[发明专利]一种超快冷热焓确定方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于热轧技术领域，尤其涉及一种超快冷热焓确定方法及装置。

背景技术

在热轧过程中，为了更好地控制和改善带钢冷却时的工艺参数，需要确定带钢冷却过程中的冷热焓。

在普通的层流冷却系统中，冷却水通过重力落到带钢表面，在冷却水与带钢表面会形成一层蒸汽膜，当前的冷热焓确定方法只需考虑带钢表面与蒸汽膜之间的热传递。

而在超快冷系统中，经过加压的冷却水能够穿透蒸汽膜，直接与带钢表面接触，形成热对流，故采用当前的冷热焓确定方法，确定出的冷热焓不精确，不利于对冷却过程的反馈控制。

也就是说，现有技术中的冷热焓确定方法，用于带钢的超快冷冷却时，存在不精确的技术问题。

发明内容

本发明通过提供一种超快冷热焓确定方法及装置，解决了现有技术中的冷热焓确定方法，用于带钢的超快冷冷却时，存在的不精确的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种超快冷热焓确定方法，其特征在于，包括：

获取超快冷冷却过程中冷却流与带钢的相对运动特征；

根据所述相对运动特征，将所述带钢分为超快冷区、普通冷却区和热辐射区；其中，所述超快冷区为采用高压使所述冷却水击穿蒸汽膜，并直接接触所述带钢表面的区域；所述普通冷却区为所述冷却水与所述带钢表面通过蒸汽膜进行热传导的区域；所述热辐射区为所述冷却水气化后，所述带钢以热辐射形式传导热量的区域；

采用热对流模型确定所述超快冷区的第一超快冷热焓；采用热传递模型确定所述普通冷却区的第二超快冷热焓；采用热辐射模型确定所述热辐射区的第三超快冷热焓。

可选的，所述获取超快冷冷却过程中冷却水与带钢的相对运动特征，包括：通过图像采集单元、压力传感器或温度传感器获取超快冷冷却过程中冷却水与带钢的相对运动特征。

可选的，所述采用热对流模型确定所述超快冷区的第一超快冷热焓，包括：根据确定所述超快冷区的第一超快冷热焓；其中，q_jet为表征所述第一超快冷热焓的热流密度；ρ_water为所述冷却水的密度；C_p,water为所述冷却水的比热容；T_boil为所述冷却水沸腾时的水温；T_water为所述冷却水的水温；ε_max为紊流扩撒率；V_jet为所述冷却水与所述带钢接触时的速度；w_jet为所述冷却水的喷射宽度。

可选的，其中，V_valve为所述冷却水流出水阀时的速度；g为重力加速度；Δh为喷出所述冷却水的水阀与所述带钢表面的高度差。

可选的，所述采用热传递模型确定所述普通冷却区的第二超快冷热焓，包括：根据q_film＝Q_film·c_film·f_film·f_jet/water，确定所述普通冷却区的第二超快冷热焓；其中，q_film为表征所述第二超快冷热焓的热流密度；Q_film为500kW/m²；c_film为水蒸气比热容；f_jet/water为与所述冷却水的水温相关的第一影响系数；f_film为与所述带钢温度和所述带钢移动速度相关的第二影响系数。

可选的，采用热辐射模型确定所述热辐射区的第三超快冷热焓，包括：根据确定所述热辐射区的第三超快冷热焓；其中，q_rad为表征所述第三超快冷热焓的热流密度；k为波尔兹曼常数；ε为发射率；T_strip为所述带钢的温度；T_env为所述带钢所处环境的温度。

另一方面，提供一种超快冷热焓确定装置，包括：

获取模块，用于获取超快冷冷却过程中冷却流与带钢的相对运动特征；

分区模块，用于根据所述相对运动特征，将所述带钢分为超快冷区、普通冷却区和热辐射区；其中，所述超快冷区为采用高压使所述冷却水击穿蒸汽膜，并直接接触所述带钢表面的区域；所述普通冷却区为所述冷却水与所述带钢表面通过蒸汽膜进行热传导的区域；所述热辐射区为所述冷却水气化后，所述带钢以热辐射形式传导热量的区域；