[发明专利]一种用于热轧带钢温度控制的带钢横断面分层计算的方法

摘要

本发明提供一种用于热轧带钢温度控制的带钢横断面分层计算的方法，将带钢断面的温度布局模拟为一个“回形”断面，对带钢的断面温度进行分层计算；应用有限差分模型模型将输出辊道按水冷和空冷分区计算各个时刻的温度值；可以计算得出带钢n断面的温度，从而计算带钢在卷取高温计下的表面温度。通过带钢温度分层计算技术的实施，有效的减少了由于模型温度计算不准确导致的设定数据偏差，从而产生废钢及质量缺陷钢卷，同时由于温度计算的准确度提升，致使参数设定合理，带钢性能均衡，各项精度指标有较大幅度提升。

主权项

1.一种用于热轧带钢温度控制的带钢横断面分层计算的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将带钢断面的温度布局模拟为一个“回形”断面，对带钢的断面温度进行分层计算；步骤二、带钢各时刻温度T由如下所述的温度模型计算得到，只考虑厚度方向的一维非稳态导热方程为：将钢板考虑为上下对称的，以上半部分或下半部钢板为研究对象，其边界条件为：初始条件为：T(x,0)＝T0   (4)式中，ρ_s为钢板的密度，c为钢的比热，λ为钢的导热系数，为冷却过程中由奥氏体向铁素体相变时产生的热量，x为厚度方向坐标，T_w为水温，H为钢板的厚度，h为与水对流的换热系数，与多个因素，如钢板的速度，钢板的表面温度，集管的流量等有关；步骤三、在钢板的“回形”断面上，在上半部分或下半部分的厚度方向划分n个节点，则由(1)式所推得的有限差分模型如下所示：式中：c1＝2λWn/H   (6)Qx＝Δz*L/c   (9)为差分格式计算过程的第P+1层各节点温度近似值，为差分格式计算过程的第P层各节点温度近似值，W为钢板宽度，V_i为各节点的体积，A为钢板长度方向上单位长度的面积，ε为黑度，σ＝5.67×10^‑8w/(m²·K⁴)为斯忒藩‑玻耳兹曼常量，T_∞为环境温度，Δz为铁素体的变化量，L为潜热释放量，Q_x为相变放热；步骤四、应用该模型将输出辊道按水冷和空冷分区计算各个时刻的温度值；公式(8)等号右边第一项为牛顿冷却公式适应于水冷阶段，第二项为斯特藩‑玻耳兹曼定律，适应于空冷阶段；据此可以计算得出带钢n断面的温度，从而计算带钢在卷取高温计下的表面温度。