斯太尔摩线冷却控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种斯太尔摩线建模调控系统，包括在斯太尔摩线上设置的主机和多个红外热成像仪、多个红外感应仪，主机获取产线固定参数，接收到红外感应仪发送的感应信号后，判断散卷当前所占的冷却段，同时控制红外热成像仪开始持续拍摄热像图，接收到热像图后进行图像处理得到实时温度数据；获取预先建立的调控模型，将产线固定参数和实时温度数据输入调控模型，得到散卷各位置的冷却过程曲线和等温线图；若各位置的冷却过程曲线不符合预设冷却过程、等温线图的等温线分布规律不符合预设等温线分布规律，控制风冷模型对控温参数进行模拟计算，并按模拟计算的结果进行调控。实现了从全局角度对冷却过程进行调控，提高调控效率，增强钢材性能稳定性。

Stelmore Line Cooling Control System and Control Method

【技术实现步骤摘要】
斯太尔摩线冷却控制系统及控制方法
本专利技术涉及冶金轧制
，具体涉及一种斯太尔摩线冷却控制系统及控制方法。
技术介绍
钢材是现代工业中应用最多的材料之一，钢材最终的性能主要取决于其化学成分以及在相变过程中的温度和冷却速度，因此高速线材的轧后控冷是控制产品最终性能和质量稳定性的重要手段之一。斯太尔摩线是目前最为流行的高速线材轧后控制冷却系统，在生产实践中，通过调整风机风量和辊道速度，可以实现多种不同的冷却工艺。在斯太尔摩线上，不同规格的盘条在吐丝机布圈后形成不同几何形态的散卷，不同速度的辊道使散卷每圈的圈距发生改变。所以，轧后的散卷具有横向不均匀、纵向多级变截面的特点，每圈散卷之间的叠加和覆盖使得热量分布不均，以至于横向和纵向的冷却都不均匀。由于在生产过程中无法直接观察冷却速率和相变，所以非常需要发展一个在线模型以监测和调控相变温度和冷却速率。相关技术中，调控的依据仅为某一或某几点的温度数据，这些数据并不能代表散卷整体温度场，所以调控的效率较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种斯太尔摩线冷却控制系统及控制方法。实现了通过实时数据采集对斯太尔摩线控冷过程的检测和建模调控，增强散卷温度均匀性，从而提高调控效率，增强钢材性能稳定性。为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种斯太尔摩线冷却控制系统，应用于斯太尔摩线上，所述斯太尔摩线包括传输辊道、传输辊道上的保温罩和沿所述传输辊道设置的第一设定数目个风机；其中，所述传输辊道分成第二设定数目段子传输辊道，所述传输辊道用于传输散卷，所述传输辊道的参数包括各子传输辊道的传输速度；所述风机用于为所述散卷降温，所述风机的参数包括风量参数，所述风量参数包括佳灵角度和风机功率；所述保温罩用于为所述散卷保温，所述保温罩的参数包括保温罩的开闭；每段所述子传输辊道和与所述子传输辊道对应的所述保温罩和所述风机为一个冷却段；所述斯太尔摩线冷却控制系统包括：主机，与所述主机相连的第三设定数目个红外热成像仪、第四设定数目个红外感应仪；其中：所述红外感应仪，用于检测所述散卷的感应信号并发送给所述主机；所述红外热成像仪，用于拍摄所述散卷的热像图并发送给所述主机；所述主机，用于获取产线固定参数和控温参数，所述产线固定参数包括风机长度、出风口数量、出风口宽度、风机额定风量、钢种、散卷规格、吐丝温度、终轧速度，所述控温参数包括所述传输速度、所述风量参数、所述保温罩开闭；实时接收所述感应信号并根据所述感应信号确定所述散卷当前所占冷却段；控制所述红外热成像仪拍摄并实时接收所述热像图，对所述热像图处理得到对应的温度数据；获取预先建立的调控模型，所述调控模型包括温度模型、堆垛模型和风冷模型，所述堆垛模型用于根据所述散卷规格、所述终轧速度和所述传输速度建立所述散卷的几何模型，所述温度模型用于根据所述温度数据和所述几何模型得到所述散卷各位置的冷却过程曲线和所述散卷的横截面的等温线图，所述风冷模型用于当所述各位置的所述冷却过程曲线不符合预设冷却过程、所述等温线图的等温线分布规律不符合预设等温线分布规律时，根据所述产线固定参数、所述温度数据、预设的目标温度数据、预设的控温参数与温度的调控关系对所述控温参数进行模拟计算，得到新的所述控温参数；将所述产线固定参数输入所述调控模型，得到当前的所述几何模型、所述各位置的冷却过程曲线、所述等温线图和新的所述控温参数；按新的所述控温参数进行调控。可选的，按新的所述控温参数进行调控时，所述主机具体用于：将新的所述风量参数发送给所述风机进行调节；将新的所述保温罩开闭发送给所述保温罩进行调节；若设定时间内未接收到所述感应信号则将新的所述传输速度发送给所述辊道进行调节。可选的，所述主机还用于在所述斯太尔摩线启动之前，获取所述产线固定参数和模拟控温参数；输入所述调控模型进行模拟计算，得到模拟冷却过程曲线、模拟等温线图，若所述模拟冷却过程曲线符合所述预设冷却过程、所述模拟等温线图符合所述预设等温线分布规律，启动所述斯太尔摩线时，将所述模拟控温参数作为所述控温参数。可选的，所述几何模型的参数包括：散卷直径、散卷圈径、散卷圈距、堆垛高度。可选的，所述冷却过程曲线包括以下项中的至少一项：同一时刻各位置温度曲线；某位置不同时刻温度曲线；各位置冷却速率曲线；各位置相变起止温度曲线；所述预设冷却过程包括以下项中的至少一项：预设同一时刻各位置温度范围曲线；预设某位置不同时刻温度范围曲线；预设各位置冷却速率范围曲线；预设各位置相变起止温度范围曲线；所述预设等温线分布规律是指所述横截面的径向两端的温度与中心的温度的差值在预设范围内。可选的，对所述热像图处理得到对应的温度数据时，所述主机具体用于：对所述热像图进行透视变换，将透视的热像图变换为无透视的热像图；对所述无透视的热像图进行温度数据提取，得到点阵数据。可选的，所述红外热成像仪包括广角镜头。一种斯太尔摩线冷却控制方法，应用于如上所述的斯太尔摩线冷却控制系统中，所述斯太尔摩线冷却控制方法包括：获取产线固定参数和控温参数，所述产线固定参数包括风机长度、出风口数量、出风口宽度、风机额定风量、钢种、散卷规格、吐丝温度、终轧速度，所述控温参数包括所述传输速度、所述风量参数、所述保温罩开闭；实时接收所述感应信号并根据所述感应信号确定所述散卷当前所占冷却段；控制所述红外热成像仪拍摄并实时接收所述热像图，对所述热像图处理得到对应的温度数据；获取预先建立的调控模型，所述调控模型包括温度模型、堆垛模型和风冷模型，所述堆垛模型用于根据所述散卷规格、所述终轧速度和所述传输速度建立所述散卷的几何模型，所述温度模型用于根据所述温度数据和所述几何模型得到所述散卷各位置的冷却过程曲线和所述散卷的横截面的等温线图，所述风冷模型用于当所述各位置的所述冷却过程曲线不符合预设冷却过程、所述等温线图的等温线分布规律不符合预设等温线分布规律时，根据所述产线固定参数、所述温度数据、预设的目标温度数据、预设的控温参数与温度的调控关系对所述控温参数进行模拟计算，得到新的所述控温参数；将所述产线固定参数输入所述调控模型，得到当前的所述几何模型、所述各位置的冷却过程曲线、所述等温线图和新的所述控温参数；按新的所述控温参数进行调控。可选的，所述按新的所述控温参数进行调控具体包括：将新的所述风量参数发送给所述风机进行调节；将新的所述保温罩开闭发送给所述保温罩进行调节；若设定时间内未接收到所述感应信号则将新的所述传输速度发送给所述辊道进行调节。可选的，还包括：在所述斯太尔摩线启动之前，获取所述产线固定参数和模拟控温参数；输入所述调控模型进行模拟计算，得到模拟冷却过程曲线、模拟等温线图；若所述模拟冷却过程曲线符合所述预设冷却过程、所述模拟等温线图符合所述预设等温线分布规律，启动所述斯太尔摩线时，将所述模拟控温参数作为所述控温参数。本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：在斯太尔摩线上设置主机和与主机相连的多个红外热成像仪、多个红外感应仪，主机获取产线固定参数和控温参数，接收到第一个红外感应仪发送的第一个感应信号后，判断散卷当前所占的冷却段，同时控制红外热成像仪开始持续拍摄热像图，接收到热像图后进行图像处理得到实时温度数据；获取预先建立的调控模型，将产线固定参数和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种斯太尔摩线冷却控制系统，其特征在于，应用于斯太尔摩线上，所述斯太尔摩线包括传输辊道、传输辊道上的保温罩和沿所述传输辊道设置的第一设定数目个风机；其中，所述传输辊道分成第二设定数目段子传输辊道，所述传输辊道用于传输散卷，所述传输辊道的参数包括各子传输辊道的传输速度；所述风机用于为所述散卷降温，所述风机的参数包括风量参数，所述风量参数包括佳灵角度和风机功率；所述保温罩用于为所述散卷保温，所述保温罩的参数包括保温罩的开闭；每段所述子传输辊道和与所述子传输辊道对应的所述保温罩和所述风机为一个冷却段；所述斯太尔摩线冷却控制系统包括：主机，与所述主机相连的第三设定数目个红外热成像仪、第四设定数目个红外感应仪；其中：所述红外感应仪，用于检测所述散卷的感应信号并发送给所述主机；所述红外热成像仪，用于拍摄所述散卷的热像图并发送给所述主机；所述主机，用于获取产线固定参数和控温参数，所述产线固定参数包括风机长度、出风口数量、出风口宽度、风机额定风量、钢种、散卷规格、吐丝温度、终轧速度，所述控温参数包括所述传输速度、所述风量参数、所述保温罩开闭；实时接收所述感应信号并根据所述感应信号确定所述散卷当前所占冷却段；控制所述红外热成像仪拍摄并实时接收所述热像图，对所述热像图处理得到对应的温度数据；获取预先建立的调控模型，所述调控模型包括温度模型、堆垛模型和风冷模型，所述堆垛模型用于根据所述散卷规格、所述终轧速度和所述传输速度建立所述散卷的几何模型，所述温度模型用于根据所述温度数据和所述几何模型得到所述散卷各位置的冷却过程曲线和所述散卷的横截面的等温线图，所述风冷模型用于当所述各位置的所述冷却过程曲线不符合预设冷却过程、所述等温线图的等温线分布规律不符合预设等温线分布规律时，根据所述产线固定参数、所述温度数据、预设的目标温度数据、预设的控温参数与温度的调控关系对所述控温参数进行模拟计算，得到新的所述控温参数；将所述产线固定参数输入所述调控模型，得到当前的所述几何模型、所述各位置的冷却过程曲线、所述等温线图和新的所述控温参数；按新的所述控温参数进行调控。...

【技术特征摘要】
1.一种斯太尔摩线冷却控制系统，其特征在于，应用于斯太尔摩线上，所述斯太尔摩线包括传输辊道、传输辊道上的保温罩和沿所述传输辊道设置的第一设定数目个风机；其中，所述传输辊道分成第二设定数目段子传输辊道，所述传输辊道用于传输散卷，所述传输辊道的参数包括各子传输辊道的传输速度；所述风机用于为所述散卷降温，所述风机的参数包括风量参数，所述风量参数包括佳灵角度和风机功率；所述保温罩用于为所述散卷保温，所述保温罩的参数包括保温罩的开闭；每段所述子传输辊道和与所述子传输辊道对应的所述保温罩和所述风机为一个冷却段；所述斯太尔摩线冷却控制系统包括：主机，与所述主机相连的第三设定数目个红外热成像仪、第四设定数目个红外感应仪；其中：所述红外感应仪，用于检测所述散卷的感应信号并发送给所述主机；所述红外热成像仪，用于拍摄所述散卷的热像图并发送给所述主机；所述主机，用于获取产线固定参数和控温参数，所述产线固定参数包括风机长度、出风口数量、出风口宽度、风机额定风量、钢种、散卷规格、吐丝温度、终轧速度，所述控温参数包括所述传输速度、所述风量参数、所述保温罩开闭；实时接收所述感应信号并根据所述感应信号确定所述散卷当前所占冷却段；控制所述红外热成像仪拍摄并实时接收所述热像图，对所述热像图处理得到对应的温度数据；获取预先建立的调控模型，所述调控模型包括温度模型、堆垛模型和风冷模型，所述堆垛模型用于根据所述散卷规格、所述终轧速度和所述传输速度建立所述散卷的几何模型，所述温度模型用于根据所述温度数据和所述几何模型得到所述散卷各位置的冷却过程曲线和所述散卷的横截面的等温线图，所述风冷模型用于当所述各位置的所述冷却过程曲线不符合预设冷却过程、所述等温线图的等温线分布规律不符合预设等温线分布规律时，根据所述产线固定参数、所述温度数据、预设的目标温度数据、预设的控温参数与温度的调控关系对所述控温参数进行模拟计算，得到新的所述控温参数；将所述产线固定参数输入所述调控模型，得到当前的所述几何模型、所述各位置的冷却过程曲线、所述等温线图和新的所述控温参数；按新的所述控温参数进行调控。2.根据权利要求1所述的斯太尔摩线冷却控制系统，其特征在于，按新的所述控温参数进行调控时，所述主机具体用于：将新的所述风量参数发送给所述风机进行调节；将新的所述保温罩开闭发送给所述保温罩进行调节；若设定时间内未接收到所述感应信号则将新的所述传输速度发送给所述辊道进行调节。3.根据权利要求1所述的斯太尔摩线冷却控制系统，其特征在于，所述主机还用于在所述斯太尔摩线启动之前，获取所述产线固定参数和模拟控温参数；输入所述调控模型进行模拟计算，得到模拟冷却过程曲线、模拟等温线图，若所述模拟冷却过程曲线符合所述预设冷却过程、所述模拟等温线图符合所述预设等温线分布规律，启动所述斯太尔摩线时，将所述模拟控温参数作为所述控温参数。4.根据权利要求1所述的斯太尔摩线冷却控制系统，其特征在于，所述几何模型的参数包括：散卷直径、散卷圈径、散卷圈距、堆垛高度。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：佟春梅，任冬冬，孙佳，李三凯，杜少欣，佟秀俊，
申请(专利权)人：北京勤泽鸿翔冶金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11