D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1994.s2.006 第16卷增刊 北京科技大学学报 Vol.16 1994年11月 Journal of University of Science and Technology Beijing Now.1994 热连轧层流冷却的数学模型 管克智)赵海石)刘萍2) 1)北京科技大学机械工程学院，北京100083、2)北京科技大学计算机系 摘要本文以武钢1700热连轧厂层流冷却现场实测数据为基础，通过传热学的理论分析，确定 了对流换热系数是解决问题的关键，并对7种模型结构形式进行了比较，研制了精度较高的对流 换热系数数学模型，在此基础上编写了模拟武钢100热连轧层流怜却过程的程序，取得了较高 的模拟精度， 关键词层流冷却，数学模型，对流换热系数 中图分类号TG335.1山，0242.1 Mathematical Model of Laminar Cooling of Hot Rolling Process Guan Kezhi Zhao Haishi Liu Ping 1)Mechanical Engineering College,USTB.Beijing 100083.PRC 2)Department of Computer Science.USTB ABSTRACT Using on-Line data of 1 700mm hot-rolling Plant of Wuhan Iron Steel Corp. and theoritical analysis,it is obtained that heat transfer coeffient is the key to the subject.After comparisions of seven different models,the Precisest model of heat transfer coefficient is proposed.On the basis of this model,a general program which can stimulate the laminar cooling process of Wuhan Iron Steel Corporation is compiled,and higher precision is achieved. KEY WORDS laminar cooling,mathematical model,heat transfer coefficient 通过热连轧机后的宽带钢，在经过的100多米热输出辊道上，要使带钢从850℃左右在几秒 之内冷却到目标卷取温度（一般为650℃），必须进行高效强制冷却，而目前采用层流冷却 方法在世界范围内得到广泛应用，我国武钢、宝钢等大型热连轧厂计算机控制用卷取温度数 学模型(Cooling Temperature Control,,CTC)均是从日本和德国引进的专利模型，由于国 内生产条件不同（如钢种成分、水质、水温等差异），造成卷取温度控制精度不高，经常需 要手动干预控制，为了提高现有热连轧厂卷取温度控制精度，同时也为太钢1549mm热连 轧机提供精度较高的卷取温度数学模型，对层流冷却开展研究具有很大实际意义· 1层流冷却数学模型建立的理论基础 图1为通常热连轧层流冷却输出辊道示意图·图1中间辊道上装有多段喷水冷却段，在 钢带前进两侧装有高压侧喷嘴，随时调整喷水冷却段数来保证目标卷取温度，由于机械喷水 1994-03-01收稿 第一作者男56岁教授第 61 卷 增刊 19 9 4 年 1 1 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Jo u m a l o f U n i vrse it y o f S d ne ce a n d T Ce l l n o l o g y B e ji i n g V lo . 16 N创 . 1 9 9 4 热连轧层流冷却 的数学模 型 管克智 ’ ) 赵海石 飞) 刘 萍了) l) 北京科技大学 机械工 程 学 院 , 北 京 l (:0 〕8 3 、 2) 北 京科技大 学计算机 系 摘要 本文以武钢 1 7的 热连轧厂 层流冷却现场实测数据为基 础 , 通 过传热学 的理论分析 , 确定 了 对流换热系数是 解决 问题的 关 键 , 并 对 7 种模型 结构形式进行 了 比较 , 研制 了精度较高的 对流 换热系数数学模型 , 在 此基础 上 编写 了模拟武钢 1 7田 热连轧层流 冷却过程的 程序 , 取 得 了 较高 的 模拟精度 . 关键词 层流冷却 , 数学模型 , 对流换 热系 数 中图分类号 T G 335 . n , 0 24 2 . 1 M a th e ma t ica l M o d e l o f aL 而 n a r C o o l ing o f H o t R o lling P or ces s G u a n 人金二h i l ) Z h a o H a is h i ’ ) L i o p i叼 ’ ) l ) M ec h am 司 E n ig ne ir n g 肠11 e ge , U S T B , B e ij i n g l(联】83 , P R C Z ) 氏P a rt r 记 n t o f 山 n 1 P u t e r S d en ce , U S T B A B S T R A C T U s in g o n 一 L i n e d a ta o f 1 7 0 O rnm h o t 一 ro l i n g P l a n t o f w u h a n l ro n & S t e 1 oC 甲 . a n d th co ir t ica l a n a l ys is , i t 15 o b at i n de t h a t h ae t t ar ns fe r co e if en t 15 t h e k ey ot t h e s u bj cet . An e r co m P a isr i o ns o f s e v en d漩m t mo d e ls , th e P ~ es t mo d el o f h ea t 恤ns fe r co ief d en t is P or P o s ed . On t h e b a s is o f th is mo d el , a g en e ar l P or g ar m Wh ihc ca n s t im u l a t e t h e l a imn a r co o lnj g Por 璐5 o f W u h a n Ior n & S t e l C o 甲o ar t i o n 15 co ll l P il ed , a n d h ig h er P n 汉二S i o n 15 a ch i e v de . KE Y W O R I 巧 l a 而n a r co o li n g , am t h e anr t ica l mo d e l , h ea t t ar ns fe r co e if d en t 通过热连轧机后的宽带钢 , 在经过的 10 多米热输出辊道上 , 要使带钢从 85 0 ℃ 左右在几秒 之 内冷 却到 目标卷 取温度 (一 般 为 6 50 ℃ ) , 必 须进 行高 效强制 冷却 , 而 目前 采 用 层 流 冷 却 方法 在世界范 围 内得到广 泛应 用 . 我 国 武钢 、 宝 钢等大 型热 连轧 厂 计算 机控 制用卷 取 温度数 学模 型 ( oC iol ng T e m p e ar ut er c o nt or l , cT )C 均 是从 日本 和 德 国 引进 的专 利 模 型 , 由于 国 内生 产条件 不 同 ( 如钢种 成分 、 水 质 、 水温等 差异 ) , 造成 卷取温 度 控 制 精 度 不 高 , 经 常 需 要 手 动干 预控制 , 为 了提 高现 有热 连轧 厂卷 取 温 度控 制 精 度 , 同时 也 为 太 钢 1 5 49 ~ 热连 轧机提 供精 度较 高的卷取 温度 数学模 型 , 对层 流 冷却开展 研究 具有 很大 实 际意义 . 1 层 流冷却数学模型建 立 的理论基 础 图 1 为通 常热连 轧层 流冷却 输 出辊道示 意 图 . 图 l 中间辊道 上装 有多 段喷水 冷却 段 , 在 钢 带前进 两侧 装有 高压侧 喷 嘴 , 随时调整 喷水 冷却段 数来 保证 目标 卷取 温度 . 由于 机械 喷水 l男 4 一 03 一 0 1 收 稿 第一 作者 男 56 岁 教 授 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1994. s2. 006