一种适合于连退机组RCS段的冷却速度预报方法技术

本发明专利技术公开了一种适合于连退机组RCS段的冷却速度预报方法，其包括如下步骤：预先设定RCS段上游工段缓冷段带钢的温度值TSC和炉温设定值Tl，对带钢进行网格划分，确定带钢划分单元的数量n以及带钢划分单元长度Δx；确定收敛精度ε；计算出Twxi；判断不等式

A Cooling Speed Prediction Method for RCS Section of Continuous Retreat Unit

【技术实现步骤摘要】
一种适合于连退机组RCS段的冷却速度预报方法
本专利技术属于连续退火领域，特别涉及一种适合于连退机组RCS段的冷却速度预报方法。
技术介绍
进入21世纪以来，汽车、家电等设备日新月异，高性能钢板的需求量也与日俱增。而连续退火作为高性能钢板生产的一个重要工序，其产能直接影响到整个生产线的产量。对于连退机组而言，RCS段，即，快冷段，的冷却能力则是制约机组生产潜力发挥的一个主要瓶颈因素。虽然在连退生产中影响RCS段冷却能力的因素众多，但在实际生产中可用于调整与控制的手段却只有带钢与风箱间距、循环风机转速、冷却气体中H2含量等三项。与此同时，现场对于带钢与风箱间距、循环风机转速、冷却气体中H2含量与冷却速度的之间的关系还仅仅停留在定性分析阶段，无法实现定量控制。由于高性能带钢对于温度极其敏感，随着用户对产品质量要求的提高，基于操作工经验的带钢冷却速度的定性调整与控制已经不能满足生产的需求。对于连退过程中RCS段带钢的冷却速度问题，国内学者虽然进行过较多的理论探讨与计算机模拟，推导出了一系列的模型与公式，但并未能够直接用于生产实践。这样，如何利用带钢与风箱间距、循环风机转速、冷却气体中H2含量等来计算连退机组RCS段带钢冷却速度就成为现场技术攻关的焦点。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种适合于连退机组RCS段的冷却速度预报方法。本专利技术的技术方案如下：一种适合于连退机组RCS段的冷却速度预报方法，其包括以下步骤：1)预先设定RCS段上游工段缓冷段带钢的温度值TSC和炉温设定值Tl，对带钢进行网格划分，确定带钢划分单元的数量n以及带钢划分单元长度Δx；2)确定收敛精度ε以及带钢第i个单元的温度Twi、带钢第i-1个单元的温度Twi-1以及带钢第i个单元的温度初始值Twi0和带钢第i个单元的温度计算值Twxi；3)令i＝1；4)判断不等式i≥2是否成立？若成立，则进行下一步；若不成立，则令Twi＝TSC并跳到步骤10)；其中5)令Twi0＝Twi-1；6)计算第i个带钢单元的温度：其中，Tfzi为第i个带钢单元处气体的温度，表示为：αi为气体冷却第i个带钢单元过程中的对流换热系数，其随气体的物性参数而变化，表示为：αi＝αci·η+αwi·(1-η)；其中，αci为带钢第i个单元的冲击射流对流换热系数，表示为：其中，ξ为努塞尔数修正系数；ρi为RCS段带钢第i个单元处炉内气体密度，表示为：νi为带钢第i个单元处混合气体运动粘度，表示为：cPi为带钢第i个单元处混合气体的定压比热容，表示为：λi为带钢第i个单元处混合气体导热系数，表示为：η为射流比，表示为：其中，a为湍流系数；αwi为带钢第i个单元的贴壁紊流对流换热系数，表示为：7)计算相应的气体物性参数αi＝αci·η+αwi·(1-η)，以及带钢定压比热容，表示为：8)计算出Twxi的计算值，表示为：9)判断不等式是否成立？若成立，则令Twi＝Twxi并进行下一步；若不成立，则令Twi＝Twxi并跳到步骤6)；10)输出Twi；11)判断不等式i≥n是否成立？若成立，则进行下一步；若不成立，则令i＝i+1并跳到步骤4)；12)计算RCS段带钢冷却速度CRS，其中其中，ΔT为RCS段带钢出入口温差，ΔT＝Twn-Tw1；Twn为RCS段带钢最后一个单元温度；Tw1为RCS段带钢第一个单元温度；13)输出CRS，其中，Tfi为带钢第i个单元所对应喷嘴喷出混合气体温度，H为带钢与风箱间距，ρd为带钢密度，B为带钢宽度，h为带钢厚度，Vd为RCS段带钢运行速度，q为RCS段炉内气体热流密度、E为喷嘴纵向间距、F为喷嘴横向间距、D为喷嘴直径、P为RCS段炉内压力、Vgi为带钢第i个单元所对应喷嘴处混合气体的速度、L为RCS段风箱有效净长度、为RCS段炉内氢气体积分数、为RCS段炉内氮气体积分数、为带钢第i个单元处环境条件下氢气定压比热容、为带钢第i个单元处环境条件下氮气定压比热容、为带钢第i个单元处环境条件下氢气导热系数、为带钢第i个单元处环境条件下氮气导热系数、为带钢第i个单元处环境条件下氢气动力粘度以及为带钢第i个单元处环境条件下氮气动力粘度。优选地，所述收敛精度为0.1％至1％，1％收敛精度即可满足现场实际生产需要，为进行更精确的寻优计算且避免寻优循环次数过多，可将收敛精度降至0.1％；优选地，所述收敛精度为1％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术利用适合于连退机组RCS段的冷却速度预报方法，通过带钢与风箱间距、循环风机转速、冷却气体中H2含量与冷却速度的之间关系的定量控制，实现了对带钢冷却速度更加精确的定性调整与控制，大大提高了连退机组生产潜力发挥与产品性能。附图说明图1是根据本专利技术的适合于连退机组RCS段的冷却速度预报方法的流程图。具体实施方式以下将结合附图详细说明本专利技术的示例性实施例、特征和性能方面。一种适合于连退机组RCS段冷却速度预报方法，其具体步骤如下：1)预先设定RCS段上游工段缓冷段带钢的温度值TSC和炉温设定值Tl，对带钢进行网格划分，确定带钢划分单元的数量n以及带钢划分单元长度Δx；确定需要收集的参数；需要收集的参数包括带钢第i个单元所对应喷嘴喷出混合气体温度Tfi、带钢与风箱间距H、带钢密度ρd、带钢宽度B、带钢厚度h、RCS段带钢运行速度Vd、RCS段炉内气体热流密度q、喷嘴纵向间距E、喷嘴横向间距F、喷嘴直径D、RCS段炉内压力P、带钢第i个单元所对应喷嘴处混合气体的速度Vgi、RCS段风箱有效净长度L、RCS段炉内氢气体积分数RCS段炉内氮气体积分数带钢第i个单元处环境条件下氢气定压比热容带钢第i个单元处环境条件下氮气定压比热容带钢第i个单元处环境条件下氢气导热系数带钢第i个单元处环境条件下氮气导热系数带钢第i个单元处环境条件下氢气动力粘度以及带钢第i个单元处环境条件下氮气动力粘度2)确定收敛精度ε以及带钢第i个单元的温度Twi、带钢第i-1个单元的温度Twi-1以及带钢第i个单元的温度初始值Twi0和带钢第i个单元的温度计算值Twxi；3)令i＝1；4)判断不等式i≥2是否成立？若成立，则进行下一步；若不成立，则令Twi＝TSC并跳到步骤10)；5)令Twi0＝Twi-1；6)计算第i个带钢单元的温度：其中，Tfzi为第i个带钢单元处气体的温度，表示为：αi为气体冷却第i个带钢单元过程中的对流换热系数，其随气体的物性参数而变化，表示为：αi＝αci·η+αwi·(1-η)；其中，αci为带钢第i个单元的冲击射流对流换热系数，表示为：其中，ξ—努塞尔数修正系数；ρi为RCS段带钢第i个单元处炉内气体密度，表示为：νi为带钢第i个单元处混合气体运动粘度，表示为：cPi为带钢第i个单元处混合气体的定压比热容，表示为：λi为带钢第i个单元处混合气体导热系数，表示为：η为射流比，表示为：其中，a为湍流系数；αwi为带钢第i个单元的贴壁紊流对流换热系数，表示为：7)计算相应的气体物性参数αi＝αci·η+αwi·(1-η)、带钢定压比热容，表示为：8)计算出Twxi的计算值，表示为：9)判断不等式是否成立？若成立，则令Twi＝Twxi并进行下一步；若不成立，则令Twi＝Twxi并跳到步骤6)；10)输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适合于连退机组RCS段的冷却速度预报方法，其特征在于，其包括以下步骤：1)预先设定RCS段上游工段缓冷段带钢的温度值TSC和炉温设定值Tl，对带钢进行网格划分，确定带钢划分单元的数量n以及带钢划分单元长度Δx；2)确定收敛精度ε以及带钢第i个单元的温度Twi、带钢第i‑1个单元的温度Twi‑1以及带钢第i个单元的温度初始值Twi0和带钢第i个单元的温度计算值Twxi；3)令i＝1；4)判断不等式i≥2是否成立？若成立，则进行下一步；若不成立，则令Twi＝TSC并跳到步骤10)；其中5)令Twi0＝Twi‑1；6)计算第i个带钢单元的温度：

【技术特征摘要】
1.一种适合于连退机组RCS段的冷却速度预报方法，其特征在于，其包括以下步骤：1)预先设定RCS段上游工段缓冷段带钢的温度值TSC和炉温设定值Tl，对带钢进行网格划分，确定带钢划分单元的数量n以及带钢划分单元长度Δx；2)确定收敛精度ε以及带钢第i个单元的温度Twi、带钢第i-1个单元的温度Twi-1以及带钢第i个单元的温度初始值Twi0和带钢第i个单元的温度计算值Twxi；3)令i＝1；4)判断不等式i≥2是否成立？若成立，则进行下一步；若不成立，则令Twi＝TSC并跳到步骤10)；其中5)令Twi0＝Twi-1；6)计算第i个带钢单元的温度：其中，Tfzi为第i个带钢单元处气体的温度，αi为气体冷却第i个带钢单元过程中的对流换热系数，其随气体的物性参数而变化，表达为：αi＝αci·η+αwi·(1-η)；其中，αci为带钢第i个单元的冲击射流对流换热系数，表式为：其中，ξ为努塞尔数修正系数；ρi为RCS段带钢第i个单元处炉内气体密度，表示为：νi为带钢第i个单元处混合气体运动粘度，表示为：cPi为带钢第i个单元处混合气体的定压比热容，表示为：λi为带钢第i个单元处混合气体导热系数，表示为：η为射流比，表示为：其中，a为湍流系数；αwi为带钢第i个单元的贴壁紊流对流换热系数，表示为：7)计算相应的气体物性参数αi＝αci·η+αwi·(1-η)，以及带钢定压比热容，表示为：8)计算出Twxi的计算值，表示为：9)判断不等式...

【专利技术属性】
技术研发人员：白振华，雷彤，钱承，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13