、冷却均匀性和冷却板型的控制能力,有效适应了生产线缩短后带钢控冷工艺的需要。     

热轧带钢冷却系统探讨

热轧带钢层流冷却过程是热轧生产成品之前的最后一道重要工序,直接决定了带钢产品质量。带钢卷取温度是影响热轧带钢组织性能的关键因素,是决定成品带钢加工性能、力学性能的重要参数之一,与带钢最终质量密切相关。主要介绍一种新型热轧带钢冷却系统,新型冷却系统由传统层流冷装置和快速冷却装置组成,新型冷却系统具有冷却均匀、冷却效率高、冷却速度快、冷却装置制造工艺简单、维护方便等优点,快速冷却装置与传统冷却装置组合使用时可以实现多种冷却模式,可以有效控制冷却过程使带钢组织细晶强化、析出强化和相变强化以提高带钢力学性能、综合性能,减少能源的消耗,简化生产工艺,为开发钢材新品种创造有利条件。     

鞍钢半连轧厂带钢层流冷却系统浅析

阐述鞍钢半连轧厂带钢层流冷却设备的设计原则、冷却段的确定及侧吹水的设置。重点介绍以传热理论为基础的层流冷却数学模型。该模型考虑了带钢厚度方向上的温度分布、钢材热物性参数随温度和成分变化的实际情况，配以先进的控制系统，获得了理想的钢材组织与性能。     

唐钢1700mm带钢生产线层流冷却系统的应用

介绍了带钢层流冷却的工作原理和导热机理,对唐钢1 700mm带钢生产线应用层流冷却系统控制带钢的卷取温度及其应用效果进行了分析。     

带钢层流冷却过程中冲击穿透深度的数值模拟

带钢在层流冷却过程中距表面较近的区域温度存在反复升降的现象,造成厚度方向上组织和性能的差异。结合酒钢CSP热轧带钢生产数据,建立一维热轧带钢有限元模型,计算层流冷却过程中带钢的温度场。提出了冷却过程中带钢冲击穿透深度的概念,并初步探究其影响因素。厚度为3和4mm的带钢计算得出的卷取温度比实测温度分别高3和8℃,相对误差分别为0.44%和1.16%,验证了模型和假设的合理性。结果表明,冷却过程中冲击穿透深度受带钢的导热系数、平流区的对流换热系数、带钢表面温度和喷嘴分布的影响;带钢上表面喷嘴分布较少,冲击穿透深度随对流换热系数的增大而增加,下表面喷嘴分布密集起主导作用,增加对流换热系数,冲击穿透深度几乎不受影响。     

基于Ansys有限元的带钢层流冷却工艺的确定

采用Ansys对不同厚度带钢的层流冷却过程进行瞬态有限元模拟。得到了不同时刻带钢的温度变化和带钢宽度方向的位移变化;分析了在不同冷却工艺下带钢的温度场和应力分布;以某钢厂的层流冷却设备参数为例,来探讨不同厚度带钢的层流冷却工艺,为现场生产提供参考依据。     

层流冷却过程中带钢温度场数值模拟

分析了带钢层流冷却过程中的传热，并利用有限元法对层流冷却过程中带钢温度场进行了模拟计算。结果表明：随着轧件厚度的减薄，在带钢厚度方向上的温差逐渐减小；冷却速度不同时，带钢表面温度和中心温度的变化趋势以及波动幅度相应发生变化。在进行模型计算时，应合理考虑带钢厚度及内部热传导的影响。这对提高数学模型的精度，控制卷取温度，提高产品质量以及指导生产具有重要意义。     

基于有限元和试验的热轧带钢残余应力减量化

 研究残余应力减量化技术可提高热轧带钢板形质量。有限元技术及相应的试验验证已广泛应用于工业生产,采用该方法对带钢层流冷却过程中的温度、相变及应力耦合进行求解,对于分析带钢轧后冷却不均、应力应变不均及翘曲具有重要意义。基于ABAQUS建立热轧带钢在密集冷却工艺条件下的有限元模型,实现温度、相变和应力三者的耦合计算,并进行温度测试、材料微观组织测试及应力测试等多个试验验证。计算结果表明,减小带钢进入层流冷却前的初始温差、采用边部遮挡技术对减少带钢残余应力均具有积极的意义。通过一个改善初始温差分布进而改善带钢残余应力的实例,验证了提出的方法和结论的正确性。     

热轧带钢层流冷却过程温度场研究

 建立了热轧带钢层流冷却过程中温度场的三维有限元模型,对3 mm厚带钢轧后冷却过程带钢温度场进行模拟计算,得出卷取温度比现场测量值低9.5 ℃,相对误差为1.42%,验证了模型和假设的合理性。研究了上喷嘴直径对带钢温度的影响,带钢上表面宽度方向上存在2种不同的冷却区域：位于喷嘴正下方层流冷却过程中交替经过冲击区和平流区的区域和位于两喷嘴之间层流冷却过程中只经过平流区的区域,这造成带钢宽度方向上温度分布不均匀。计算结果表明,喷水量保持不变的情况下,存在一个最佳喷嘴直径,使带钢宽度方向上温度分布更均匀。喷水速度保持不变,增加喷嘴的直径有利于带钢宽度上方温度均匀,但增加了喷水量,降低了带钢的卷取温度。     

热轧带钢层流冷却的控制策略及其应用

阐述了热轧带钢层流冷却常用的7个控制策略，即前馈控制、反馈控制、自适应控制、带钢头尾冷却控制、带钢边部冷却控制和对带钢厚度的适应性冷却控制以及对升速轧制的适应性冷却控制的内容及其发展，同时还简单地介绍了这些控制策略在国内某些热轧板厂的实际应用情况。     

热轧带钢层流冷却宽度方向温度分布的研究

结合有限元分析的方法,研究层流冷却工艺参数对带钢宽度方向温度分布的影响;提出合理的边部遮挡工艺,并研究了遮挡量与板宽和板厚的关系,建立层流冷却边部遮挡量的经验公式。     

厚规格热轧带钢高精度卷取温度控制模型

卷取温度是影响带钢组织性能的重要工艺参数.在生产实践中,如何提高厚规格带钢卷取温度的控制精度是一个难点.针对厚规格带钢在层流冷却过程中的工况特点,提出了温度场计算模型和对流换热系数模型的改进方法,并开发了一种全新的基于相似策略的自适应模型,以改善卷取温度前馈控制效果.经现场应用证明,本文提出的方案能有效提高厚规格带钢的卷取温度控制精度,其中厚度大于12 mm的带钢平均命中率可达到94.9%.      

热轧层流冷却控制中的反馈速度优化

针对武钢热轧二分厂厚板层流冷却控制中尾部温度陡降的问题,详细分析了"Flying Carpet"模式下因速度测量系统的切换而产生的速度抖动现象对层流冷却前馈控制造成的干扰,结合现场实际情况,提出了1套反馈速度优化方案,实际控制效果表明:带钢尾部温度陡降现象消失,由此产生的性能改判和卷取机停车问题得到彻底解决,提高生产稳定性,保证产品质量。     

热轧温度控制对Q235B钢力学性能的影响

以北台1780mm线Q235-B 为研究对象,结合现场实际温控数据,分别考察不同终轧温度、卷取温度、冷却模式下对带钢力学性能的影响,实验数据表明随着终轧温度升高(降低)带钢的屈服强度降低(升高),随着卷取温度的降低(升高)带钢屈服强度随着卷曲温度的升高(降低),对于厚度9.4mm规格带钢,层流冷却模式对带钢的性能没有影响。     

基于密集冷却工艺的700 MPa级高强带钢减小残余应力研究

目前密集冷却工艺已广泛用于生产高强度带钢,但是该技术冷却速率较快的特点易造成带钢冷却不均匀等问题,导致带钢残余应力过大,进而产生边浪等板形缺陷.本文利用有限元方法,使用ABAQUS有限元软件建立某700 MPa级高强度带钢在密集冷却工艺下的模型,实现温度-相变-应力耦合计算,并进行多个实验验证了模型的准确性.通过修改有限元模型边界条件和初始条件,研究边部遮挡和初始温差对带钢层流冷却阶段产生的残余应力分布的影响规律.对于减小带钢层流冷却过程中产生的残余应力,减小带钢进入层流冷却前的初始温差更加有效.本研究成果经过现场试验验证,可靠性较高,可用于指导该种类型高强带钢生产,以减少带钢的残余应力,提高带钢板形质量.      

板带层流冷却控制技术评述

对板带钢层流冷却技术发展状况、控制思想和控制模型进行了阐述，并说明了层流冷却控制目标、边界条件和技术难度，以及用神经网络进行模型优化。     

热连轧机带钢卷取温度影响因素仿真分析

针对带钢冷却特点,建立了带钢瞬态热传导仿真模型,采用有限差分法对1800mm热连轧机带钢终轧速度、带钢终轧温度、冷却水温度等因素对带钢层流冷却后温度的影响进行了仿真分析。得到的结果对于认识热轧带钢卷取温度的变化规律具有一定的应用价值。