Vol.27 No.5 张大志等：中厚板轧后快速冷却系统控制策略与控制模型 ·607· 温降计算模型中采用了有限差分法来求解 开始 钢板在通过ACC区域时的每一时刻的温度场变 化.钢板在入水之前和出水之后，主要是考虑辐 L2通过网络从轧机系统Alpha计算机中得到钢板数据 射和空气对流引起的温降，钢板在冷却水下，主 预设定计算 要是考虑冷却水对流引起的温降，冷却水对流换 返红温度预报 热系数的确定考虑了水温、水量、冷却水与钢板 表面的温差以及集管几何尺寸等因素，并在自学 钢板头部检测及实际开冷温度测量 习中不断修正，在计算钢板的温度场时，还需要 再设定计算 考虑钢种和化学成分（其决定了钢板的物性参 N 数，包括比热容、热传导系数、密度等). 集管开启数量调整 Y 3.3再设定模型 集管开启调整数量计算 MD1ON后，根据轧钢二级服务器传送过 N 来的终轧道次实测数据，重新计算集管开启模 开启集管流量动态调整 式、遮蔽机构位置等，并立即向ACC PLC传送. Y 开启集管流量调整计算 3.4动态调整模型 钢板头部检测及实际返红温度测量 利用冷却区入口处的高温计以固定周期检 测钢板实际开冷温度，并根据实测的开冷温度计 模型自学习 少 算不同集管开启模式的调整位置，当ACC PLC跟 Y 踪到该开冷温度所对应的钢板段到达调整集管 自学习模型计算 位置时进行集管流量调整，ACCL2每完成一次 过程数据记录归档 开冷温度测量就立即向ACC PLC发送“段开始” 下一块钢板冷却控制 信号，以启动ACC PLC对钢板段的跟踪， N 3.5自学习模型 结束) 当带钢通过返红温度计(ACCT3)时，ACCL2 图5快速冷却系统控制模型计算流程图 以3s为周期地检测钢板返红温度，根据该段钢 Fig.5 Flow chart of the control model for the accelerate cooling 板的实际集管开启模式和返红温度，以及钢板速 system 度、水量等参数自学习返红温度预报模型系数， 4系统应用 以用于下一块钢板的设定计算， 3.6数据库模型 为武钢轧板厂提供的冷却系统为20组高密 当钢板控冷结束（返红温度测量完成）后，L2 层流集管，水冷区域长度为24800mm,含前后吹 需要将该钢板的相关数据，包括日期时间、板坯 扫总长度为27200mm.冷却区分为强冷区、冷却 号、目标数据、设定数据及测量数据，立即发送给 区和精调区.强冷区6组大高密度管层流装置（上 轧钢二级服务器，并同时添加到本地工程记录数 下一对一集管，间距800mm),冷却区12组高密 据库中.为了方便查看本地历史工程记录，可以 度管层流装置（上下一对二集管，间距1600mm), 根据需要对工程记录进行各种组合查询和排序， 精调区2组普通管层流集管（上下一对一集管，间 由于本地ACC数据库中记录条数太多(20000距800mm).由一个高8000mm容积130m具有 条)时会影响画面更新的响应时间，因此L2中设 52根出水管的车间内水箱供水，位置在轧机后控 有历史数据自动导出功能，以减轻系统维护工作 制冷却辊道传动侧集管旁 量，导出后的历史数据文件内容以文本文件的形 系统于2003年7月在现场成功投入使用，并 式保存，既可以通过HM画面导入到临时数据库 通过了各项技术指标验收.温度控制精度±10℃ 中以供查看，也可以用其他数据处理软件分析 的钢板在95%以上.该系统的冷却控制能力几乎 (例如Microsoft Excel).各模型在线控制计算基本 覆盖了所有的产品规格，由于冷却能力的提高， 流程图如图5所示. 加快了生产节奏，提高了生产效率.经过武钢质张 大 志 等 中厚板轧 后 快速冷却 系统控制 策 略 与控制模 型 温 降计 算 模 型 中采 用 了有 限差 分 法 来 求 解 钢 板 在通 过 区域 时 的每 一 时刻 的温 度 场 变 化 钢 板 在 入 水 之前 和 出水 之 后 ， 主 要 是 考 虑辐 射 和 空气 对 流 引起 的温 降 ， 钢 板 在 冷 却 水 下 ， 主 要 是考虑冷 却 水对 流 引起 的温 降 ， 冷 却 水 对 流 换 热 系 数 的确 定考 虑 了水 温 、 水 量 、 冷 却 水 与钢 板 表 面 的温 差 以及 集 管几 何 尺 寸 等 因 素 ， 并在 自学 习 中不 断修 正 在 计 算 钢 板 的温 度 场 时 ， 还 需 要 考 虑 钢 种 和 化 学 成 分 其 决 定 了钢 板 的物 性 参 数 ， 包 括 比热 容 、 热 传 导 系 数 、 密 度等 再 设 定模 型 后 ， 根 据 轧 钢 二 级 服 务器 传 送 过 来 的终 轧 道 次 实 测 数 据 ， 重 新 计 算 集 管 开 启模 式 、 遮 蔽机 构位 置 等 ， 并 立 即 向 传 送 动 态 调 整 模 型 利 用 冷 却 区 入 口 处 的 高温 计 以 固 定 周 期 检 测钢 板 实 际 开冷温 度 ， 并根据 实测 的开冷 温度 计 算不 同集 管 开 启模式 的调 整位 置 ， 当 跟 踪 到 该 开 冷温 度 所 对 应 的钢 板 段 到达 调 整 集 管 位 置 时进 行 集 管 流 量 调 整 每 完 成 一 次 开 冷温 度 测 量 就 立 即 向 发送 “ 段 开 始 ” 信 号 ， 以启 动 对 钢 板 段 的跟 踪 自学 习 模 型 当带 钢 通 过 返 红温 度 计 时 ， 以 为周 期 地 检 测 钢 板 返 红温 度 ， 根 据 该段 钢 板 的实 际集 管 开 启模 式和 返 红温 度 ， 以及钢 板速 度 、 水 量 等 参 数 自学 习 返 红 温 度 预 报 模 型 系数 ， 以用 于 下 一 块钢 板 的设 定 计 算 数 据 库模 型 当钢 板 控 冷 结束 返 红温 度 测 量 完成 后 ， 需 要 将 该钢 板 的相 关 数据 ， 包 括 日期 时 间 、 板 坯 号 、 目标数据 、 设 定数 据及 测 量 数据 ， 立 即发送 给 轧钢 二级 服 务器 ， 并 同时添加 到本 地 工 程 记 录 数 据 库 中 为 了方 便 查 看 本 地 历 史工 程 记 录 ， 可 以 根据 需要对 工 程 记 录进 行 各 种 组合 查询 和 排 序 由于 本 地 数 据 库 中记 录 条 数 太 多 条 时会 影 响 画 面 更 新 的 响应 时 间 ， 因此 中设 有历 史数据 自动 导 出功 能 ， 以减 轻 系 统维 护 工 作 量 导 出后 的历 史数据 文 件 内容 以文 本文 件 的形 式保 存 ， 既可 以通 过 画 面 导入 到临 时数据 库 中 以供 查 看 ， 也 可 以用 其 他 数 据 处 理 软 件 分 析 例 如 各 模 型在 线 控 制 计 算基 本 流 程 图如 图 所 示 开始 通过 网络从轧机系统 计算机 中得到钢板数据 预设定计算 返红温度预报 钢板头部检测及实际开冷温度测量 再设定计算 集管开启数量调整 一一一行一一 集管开启调整数量计算 启集管流量动态调 一一下杯一 开启集管流量调整计算 钢板头部检测及实际返红温度测量 模型 自学 习 自学习模型计算 过程数据记录归档 图 快速 冷 却系 统 控制 模型 计算 流程 图 晋 印 系统应 用 为武 钢 轧板 厂 提 供 的冷 却 系 统 为 组 高密 层 流 集 管 ， 水 冷 区域 长度 为 ， 含 前 后 吹 扫 总 长 度 为 冷 却 区分 为强冷 区 、 冷 却 区 和精 调 区 强冷 区 组 大 高密度 管层 流装 置 上 下 一 对 一 集 管 ， 间距 。 ， 冷 却 区 组 高 密 度 管层 流 装 置 上 下 一 对 二 集 管 ， 间距 ， 精 调 区 组普 通 管层 流集 管 上 下 一对 一集 管 ， 间 距 由一 个 高 容积 ， 具 有 根 出水 管 的车 间 内水 箱 供水 ， 位 置 在 轧机 后控 制 冷 却 辊 道 传 动 侧 集 管 旁 系 统 于 年 月在 现 场 成 功投 入 使用 ， 并 通 过 了各 项技 术 指 标 验 收 温 度 控 制 精度 月 ℃ 的钢 板 在 以上 该系 统 的冷 却控 制 能力几 乎 覆 盖 了所 有 的产 品规 格 ， 由于 冷 却 能 力 的提 高 ， 加 快 了生 产 节 奏 ， 提 高 了生 产 效 率 经 过武 钢 质