厚规格宽带钢卷取温度优化研究.pdf

《厚规格宽带钢卷取温度优化研究.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《厚规格宽带钢卷取温度优化研究.pdf（3页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2 0 1 3年 2月 第 3 O 卷 第 1 期 Fe b 2O1 3 Vo1 3 O No 1 轧 钢 S TEEL R0LLI NG 3 3 厚规格 宽带钢卷 取温度优化研究 陈 煜，曹树 卫，丁 杰(安阳钢铁 集团有限责任公 司，河南安 阳4 5 5 0 0 4)摘要：针对安钢热轧厚规格 宽带 钢卷取温度命 中率偏低 的问题进 行了分析，通过投 用保 温罩，改善精轧过程 控制，优化带钢卷取温度控制模 型，提高 了厚规格 宽带钢的卷取温度命 中率，改善 了产 品的同卷性能均匀性。关键 词：宽带钢；卷取温度；命 中率；同卷性 能 中图分类号：T G3 3 5 5 5 文献标识码：B 文章编

2、 号：1 0 0 3 9 9 9 6(2 0 1 3)0 1 0 0 3 3 0 3 Op t i mi z a t i o n o f Co i l i ng Te mpe r a t u r e o f Th i c k a nd W i d e S t r i p cHEN Yu，CAO S ho we i，DI NG J i e (An y a n g I r o n&S t e e l Gr o u p Co，Lt d，An y a n g 45 5 0 0 4，Ch i n a)Ab s t r a c t：The c ha r a c t e r i s t i c s o f

3、ho t r o l l e d t hi c k a nd wi d e s t r i p c o i l i n g t e mpe r a t u r e c o nt r ol we r e a n al y z e dBy u s i ng t he r ma l i n s ul a t i o n c o ve r，i mpr o vi ng f i ni s h i n g r o l l i ng p r o c e s s c o nt r ol a nd o pt i mi z i n g t he ma t he ma t i c a l mo d e l o f h

4、 o t r o l l e d s t r i p c o i l i n g t e mp e r a t u r e，t h e h i t r a t e o f c o i l i n g t e mp e r a t u r e a n d t h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s d e vi a t i on of t he s a me c o i l a r e i mpr ov e d Ke y wo r ds：wi d e s t r i p；c o i l i ng t e mp e r a t ur e；hi t r

5、a t e；me c ha ni c a l p r o pe r t i e s of t he s a me c oi l 卷取温度(C T)命 中率是热连轧带钢生产重 要 的控制指标。随着安 阳钢铁集 团有限责任公司 1 7 8 0 mm热连轧生产线产品规格多样化，C T命 中 率逐渐 下降，尤其是 8 mm 以上厚 规格钢板，C T 命 中率均 值仅 为 9 0 。厚 规 格 宽 带 钢 C T 指 标 差表 征着 同卷 带 钢 温度 均 匀 性 差，直 接 影 响着 产 品的性能，常常出现带钢头、中、尾性能差异较大 的现 象。1 卷取温度控 制现状 分析 为 了深入 研究 厚规 格

6、宽带钢 卷取 温度 控制 的 现状 与 影 响 因素，随机 抽取 2 0 1 1年 共 9 O个 轧 制 单位生产记录进行统计分析，见表 1。表 1 不 同厚度宽 带钢 平均卷 取温度命 中率 2 4 3 6 9 5 o 6 4 3 7 3 1 9 4 3 6 6 1 1 4 7 9 3 9 2 8 1 1 7 3 9 5 6 5 1 o 6 3 8 8 9 6 7 1 2 4 1 8 8 9 2 3 1 4 1 2 7 8 5 4 8 1 6 76 Ro 73 由表 1 可 以看 出，厚规格宽带钢 C T命 中率 远低于薄规格产品，且带钢头部和尾部卷取温度 偏差较大。由于带钢头尾在轧制线上等

7、待的时间 不同，因而在进人精轧前就存在头尾温差，进入精 轧机后 虽 通过 升 速 轧 制 可 减 小 头 尾 温 差，但 在 带 钢抛钢过程中速度降低而使尾部温度降低，导致带 钢头部和尾部卷取温度的控制精度偏低，呈现典型 的“v，型缺陷，如图 1所示。对该钢卷进行分卷取 样，其 同卷屈服 强度差 达 6 5 MP a，抗 拉强度 差达 4 5 a，伸长率差达 4 5 。6 7 0 6 6 0 6 5 0 6 4 0 赠 6 3 0 -66210。6 0 0 5 9 0 图 1 卷 取 温 度 深“V”型 缺 陷 2 成 品规格 对卷取温度控制 的影 响 厚 规格 带钢 C T 控 制 与 薄

8、规 格 带 钢 不 同，由 于规格较厚，成品长度较短，其在控制上着重于前 收 稿 日期：2 0 1 2 0 7 2 5 作者简 介：陈 煜(1 9 8 4 一)，男(汉族)，湖北鄂 州人，助理工程 师，主要从事 热连 轧轧制工艺研 究。3 4 轧 钢 2 0 1 3年 2月出版 馈，没有反馈的支持，带钢的尾部处于失控状态；另一方面，在层流冷却过程中，厚规格钢板在其厚 度方 向上 进行 着 较复 杂 的热 交 换过 程，其 计 算 精 度受 加热 温 度 影 响较 大。正 常 情 况下，带 钢芯 部 温度高于表面温度，因此在计算热传递过程 中，是 按照芯部温度 向外传递过程计算的_ 1 。如果钢

9、坯 未烧透，芯部温度低于表面温度，则出现与预报模 型计算 热传 递 的方 向相 反 情况，不利 于 厚 规 格带 钢的 C T前馈控制精度，即头部温度预报精度差。因此，厚规格钢板卷取温度控制的特殊性决定了 C T控制死区是其头部和尾部。3 卷取 温 度命 中率偏低 原 因分 析及 相应 措施 带钢层流冷却过程 中存在辐射传热、带钢和 冷却水之间的对流换热以及与辊道接触的热传导 等 多种 传热方 式，传热 比较 复杂，且带 钢 的速度变 化较大，从而影响卷取温度 的因素较多。针对厚 规格带钢 C T控制上的特殊性，对其命 中率低进 行 了分 析。3 1 中 间坯 温 降对卷 取 温度 的影响 热

10、连轧生产线上有一 系列测温点，可测钢坯 出炉 温 度，粗轧 区 内以及 粗 轧 出 口处、精 轧 入 口、出 口以及 卷取前 带 钢 温 度，但 所 能测 到 的仅 是 轧 件表 面温度，许 多 温度 测 量 点 由于表 面氧 化 铁 皮 影 响或是 除鳞 后 表 面 温 度 过 低 以及 轧 件 厚 度 过 大、内部 温度不 均 等 原 因无 法 测 量 到轧 件 的真 实 温度(平 均温度)。条件较 好 的测量 点为粗 轧 出 口 处以及精轧出口处，其所测温度能较好地反映带 钢的实际温度。因此，目前 主要温降模 型是 以粗 轧出口实测温度作为依据，由此来推算钢坯 出炉 温 度、精 轧各 机

11、架 轧制温 度，预报精 轧终 轧温 度。卷取温度控制多以精轧出口实测温度进行前 馈控制，但是 由于精轧速度过高，单纯依靠精轧出 口温度前馈控制来计算卷取温度精度不高，为了 提 高卷 取温 度预 报 精 度，卷 取 温度 控 制 模 型 中依 据粗轧出 口温度进行预报，并将粗轧 出口温度分 为两段分别进行控制和 自学 习，如某带钢的粗轧 出口温度曲线见 图 2，该 两段温度 的趋势 与图 1 的卷取温度 深“V”型 缺陷 有 明显 的对应 关系。“V”型曲线中最低点往往为中间坯温度曲线 的两 段 分 割点。若 中 间坯 两 段 温度 趋 势 波 动较 大，将 直接影响卷取温度的预报精度。因此，稳

12、定粗轧 出口温度是提高卷取温度预报精度的关键。图 2粗 轧 出 口处 带 钢 温 度 曲 线 影 响 中间坯 头尾 温 度 变 化 的 因素 很 多，如 加 热温度、粗轧工艺参数、保温罩使用等。中问坯厚 度为 4 0 mm 的带钢 使用保温罩 和未 使用保温罩 时的粗 轧 出 口和精 轧入 口的头尾 温度变 化规 律见 图 3。由图 3可 知，使 用 保 温 罩 后 带 钢 平 均 温 降 可降低 2 0 左 右。赠 08 0 0 7 0 0 6 0 05 0 0 4 0 0 3 0 0 2 0 01 O o 1 0 2O 3 O 4 0 5 O 距带钢头部位置 m 图 3粗 轧 出 口和 精

13、轧 入 口带钢 头尾 温 度变化 规 律 1 粗轧 出1：3 带钢温度；2 一使用保 温罩 时精轧入 I：1 带钢温度；3 未使用保温罩时精轧入 L l 带钢温度 3 2 精 轧终 轧温 度对卷 取温 度 的影晌 中间坯进 入精 轧 后 由于 采 用 升速 轧 制，并 结 合机架问冷却水的使用可以很好地控制精轧 出口 带钢头尾温差，但往往 因为带钢升速受到限制以 及抛钢降速造成带钢尾部终轧温度偏低，并直接 造 成尾 部卷 取温度 降低。实 际生 产 中可通过 提 高 轧制速度以及加速度来提高终轧温度口 。3 3热头 热尾功 能对 卷取 温度 的影 响 由于工 艺要 求，对 于某 些 钢 种 要

14、 求投 用 热 头 热尾功 能 3 。通 常 热头 为 8 m、2 0 ，由于 层 流 电 磁阀响应有一定 的滞后性，导致出现头部或尾部 3 0 4 0 m处温度偏高，卷取温度出现“V”型缺陷，见图 4。为避免此情况发生，应及 时了解 层流冷 却系统状况，如集管出水完好率、喷嘴堵塞情况，并定期 进行 电磁 阀 响应测 试。根据 集管情 况对 问 题集 管进 行手 动关 闭，并优 化模 型标 准水 量。3 4模 型 自学 习功能对 卷取 温度 的影 响 由于测量误差 和系统特性 变化 的存在，模型 第 3 O卷 第 1 期 陈 煜 等：厚规格宽带 钢卷取温度优化研究 3 5 p 赠 盛 粕 图

15、4使用热头功能后带钢 C T曲线 1 一实际值；2 一 目标值 的预报 精度 有 限，模 型 自学 习 正是 根 据 系 统 状 态 的变化，不断利用即时信息进行模型参数的修正，从而提高产品的控制精度。但模型长期 自学习值 和短期 自学习值 的可信度系数为人为给定，存在 一定 的偶 然性。在钢 种和 规格 变换 需切 换 自学 习 模型表时，通常采用上次学习参数进行设定，由于 现场冷却条件发生变化如喷嘴堵塞等，上次学习 的参数有不适应的情况，当模型 自学习慢或快时，影响 C T命 中率，如图 5所示。调查模型数据后 发现换规格后上次 的前段学习值为正值，而本次 轧制 自适应后 的值为负值，致使

16、换规格 后第 1块 带 钢 出现异 常。针对这一情况，在 钢种变换 时，改 变工艺 参 数，观察 C T C反 馈情 况 及 时调 整 C T t e mp v e r n i e r 和温度斜率加快模型学习速度，使之与实际情况 赠 盛 图 5带 钢 C T 曲线 呈“V”型且 整体 偏低 1 一实际值；2 一 目标值 相符。使模型具有 自身不断修正以提高精度的能 力，并定期对模型学习参数进行维护。根据不同 C T曲线，判断影响 C T的原 因，通 过各种 调 节手 段 对 C T 控 制 参 数 进 行 修 正，达 到 目标值。当出现 C T整体偏 高或偏低时，对模型 中学 习值 进行 检查

17、，如 果偏 差 过 大(大于 5 0)则 对该 温度 偏差 值进 行修 正；当出现 C T 曲线成“V”型 时，则 对 两 段 斜 率 系数 进 行 调 节；出现 C T 无法调节时，应及时放慢节奏，合理使用保温罩。4 改进效果 采取上述改进措施后，厚规格带 钢 C T命 中 率得 到改善，使产 品同卷性能差得 到改 善，见表 2。改 进后 同 卷 屈 服 强 度 差 均 值 减 少 2 5 0 MP a，抗 拉强 度 差均 值减 少 1 7 2 MP a，伸长 率 均 值差 减 少 了 1 3 。表 2改 进 前 后 同 卷 性 能 差 5 结 语 通过对热轧卷取温度控制精度差的原因进行 分

18、 析，得 出影 响 卷 取温 度 命 中率 的 因素 有 加 热 温 度、带钢在轧制运输过程 中的温 降以及模型 自学 习等，而中间坯出 口温度 曲线形状是造成卷取温 度命 中率低 的主要 因素。通过保 温罩 的合理使 用、加热与粗轧速度 的控制 以及对两段斜率 的 自 学习值进行调节可明显改善带钢的 C T命中率。参考文献：1 刘萍，管 克 智，孙 一康 热轧 带钢 卷取 温 度控 制数 学模 型 刀 北京科 技大学学报，1 9 9 4，1 6(4)：3 8 7 3 9 1 2 陈永，余广夫，陈继林 提 高热轧板卷 终轧温度 的研究E J 钢铁钒钛，2 0 0 1，2 2(2)：1 9 2 4 E 3 赵迪，郑 中，邱 春林 本钢 热轧 带钢 卷 取温 度优 化研 究 E J 轧钢，2 0 0 7，2 4(1)：2 2 2 6 良 2 o 9 0 o 5 5 5 5 o馗