王海玉等：热轧带钢终轧温度的多模式控制 .943· 间坯上段B计算得到的带钢出口速度计算值：L表 机架间冷却水水量的调节裕量引起的终轧温度变 示末机架轧机和卷取机的位置长度 化量，℃：f表示第j机架间水水量的最大水量， 2.3大加速度长度计算 m3·s1:f表示第j机架间水水量的设定水量，m3, 功率加速度是策略表中给定的固定值，但大加 s;5表示温度随第j机架间冷却水水量变化敏感 速的长度需要根据模型计算得到，计算过程需要考 系数，℃s·m3 虑可调机架间冷却水的极限能力，根据精轧入口 ⑥温度偏差△T,乘以温度/速度的敏感系数 温度曲线，利用Newton-Raphson迭代计算出带钢 dT/dV的倒数，可计算出达到目标温度所需的速度 大加速度的区域长度，使轧制过程中能够以较短 改变量△0； 的时间达到最大轧制速度，同时在大加速过程中 △=△T。×(dV/dT) (5) 保证带钢全长终轧温度满足控制要求.具体计算 ⑦段C的出口速度+△，得到段C大加速下 步骤如下： 的出口速度.判断此时出口速度是否大于速度极限 ①首先，在带钢长度方向上，选取带钢样本段， 值x,若是，则段C大加速下的出口速度修正为 确定原则为：卷取带载时，中间坯长度方向上位置为 vm;若否，则段C大加速下的出口速度保持不变； 段B:段B位置后的任意位置l确定为段C; ⑧段C大加速下的出口速度，结合段B的出口 ②根据中间坯长度方向上段的位置，获取段的 速度，以及给定的功率加速度，即可计算出初始大加 信息包括：中间坯厚度、中间坯温度、中间坯长度、目 速的长度L。,如图4所示. 标厚度、目标温度、各机架间冷却水设定值等： ⑨判断温度偏差△T是否满足控制要求，若满 ③根据段的信息，利用温度计算模型分别计算 足，则初始大加速的长度L即为最终大加速的长度 段B和段C的出口速度和终轧温度计算值： L:若不满足，则继续执行①，由段C位置+初始高 ④根据段B和段C的出口速度的偏差以及终 加速长度L,重新确定带钢长度方向位置段C,计算 轧温度计算值的偏差，计算温度/速度的敏感系数 段C的出口速度和终轧温度计算值，并得到一个新 dT/dV: 的温度/速度的敏感系数，温度偏差随后用于确定要 ⑤计算段C处考虑可调机架间冷却水到极限 达到目标的温度所必需的速度变化量△，·通过速 能力时的终轧温度计算值Tc,p,得到大加速下的 度变化量△v,+段C的出口速度，结合段B的出口 终轧温度计算值和目标值的温度偏差△T。; 速度和功率加速度，利用Newton-Raphson法循环迭 Tc.p=Tn+∑ATap (2) 代，直到温度偏差趋近于目标温度为止，从而得出最 △TpJ=s*(-f) (3) 终的大加速长度L,如图5所示. △To=Tge-Tc,dp (4) 式中：T表示根据当前机架间冷却水水量得到的 3控制模型计算 终轧温度计算值，℃；Tc.,表示考虑可调机架间冷 3.1控制变量确定 却水到极限能力时得到的终轧温度计算值，℃； 控制变量跟终轧温度控制模式选取以及执行机 T,n表示带钢终轧温度目标值，℃；△Tp表示第j 构有关.以机架间冷却水调节为例，机架间冷却水 中间坏厚度 中间坯长度 出口速度 中间坯温度 目标厚度 速度变化 温度速度的 目标温度 敏感系数 机架间冷却水 终轧温度计算值 Σ 1/ x +☑ 大加速度值 设定值 度变 初始大 加速度的长度 中间坏厚度 中间坯长度 出口速度 中间坏温度 Σ) 目标厚度 温度偏差 日标温度 机架间冷却水 终轧温度计算值 (②（②） 考虑可调机 设定值 架间冷却水 目标温度 的极限能力 图4初始大加速长度的计算流程图 Fig.4 Flow diagram for calculating initial high acceleration length王海玉等: 热轧带钢终轧温度的多模式控制 间坯上段 B 计算得到的带钢出口速度计算值;Lab表 示末机架轧机和卷取机的位置长度. 2郾 3 大加速度长度计算 功率加速度是策略表中给定的固定值,但大加 速的长度需要根据模型计算得到,计算过程需要考 虑可调机架间冷却水的极限能力,根据精轧入口 温度曲线,利用 Newton鄄鄄 Raphson 迭代计算出带钢 大加速度的区域长度,使轧制过程中能够以较短 的时间达到最大轧制速度,同时在大加速过程中 保证带钢全长终轧温度满足控制要求. 具体计算 步骤如下: 淤首先,在带钢长度方向上,选取带钢样本段, 确定原则为:卷取带载时,中间坯长度方向上位置为 段 B;段 B 位置后的任意位置 l 确定为段 C; 于根据中间坯长度方向上段的位置,获取段的 信息包括:中间坯厚度、中间坯温度、中间坯长度、目 标厚度、目标温度、各机架间冷却水设定值等; 盂根据段的信息,利用温度计算模型分别计算 段 B 和段 C 的出口速度和终轧温度计算值; 榆根据段 B 和段 C 的出口速度的偏差以及终 轧温度计算值的偏差,计算温度/ 速度的敏感系数 dT / dV; 图 4 初始大加速长度的计算流程图 Fig. 4 Flow diagram for calculating initial high acceleration length 虞计算段 C 处考虑可调机架间冷却水到极限 能力时的终轧温度计算值 TC,drop ,得到大加速下的 终轧温度计算值和目标值的温度偏差 驻T0 ; TC,drop = TC0 + 移 驻Tdrop,j (2) 驻Tdrop,j = sj*(f j max - f j set) (3) 驻T0 = Ttarget - TC,drop (4) 式中:TC0表示根据当前机架间冷却水水量得到的 终轧温度计算值,益 ;TC,drop表示考虑可调机架间冷 却水到极限能力时得到的终轧温度计算值,益 ; Ttarget表示带钢终轧温度目标值,益 ;驻Tdrop,j表示第 j 机架间冷却水水量的调节裕量引起的终轧温度变 化量,益 ;f j max表示第 j 机架间水水量的最大水量, m 3·s - 1 ;f j set表示第 j 机架间水水量的设定水量,m 3· s - 1 ;sj表示温度随第 j 机架间冷却水水量变化敏感 系数,益·s·m - 3 . 愚温度偏差 驻T0 乘以温度/ 速度的敏感系数 dT / dV 的倒数,可计算出达到目标温度所需的速度 改变量 驻v0 ; 驻v0 = 驻T0 伊 (dV / dT) (5) 舆段 C 的出口速度 + 驻v0 ,得到段 C 大加速下 的出口速度. 判断此时出口速度是否大于速度极限 值 vmax,若是,则段 C 大加速下的出口速度修正为 vmax;若否,则段 C 大加速下的出口速度保持不变; 余段 C 大加速下的出口速度,结合段 B 的出口 速度,以及给定的功率加速度,即可计算出初始大加 速的长度 L0 ,如图 4 所示. 俞判断温度偏差 驻T 是否满足控制要求,若满 足,则初始大加速的长度 L0即为最终大加速的长度 L;若不满足,则继续执行淤,由段 C 位置 + 初始高 加速长度 L0 ,重新确定带钢长度方向位置段 C,计算 段 C 的出口速度和终轧温度计算值,并得到一个新 的温度/ 速度的敏感系数,温度偏差随后用于确定要 达到目标的温度所必需的速度变化量 驻vi . 通过速 度变化量 驻vi + 段 C 的出口速度,结合段 B 的出口 速度和功率加速度,利用 Newton鄄鄄Raphson 法循环迭 代,直到温度偏差趋近于目标温度为止,从而得出最 终的大加速长度 Li,如图 5 所示. 3 控制模型计算 3郾 1 控制变量确定 控制变量跟终轧温度控制模式选取以及执行机 构有关. 以机架间冷却水调节为例,机架间冷却水 ·943·