中厚板轧后冷却辊道速度的控制方法技术

中厚板轧后冷却辊道速度的控制方法，属于轧钢自动控制技术领域，主要用于在中厚板轧后冷却过程中，通过对辊道速度的控制来实现钢板在长度方向上的冷却均匀性控制。本发明专利技术提供一种可保证钢板在长度方向上的冷却均匀性的中厚板轧后冷却辊道速度的控制方法。本发明专利技术采用轧后冷却控制系统，包括如下步骤：一：将钢板在长度方向上进行样本划分；二：在钢板进入激活冷却区前，通过冷前测温仪采集钢板在长度方向上的实际温度值，确定钢板各样本经过激活冷却区的速度；三：将步骤二中确定的钢板各样本经过激活冷却区的速度传递给轧后冷却控制系统的基础自动化单元，由轧后冷却控制系统的基础自动化单元对冷却辊道的速度进行控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于轧钢自动控制
，特别是涉及一种；主要用于在中厚板轧后冷却过程中，通过对辊道速度的控制来实现钢板在长度方向上的冷却均匀性控制。
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。在轧后钢板的长度方向上，存在着温度分布不均匀的现象。通常情况下，钢板头尾温度较低，中间温度较高；同时，实际生产中推钢式加热炉广泛应用，导致钢板板身存在两段温度较低的水印；此外，由于钢板从头到尾顺序进入冷却区域，板身上各点进入冷却区域时的温度不同，这些因素都将造成钢板在长度方向上的冷却不均匀。冷却后的钢板在长度方向上温差较大，这必然导致钢板在长度方向上的组织性能不均，严重时会导致钢板出现板形问题，影响产品成材率。 目前，钢板在长度方向上的冷却均匀性控制主要有a.在设备允许的情况下，即轧件长度小于冷却设备长度时，首先考虑同时冷却方式；在轧件长度大于冷却设备长度时，采用连续冷却方式，对轧件进行微加速，使钢板由头到尾的冷却时间逐渐减小；b.为使钢板头尾终冷温度与板身一致，钢板头部到达的各冷却段或某些冷却段延迟开启，钢板尾部到达的各冷却段或某些冷却段超前关闭。上述两种冷却均匀性控制虽然在一定程度上提高了钢板的冷却均匀性，但由于钢板在长度方向上温度分布复杂，导致微加速时的加速度难以确定。而且，利用集管调整钢板水印、头尾等低温段的温度又容易产生冷却的不连续性，原因在于集管的流量调节阀成本太高，而且响应时间过长；而集管开闭阀受流体冲击的影响较大，在开启和关闭瞬间容易产生流量的不稳定。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种可保证钢板在长度方向上的冷却均匀性的。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，一种，采用轧后冷却控制系统，包括如下步骤 步骤一将钢板在长度方向上进行样本划分， 设钢板长度为LP，单位m，激活冷却区长度为LC，单位m，单位长度为L，单位m，按照单位长度将钢板长度和激活冷却区长度划分为若干个样本，钢板的样本数m和激活冷却区的样本数n分别为 m＝LP/L n＝LC/L m、n取整数； 步骤二在钢板进入激活冷却区前，通过轧后冷却控制系统中的冷前测温仪采集钢板在长度方向上的实际温度值，确定钢板各样本经过激活冷却区的速度； 确定钢板各样本经过激活冷却区的速度采用的数学模型为 Xa＝z 其中，正定矩阵X＝(B1+B2)， L为单位长度， v为钢板上各样本经过激活冷却区各样本的速度，i＝0，1，…，n+m-1， α为常数，t＝(Tmea-Taim)/Cr，i＝0，1，…，m-1，Tmea为钢板上第i个样本的实际温度值，单位℃，Taim为目标终冷温度，单位℃，Cr为目标冷却速度，单位℃/s； 步骤三将步骤二中确定的钢板各样本经过激活冷却区的速度传递给轧后冷却控制系统的基础自动化单元，由轧后冷却控制系统的基础自动化单元对冷却辊道的速度进行控制。 步骤二中所述的数学模型的求解过程如下 采用Cholesky分解法求解向量a，设 X＝GTG 式中，G为下三角矩阵，记X＝(βij)，G＝(gij)，利用矩阵乘法规则可得 Cholesky分解法的计算公式为 式中，k＝1，2，…，n；i＝k+1，…，n； 分解X＝GTG后，进行方程组Gb＝z和GTa＝b的求解，计算方法表示为 本专利技术的有益效果 采用本专利技术的，可保证钢板在长度方向上的冷却均匀性，避免了因冷却不均匀而导致的钢板在长度方向上的组织性能不均，严重时甚至会出现板形问题现象的发生，保证了产品的成材率。 经实验证明采用本专利技术的，可使钢板在长度方向上的温度控制较为均匀，95％的终冷温度被控制在±20℃之内。 附图说明 图1是钢板各样本经过激活冷却区各样本的过程示意图； 图2是实施例中钢板实测开冷温度趋势的示意图； 图3是实施例中钢板各样本点的冷却时间示意图； 图4是实施例中向量z值的示意图； 图5是实施例中辊道速度的倒数向量示意图； 图6是实施例中速度向量示意图； 图7是实施例中需要冷却时间与设定冷却时间之间的对比关系示意图； 图8是实施例中钢板9C17072的实际控制冷却效果示意图。 具体实施例方式 一种，采用轧后冷却控制系统，包括如下步骤步骤一将钢板在长度方向上进行样本划分， 设钢板长度为LP，单位m，通常为10～40m；激活冷却区长度为LC，单位m，通常为1～24m；单位长度为L，单位m，通常为0.5～2.0m；按照单位长度将钢板长度和激活冷却区长度划分为若干个样本，如图1所示，钢板的样本数m和激活冷却区的样本数n分别为 m＝LP/L(1) n＝LC/L(2) m、n取整数； 步骤二在钢板进入激活冷却区前，通过轧后冷却控制系统中的冷前测温仪采集钢板在长度方向上的实际温度值，确定钢板各样本经过激活冷却区的速度； (1)目标运行时间的确定 钢板上各个样本的目标运行时间的确定依赖于对应样本上的实际温度值与目标温度值之差，设钢板第1个样本经过激活冷却区的运行时间为t，第m个样本经过激活冷却区的运行时间为t，则各个样本经过激活冷却区的运行时间如下 y＝(t，t，…，t，…，t)T (3) 式中，t＝(Tmea-Taim)/Cr，其中Tmea为第i个样本的实际温度值，单位℃；Taim为目标终冷温度，单位℃，Cr为目标冷却速度，单位℃/s。 (2)运行速度与冷却时间的对应关系的建立 设钢板第1个样本进入激活冷却区时的速度为v，钢板第1个样本经过激活冷却区第1个样本时的速度为v；钢板第1个样本离开激活冷却区时的速度为v，钢板第m个样本离开激活冷却区时的速度为v。则钢板各样本经过激活冷却区时的速度为 第1个样本的速度(v，v，…，v，…，v)； 第2个样本的速度(v，v，…，v，…，v)； …… 第m个样本的速度(v，v，…，v)。 设钢板第i个样本在单位长度L上的运行时间近似为则钢板第1个样本通过激活冷却区的运行时间为 钢板第i个样本通过激活冷却区的运行时间为 钢板第m个样本通过激活冷却区的运行时间为 一般情况下，钢板各样本通过激活冷却区的实际运行时间与理论运行时间存在着一定的误差，使实际运行时间与理论运行时间保持一致的必要条件是使理论运行时间与实际运行时间的差的平方和最小 将f(τ)表示为v的函数 f(v)＝min F(v，v，…，v，…，v)(8) 式(8)获得极小值的必要条件是 对于自变量v，f(v)获得最小值的必要条件如下 由于v不等于0，则有 τ-t＝0(11) 对于自变量v，f(v)获得最小值的必要条件如下 由于v不等于0，并且τ-t＝0，则有 τ-t＝0(12) 同理，对于自变量v，f(v)获得最小值的必要条件如下 τ-t＝0(13) 整理可得 将以上方程组写成矩阵形式，则有 写为矩阵形式表示为 A1a＝y (16) 将矩阵(16)两侧乘以A1T可得 令方阵向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中厚板轧后冷却辊道速度的控制方法，采用轧后冷却控制系统，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将钢板在长度方向上进行样本划分，设钢板长度为ＬＰ，单位：ｍ，激活冷却区长度为ＬＣ，单位：ｍ，单位长度为Ｌ，单位：ｍ，按照单位长度将钢板长度和激活冷却区长度划分为若干个样本，钢板的样本数ｍ和激活冷却区的样本数ｎ分别为：ｍ＝ＬＰ／Ｌｎ＝ＬＣ／Ｌｍ、ｎ取整数；步骤二：在钢板进入激活冷却区前，通过轧后冷却控制系统中的冷前测温仪采集钢板在长度方向上的实际温度值，确定钢板各样本经过激活冷却区的速度；确定钢板各样本经过激活冷却区的速度采用的数学模型为：Ｘａ＝ｚ其中，正定矩阵Ｘ＝（Ｂ↓［１］＋Ｂ↓［２］），ａ＝＊＊＊，ｚ＝Ａ↓［１］↑［Ｔ］ｙ，Ｂ↓［１］＝Ａ↓［１］↑［Ｔ］Ａ↓［１］，，Ｂ↓［２］＝＊＊＊，Ｌ为单位长度，ｖ［ｉ］为钢板上各样本经过激活冷却区各样本的速度，ｉ＝０，１，…，ｎ＋ｍ－１，Ａ↓［１］＝＊＊＊，ｙ＝＊＊＊，α为常数，ｔ［ｉ］＝（Ｔ↓［ｍｅａ］［ｉ］－Ｔ↓［ａｉｍ］）／Ｃｒ，ｉ＝０，１，…，ｍ－１，Ｔ↓［ｍｅａ］［ｉ］为钢板上第ｉ个样本的实际温度值，单位：℃，Ｔ↓［ａｉｍ］为目标终冷温度，单位：℃，Ｃｒ为目标冷却速度，单位：℃／ｓ；步骤三：将步骤二中确定的钢板各样本经过激活冷却区的速度传递给轧后冷却控制系统的基础自动化单元，由轧后冷却控制系统的基础自动化单元对冷却辊道的速度进行控制。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王丙兴，陈小林，王君，王昭东，田勇，张殿华，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]