[发明专利]一种热轧冷却系统流量设定的方法

说明书

技术领域

本发明属于轧钢自动化技术领域，特别是涉及一种用于热轧冷却系统流量快速精确设定的方法。

背景技术

冷却过程中的温度均匀性控制是带钢冷却过程中的重要问题。尤其钢板头部，一般存在头部冷却不均的问题，尤其是在使用超快速冷却技术的前提下，而带钢头温度控制精度对带钢头部及整卷冷却均匀性、热轧板带钢的稳顺生产及性能的均匀性有影响。若超快冷集管的流量无法快速精确的稳定下来，带钢头部通过超快冷时，会造成带钢头部冷却不均，控制精度较低，尤其对宽厚规格带钢，头部温度精度控制较差，对带钢的稳顺生产有较大影响；若超快冷集管流量控制精度较低，会造成带钢长度方向的冷却不均，控温精度较差；进而影响轧钢生产的成材率，对钢铁企业效益带来负面的影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决在使用超快速冷却技术下，带钢冷却过程中头部温度高精度控制和带钢轧线方向冷却均匀性的问题，为实现头部温度精细控制及带钢整卷温度的高精度控制提供一种快速精确的控制手段。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种热轧冷却系统流量设定的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

    1)依据工艺设定集水管压力条件，构造流量和集管开口度的正比例分段函数：流量=k×集管开口度+b，其中k和b为根据工艺所需流量和执行机构性能参数所确定的常量；

    2)根据工艺设定压力和设定介质流量，采用线性插值法，在工艺设定压力条件下，对节点介质流量进行比较插值，确定工艺设定流量所对应节点区间的函数；根据预先设定的流量值，通过本步骤中确定的函数求出集管开口度，并将该集管开口度所需的控制参数发送给执行机构执行；

    3)使用流量PID对流量进行模糊调节，使得实际介质流量保持在设定流量；

并且，在上述过程中，同时通过压力PID对工艺需求所确定的分流集水管压力进行模糊调节。

本发明的有益效果：本发明的方法通过对带钢快速通过冷却区时集水管的流量高精度控制提高带钢命中率及带钢性能均匀性，解决了带钢冷却过程中头部存在冷却不均的问题，实现头部温度及整卷沿轧线方向精细控制，有效的提高了带钢的成材率。

附图说明

图1是本发明的方法的流程图。

具体实施方式

热连轧生产线具有带钢运行速度快、超快速冷却段距离短、冷却强度大等特点，为保证超快速冷却后带钢组织分布均匀和板形良好的特点，冷却介质的控制必须具有精度高和响应速度快等特征。通过采用PID模糊控制器，结构耦合控制的调节方法对冷却介质的流量及压力进行调节，结果表明，基于PID模糊控制器和耦合控制的冷却介质调节方式具有调节速度快，控制精度高的特点。

依据上述情况，根据过程自动化控制信息，基础自动化需要对控制信息及时响应、执行。基础自动化控制采用线性插值法和PID闭环控制，使超快冷各集水管流量能在带钢头部到达设备之前的较短时间内迅速达到设定值，以达到控温精确和冷却均匀的目的。

参见图1，本发明的具体实施方式如下：

首先，依据工艺设定集水管压力条件，构造流量和集管开口度的正比例分段函数：流量=k×集管开口度+b，其中k和b为根据工艺所需流量和执行机构性能参数所确定的常量。

然后，根据工艺设定压力和设定介质流量，采用线性插值法，在工艺设定压力条件下，对节点介质流量进行比较插值，确定工艺设定流量所对应节点区间的函数；

根据预先设定的流量值，通过上面确定的函数求出集管开口度，并将该集管开口度所需的控制参数发送给执行机构执行——流量调节阀。

使用流量PID对流量进行模糊调节，使得实际流量保持在设定流量；并且，在上述整个过程中，同时通过压力PID对工艺所需压力进行模糊调节。

冷却介质调节和压力调节实现耦合控制和PID模糊控制的调节方式。在流量调节阀接受控制信息之前，需对整个集管压力进行调整，需在高压环境下，使流量调节执行机构对流量进行快速调节，使流量值迅速达到设定值。对整个超快速冷却段冷却介质采用具有较高调节精度的PID模糊控的调节方式。利用模糊控制规律对PID参数进行在线动态修正，构成PID参数模糊自整定控制系统。实现流量的高精度精细调节。

依据上述调节方式，在使用超快速冷却系统过程中，冷却介质可在较短时间内达到允许误差范围之内，使整个冷却过程冷却介质实现高精度动态设定。实际流量可在带钢到达超快冷冷却区之前达到与目标值±1.0m³/h。

如图1所示，其中δ1和δ2分别是在根据工艺需求所允许的实际流量和实际压力偏差允许范围。