1、本文以攀枝花新鋼釩股份公司1450mm熱軋板廠三期改造和四川川威950mm熱連軋中寬帶層流冷卻項(xiàng)目為背景，以帶鋼層流冷卻策略為研究對(duì)象，從帶鋼溫度控制、冷卻速度控制和力學(xué)性能均勻性控制出發(fā)，建立了現(xiàn)場(chǎng)使用的層流冷卻策略。自投產(chǎn)以來，層流冷卻系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，卷取溫度控制精度高；具有多種冷卻形式，能夠按照給定的冷卻速度進(jìn)行控制；能夠?qū)т擃^部和尾部進(jìn)行U型冷卻控制，改善鋼卷整體力學(xué)性能的均勻性。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)為

2、層流冷卻系統(tǒng)建立了一種新的速度補(bǔ)償策略。在實(shí)際的冷卻控制過程中，控制模型不但可以根據(jù)精軋出口實(shí)測(cè)的帶鋼分段終軋溫度、速度、厚度進(jìn)行修正設(shè)定計(jì)算，還能夠?qū)σ烟幱诶鋮s區(qū)的帶鋼段考慮速度波動(dòng)對(duì)冷卻的影響，進(jìn)行精細(xì)速度補(bǔ)償。在線控制過程中，既涉及到每一帶鋼分段(樣本)水閥組態(tài)計(jì)算，又需要對(duì)單個(gè)樣本進(jìn)行多次再設(shè)定，每一時(shí)刻層冷區(qū)水閥的實(shí)時(shí)組態(tài)是多個(gè)樣本組態(tài)的編集結(jié)果。這種速度補(bǔ)償策略豐富了層流冷卻過程的前饋控制，減輕了反饋負(fù)荷，解決了精軋機(jī)組帶有

3、加減速的熱帶軋制過程，提高卷取溫度控制精度的一個(gè)關(guān)鍵問題。 (2)開發(fā)了冷卻路徑控制技術(shù)并在現(xiàn)場(chǎng)得到應(yīng)用，不僅可對(duì)卷取溫度進(jìn)行單目標(biāo)控制，還可以對(duì)卷取溫度、中間目標(biāo)溫度和根據(jù)CCT曲線制定的冷卻速度進(jìn)行多目標(biāo)控制，豐富了層流冷卻控制模式。新的卷取溫度控制模型不但可以進(jìn)行前段主冷(集管沿著軋制線方向依次開啟)、后段主冷(集管逆著軋制線方向依次開啟)、以集管組為單位的稀疏冷卻控制，還可以按照給定的中間目標(biāo)溫度和冷卻速度進(jìn)行冷卻路徑控

4、制，為鋼種開發(fā)、冷卻工藝優(yōu)化提供了強(qiáng)有力的技術(shù)手段。 (3)分析了終軋溫度、精軋出口速度、帶鋼厚度、秒流量和集管開啟順序等因素對(duì)帶鋼冷卻速率的影響，通過對(duì)單根層流冷卻集管冷卻能力的計(jì)算，得到了各個(gè)鋼種規(guī)格的帶鋼在冷卻區(qū)的最大冷卻速度，同時(shí)也獲得集管開啟順序與冷卻區(qū)冷卻速度之間的關(guān)系，為進(jìn)行冷卻速度控制和冷卻路徑控制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參數(shù)。 (4)基于虛擬儀表的思想和軟測(cè)量技術(shù)開發(fā)了虛擬測(cè)溫儀，利用實(shí)測(cè)輔助變量和在線學(xué)習(xí)糾偏

5、相結(jié)合的方法提高溫度的軟測(cè)量精度。這種虛擬測(cè)溫儀能夠?qū)恿骼鋮s區(qū)域中特定位置的帶鋼溫度實(shí)施在線軟測(cè)量。既可以對(duì)輸出輥道上沒有中間測(cè)溫儀的軋后冷卻提供中間溫度控制的軟測(cè)量信息，也可以為帶有中間測(cè)溫儀的層流冷卻控制系統(tǒng)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)的輔助處理。 (5)通過分析熱軋鋼卷整體性能不均的原因，明確了對(duì)于深沖鋼、管線鋼等質(zhì)量要求嚴(yán)格的鋼種實(shí)施帶鋼全長(zhǎng)卷取溫度均勻性控制并不是最佳的辦法。通過分析帶鋼卷取過程和卸卷冷卻過程溫度場(chǎng)，制定了使整卷帶鋼

6、力學(xué)性能均勻的U型冷卻工藝，即對(duì)帶鋼頭部和尾部的一定長(zhǎng)度在實(shí)際卷取過程中要求卷取溫度高于帶鋼中部。 (6)成功地完成了攀鋼熱軋板廠層流冷卻三期改造和川威新建的中寬帶鋼廠軋后冷卻項(xiàng)目，建立了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套帶鋼控制冷卻系統(tǒng)的模型和軟件，實(shí)現(xiàn)了帶鋼層流冷卻過程的自動(dòng)溫度控制、冷卻速度控制、冷卻路徑控制和帶鋼全長(zhǎng)力學(xué)性能均勻性控制。自投入在線應(yīng)用以來，程序控制穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行良好，產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過規(guī)定的指標(biāo)，具有