一种中厚板层流冷却链式边部遮蔽装置控制方法，属于轧钢自动控制技术领域，包括以下步骤：（１）确定中厚板层流冷却链式边部遮蔽量基本值Ｍ↓［Ｂ］；（２）修正遮蔽量；Ｍ↓［Ｂ］′＝Ｍ↓［Ｂ］.ｆ（３）；计算各组开启集管的遮蔽量Ｍ↓［ｉ］；（４）执行单个集管遮蔽量；当第ｉ组集管的行进脉冲Ｉ↓［ａｃｔ］等于第ｉ组集管的目标设定脉冲Ｉ↓［ｎｄ］时，便认为遮蔽挡板行进到设定的遮蔽位置，从而实现对单组集管遮蔽装置的准确定位。本发明专利技术能够实现对单组集管边部遮蔽挡板位置的准确控制；遮蔽策略模型考虑了钢板厚度、钢板宽度以及冷却水量等参数，模型设定精度较高；自学习方法能够对系统进行有效的补偿和修正，提高了钢板宽向温度控制均匀性。本发明专利技术适用于热轧中厚板及带钢轧后层流冷却装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轧钢自动控制
,涉及一种中厚板层流冷却过程中钢板宽度方向上温度均 匀性控制方法。
技术介绍
冷却均匀性控制是中厚板控制冷却过程中的重要问题。在钢板宽度方向上，除了上集管冷 却水从喷嘴直接喷出与热钢板发生对流换热外，还存在钢板上表面滞留水横向流动的冷却水的二 次冷却，造成钢板横向端部水流速度急剧增大，产生不容忽视的冷却效果。此外，下部冷却水回 落到钢板的两边，加重了钢板宽度方向的冷却不均。钢板边部存在的过冷区，不仅会导致钢板宽 度方向的组织性能不均匀，还可能导致潜在的板形不良；由于残余应力的存在，钢板切条后会产 生弯曲现象。当过冷度达到一定程度后，钢板还会出现边浪。边部冷却组织不均匀造成切边量加 大，损耗增加，降低经济效益，因此，必须严格控制冷却过程中钢板宽度方向的温度均匀性。目前，国内外各大生产企业都十分重视由于钢板边部过冷带来的组织性能不均匀和产品成 材率较低的问题，日本、德国等国家的钢铁生产及技术服务企业分别开发了边部加热以及边部遮 蔽技术，国内的部分钢铁生产企业也先后引进了边部控制技术，促进了产品质量的提高。但国外 开发的边部遮蔽装置通常结构复杂，成本较高，不利于在国内的推广。
技术实现思路
为了解决轧后冷却过程中钢板宽度方向温差较大的问题，本专利技术提供了一种中厚板层流冷 却链式边部遮蔽装置控制方法，针对中厚板链式边部遮蔽装置建立控制方法，利用遮蔽计算模 型以及自学习模型实现对边部遮蔽装置的控制，以优化冷却钢板遮蔽宽度，补偿边部和中部的温 差，从而实现中厚板冷却过程中钢板宽度方向上的温度均匀性控制。本专利技术采用的技术方案包括以下步骤 (1)确定中厚板层流冷却链式边部遮蔽量基本值MB;建立中厚板层流冷却链式边部遮蔽量模型，模型如下Mfl =57 —O.92x// + 12.85Ox『+ O.12x0式中，Mb—遮蔽量基本値，//^附及厚度，『^附及宽度，g—水流密度；(2) 修正遮蔽量；读入自学习系数，将钢板厚度、宽度和水流密度代入步骤(1)公式， 利用自学习系数对边部遮蔽基本值进行修正，Ms=Ms:/;根据钢种、钢板厚度、宽度、开冷温度、水流密度确定自学习系数，同规格的钢板自学习系数为短期自学习系数/3，不同规格的钢板自学习系数为长期自学习系数/L，式中，遮蔽量修正值，/一自学习系数；(3) 将基本周期长度丄。设定成12-20组集管，阶段周期长度i;。为3~5组集管，每个阶段周期长度丄。中的各组集管的遮蔽量不同，相邻阶段周期集管的阶段周期遮蔽量不同，计算各个 开启集管的遮蔽量，如式所示-= M」± ^ sin丄o式中，丄。J本长度；丄,一第f组集管到起始点的距离；^一遮蔽装置调整幅度，其值为Me/4;每个阶段周期中的各组集管相连续开启(lll模式)；间隔一组集管丌启(101模式)或者连续 开启两组集管间隔一组集管(110模式)。相邻阶段周期集管的阶段周期遮蔽量设定方法不同，指的是某个阶段周期遮蔽量设定方法为M,=似,+ isin 设定方法为M, =Mfl-isin，那么相邻阶段周期遮蔽j.丄o当开启集管排布形式不同时，阶段周期长度4不同，阶段周期长度^可表示为开启集管组数"与单组开启集管的有效作用距离A之积。当集管连续开启时，即集管的开闭形式为(lll)模式，单组开启集管的有效作用距离^=1;当集管间隔开启，集管的开闭形式为(110)模式，单组开启集管的有效作用距离为^=1'5;当集管间隔开启，集管的开闭形式为(101)模式，单组丌启集管的有效作用距离为^-2'G。其中，l表示集管开启状态，0表示集管关闭状态。 (4)执行单个集管遮蔽量；利用传动电机和编码器控制遮蔽挡板的位置，设定原理如下act，Z Jnow，i 0式中，/^一第"且集管的目标设定脉冲；M,—第/组集管的目标设定遮蔽宽度，mm; A—单 位脉冲内遮蔽挡板的行进距离，mm;乙t,一第/组集管的行进脉冲；/n。w,—第；组集管的当前运行脉冲；/。一零点脉冲；"一钢板边部距离冷却区边部的距离，mm;当第/组集管的行进脉冲/^t等于第z'组集管的目标设定脉冲/nd时，便认为遮蔽挡板行进到设定的遮蔽位置，从而实现对单组集管遮蔽装置的准确定位；为了更精确的实现中厚板层流冷却链式边部遮蔽装置的控制，在步骤(4)之后进行学习训练，包括短期自学习和长期自学习，其中短期自学习步骤如下(1) 判断是否进行自学习，如果fabs(feenter-Fedge)S50进行自学习；(2) 根据实测温度偏差，计算本次自学习修正量，/ = 1 + 0.01.^^咖-7咖)；(3) 更新自学习修正量队列；(4) fl|7] = C"-'x(1.0 —min(1.0，(W附4"]—劝'附4'.])/3600));(5) 计算短期自学习系数，所述的长期学习训练，人=g 入+ (1 - g) /s式中人为长期自学习系数；y;为短期自学习系数；g为自学习增益，其值取为0.1 0.3。在下次控制的过程中，如果是同规格轧制钢板，此处自学习系数选取短期自学习系数，艮P:/ = 乂；如果本块钢板同上一块钢板的层别参数不同，则认为是换规格轧制，此处自学习系数选取长期自学习系数，即/ =人1.链式边部遮蔽装置描述中厚板层流冷却链式边部遮蔽装置如图1所示。每组冷却集箱配有一套遮蔽装置，分别由传动电机、编码器、传动链条、遮蔽挡板以及限位开关组成。传动电机为这个遮蔽装置提供动力；编码器用于控制遮蔽挡板的运行距离；传动链条将电机动力传递给遮蔽挡板；遮蔽挡板的作用在于阻止上集管冷却水直接作用于钢板边部，造成钢板边部过冷；限位开关的作用在于控制遮蔽装置的极限位置，使得遮蔽挡板在合理的范围内工作，避免链式传动装置被拉断。参考示意图2，每组集管遮蔽装置的设定距离为钢板边部距离冷却设备边部之间的距离D与该集管设定遮蔽宽度M,之和。利用传动电机和编码器可以准确控制遮蔽挡板的位置，设定原理如下/nd,,. /化 (1)式中，/nd,,—第i组集管的目标设定脉冲；M,.—第!'组集管的目标设定遮蔽宽度，腿； A—单位脉冲内遮蔽挡板的行进距离，mm; /^,—第/组集管的行进脉冲；l，,一第z'组集管的当前运行脉冲；/。一零点脉冲；"m板边部距离冷却区边部的距离，mm; 当第/组集管的行进脉冲/aeu等于目标设定脉冲/nd，,时，便认为该组集管遮蔽挡板行进到设定的遮蔽位置，从而实现对该组集管遮蔽装置的准确定位。2.遮蔽量模型设定方法基本边部遮蔽量是钢板厚度、钢板宽度以及上集管水流密度之间的函数。基本边部遮蔽量随钢板厚度的增加而减小，随钢板宽度以及水流密度的增加而增大。原因在于厚钢板内部 能量可以作为热源对边部过冷区域起到再加热的作用；而钢板越宽、水流密度越大钢板上表 面聚集的残余冷却水越多，因此，造成钢板边部过冷区域增加。基本边部遮蔽量表示为MB =57 —0.92x// + 12.850x『+ 0.12xg (3)式中，MB—遮蔽量基本值，mm; //4附反厚度，mm;『一附及宽度，m; 2—水流密度，l/(m2.min)。在实际模型计算过程中，通常利用自学习系数采用式(4)对边部遮蔽基本值进行修正。<=M,/ (4)式中，Me—遮蔽量修正值，mm; /一自学习系本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种中厚板层流冷却链式边部遮蔽装置控制方法，其特征是包括以下步骤： （１）确定中厚板层流冷却链式边部遮蔽量基本值ＭＢ；建立中厚板层流冷却链式边部遮蔽量模型，模型如下： Ｍ↓［Ｂ］＝５７－０．９２×Ｈ＋１２．８５０×Ｗ＋０．１２× Ｑ 式中，Ｍ↓［Ｂ］－遮蔽量基本值，Ｈ－钢板厚度，Ｗ－钢板宽度，Ｑ－水流密度； （２）修正遮蔽量；读入自学习系数，将钢板厚度、宽度和水流密度代入步骤（１）公式，利用自学习系数对边部遮蔽基本值进行修正，Ｍ′↓［Ｂ］＝Ｍ↓［Ｂ］.ｆ ；同规格的钢板自学习系数为短期自学习系数ｆ↓［ｓ］，不同规格的钢板自学习系数为长期自学习系数ｆ↓［Ｌ］； 式中，Ｍ′↓［Ｂ］－遮蔽量修正值，ｆ－自学习系数； （３）计算各组开启集管的遮蔽量；将基本周期长度Ｌ↓［０］设定成１２～２ ０组集管，阶段周期长度Ｌ↓［０］为３～５组集管，各组开启集管的遮蔽量，如下式所示： Ｍ↓［ｉ］＝Ｍ′↓［Ｂ］±Ａ.ｓｉｎ（２.π.Ｌ↓［ｉ］／Ｌ↓［０］） 式中，Ｍ↓［ｉ］－第ｉ组集管的目标设定遮蔽宽度； Ｌ↓［０］－基本 周期长度； Ｌ↓［ｉ］－第ｉ组集管到起始点的距离； Ａ－遮蔽装置调整幅度，其值为Ｍ′↓［Ｂ］／４； （４）执行单个集管遮蔽量；利用传动电机和编码器控制遮蔽挡板的位置，设定原理如下： Ｉ↓［ｎｄ，ｉ］＝（Ｄ＋Ｍ↓［ｉ］ ）／Ｄ↓［Ｉ］ Ｉ↓［ａｃｔ，ｉ］＝Ｉ↓［ｎｏｗ，ｉ］－Ｉ↓［０］ 式中：Ｉ↓［ｎｄ，ｉ］－第ｉ组集管的目标设定脉冲；Ｍ↓［ｉ］－第ｉ组集管的目标设定遮蔽宽度； Ｄ↓［Ｉ］－单位脉冲内遮蔽挡板的行进距离；Ｉ↓［ａｃｔ，ｉ］ －第ｉ组集管的行进脉冲； Ｉ↓［ｎｏｗ，ｉ］－第ｉ组集管的当前运行脉冲；Ｉ↓［０］－零点脉冲；Ｄ－钢板边部距离冷却区边部的距离； 当第ｉ组集管的行进脉冲Ｉ↓［ａｃｔ］等于第ｉ组集管的目标设定脉冲Ｉ↓［ｎｄ］时，便认为遮蔽挡板行进 到设定的遮蔽位置，从而实现对单组集管遮蔽装置的准确定位。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王丙兴，王君，张殿华，胡贤磊，王昭东，刘相华，王国栋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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