中厚板层流冷却系统温度控制模型稳定性分析

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中厚板轧制中间冷却过程控制模型研究与应用的开题报告

中厚板轧制中间冷却过程控制模型研究与应用的开题报告1. 研究背景中厚板是一种重要的钢材产品，在船舶、桥梁、建筑等领域得到广泛应用。

中厚板的轧制过程中，中间冷却过程对最终的产品性能有重要影响。

因此，对中厚板轧制中间冷却过程进行控制，能够有效提高产品的质量和产量，降低生产成本。

2. 研究目的本文旨在研究中厚板轧制中间冷却过程控制模型，通过建立数学模型和开展仿真分析，探索中间冷却过程中的温度、应力、变形等因素对产品质量的影响规律，为工业生产提供参考和指导。

3. 研究内容（1）中厚板轧制中间冷却过程控制现状及存在问题的分析；（2）中厚板轧制中间冷却过程数学模型的建立；（3）模型参数的确定和优化；（4）数值模拟及实验验证；（5）模型应用于工业生产并实现控制。

4. 研究方法（1）参考国内外文献资料并进行文献综述；（2）根据已有研究成果，建立控制模型；（3）利用实验数据进行模型的参数优化；（4）采用数值仿真方法，验证模型的准确性和有效性；（5）将模型应用于工业生产，并对实际效果进行评估。

5. 研究意义（1）为中厚板轧制中间冷却过程控制提供一种新的方法；（2）为工业制造提高质量、产量、降低成本提供技术支持；（3）丰富相关学科领域的研究内容；（4）为相关企业提供技术支持和指导，增强其在市场竞争中的竞争力。

6. 预期成果（1）建立中厚板轧制中间冷却过程控制数学模型；（2）确定模型参数；（3）通过数值模拟验证模型的有效性；（4）将模型应用于工业生产，并实现控制。

7. 研究进展目前，对中厚板轧制中间冷却过程控制模型的研究还处于初级阶段，国内外尚未有较为系统和成熟的研究成果。

我们将在充分文献综述的基础上，利用实验数据和数值仿真进行模型的建立和验证，并预计在六个月内完成中期报告，一年内完成论文的撰写和答辩。

中厚板生产线冷却控制系统改造与实现

中厚板生产线冷却控制系统改造与实现摘要:根据层流冷却数学模型的分析和实际控冷的工艺要求，设计了2500mm 热连轧生产线层流冷却的PLC控制系统结构，并介绍了层流冷却系统的相关设备及控制过程。

经实践表明系统的冷却速度可以控制在10~12℃/s，温度控制精度在15%以内，并可根据不同钢种进行参数调节，达到了预期的效果。

关键词: 控冷系统层流冷却PLC1 引言2500mm热连轧生产线的原有轧后冷却系统控制系统和模型都很简单，仅为简易喷淋装置，尺寸为2200*20000mm2，冷却速度仅有4~5℃/s，已经不能满足生产工艺的需要。

随着控冷技术的不断发展，层流冷却技术（CTC）得到了广泛应用[1]。

层流冷却技术包括控制冷却装置的能力、冷却强度、冷却速度、卷取温度及控制精度等从精轧到卷取之间的全部冷却过程，主要是通过控制系统中的集管开启数目、集管流量及不同的控制策略，以保证带钢从终轧温度（800℃~900℃）按一定温降速率冷却到卷取温度（550℃~700℃）。

2 层流冷却数学模型层流冷却数学模型将直接影响到卷取温度的控制精度，数学模型主要包括空气冷却模型和喷水冷却模型两部分[2]。

带钢从精轧机末机架出口到卷取机入口的冷却过程如图1所示：图中，Tt为终轧温度，TC 为卷取温度，对于AB 的温度范围是由所生产带钢的钢种和规格来确定。

而数学模型的主要任务就是根据所轧带钢的钢种和规格要求，确定打开第一组集管的位置（即A点），所需打开的冷却集管的组数以及相应的冷却集管开启和关闭的组合（即确定B点），后者可由带钢冷却策略来确定。

带钢轧后冷却过程中，带钢经历了空冷、水冷、再空冷等热交换过程，因此带钢轧后控冷过程中应包括如下数学模型：1）带钢空冷过程中的温度场计算模型；2）带钢水冷过程中的温度场计算模型；3）热交换系数数学模型；4）热传导系数数学模型；5）与热交换过程相关的物理参数数学模型；6）带钢的冷却速度计算模型；7）卷取温度前馈控制数学模型；8）卷取温度反馈控制数学模型；9）模型参数自学习模型。

中厚板正火控制冷却系统的设计与应用

中厚板正火控制冷却系统的设计与应用摘要：中厚板正火控制冷却系统是钢板加热过程中至关重要的一个环节。

本文介绍了该系统的设计和应用，包括液压系统、传动系统、控制系统和冷却系统。

在操作过程中，通过控制液压系统调整钢板的进出速度，以及配置不同的传动系统和冷却系统，可以提高钢板的成品率和质量。

具体实验结果表明，采用中厚板正火控制冷却系统可以使钢板达到更加均匀的温度分布和良好的表面质量。

关键词：中厚板、正火、控制、冷却系统、成品率、质量正文：一、引言中厚板的加热处理中，正火是一个十分重要的工艺环节。

而中厚板正火控制冷却系统则是决定正火工艺质量的关键因素之一。

在钢板加热过程中，采用合理的控制冷却系统可以使钢板达到更加均匀的温度分布和良好的表面质量，从而提高钢板的成品率和质量。

二、设计和应用1.设计原理中厚板正火控制冷却系统是由液压系统、传动系统、控制系统和冷却系统组成的。

在操作过程中，通过控制液压系统的启停和调整，调整钢板的进出速度，以及配置不同的传动系统和冷却系统，使钢板可以达到最优的正火工艺质量。

2.液压系统液压系统是整个控制系统中最重要的部分之一，主要用于钢板的进出速度、合模压力和上下模板移动控制。

通过液压油泵的输出，产生高压油流，驱动静压缸和冷却卷筒，使中厚板在正火过程中保持平稳和平衡。

3.传动系统传动系统是决定中厚板正火控制冷却系统公差的重要因素，主要分为同步传动系统和不同步传动系统，通过不同的传动系统结构来解决钢板进出系统中的同步问题。

4.控制系统控制系统是中厚板正火控制冷却系统的核心部分，主要处理中厚板的各个加热环节，通过不同的控制方式，可以实现钢板的进出控制、温度控制、压力控制和冷却控制等。

5.冷却系统冷却系统是中厚板正火控制冷却系统中最后一步的控制环节，通过钢板温度传感器收集钢板的温度信息，然后通过冷却卷筒将钢板整体冷却到合理的温度范围内，从而达到最优的正火工艺质量。

三、实验结果通过对中厚板正火控制冷却系统的设计和应用分析，实验结果表明，采用中厚板正火控制冷却系统可以使钢板达到更加均匀的温度分布和良好的表面质量，并且可以提高钢板的成品率和质量。

113_中厚板轧后冷却过程最优温度跟踪控制

l 1, (τ ≤ t ≤ τ i ) f i (t ) = χ i a(t − τ i −1 ) 2 e− c (t −τ i−1 ) , h(t ) = ∑ pib f i (t ), χ i = i −1 i =1 0, elsewhere.
n
(3)
式中，常数 a = 17.694(v / wc ) 、 b = 0.37062 、 c = 0.352(v / wc ) ， wc = ∑ wi 是单组集
ρ c p ∂T m
∂ 2T = k ∂t i ∂y 2 i
m
(m > 0, 0 < i < H )
'
(1)
对各个节点进行差商处理，设定 T = [T1 − T∞ , T2 − T∞ ……Tn − T∞ ] 定义为节点温度向量，将有限差分方程联立写成矩阵形式：
τ τ ∂H ∂ϕ 2 ∂H & (T (τ )) − λ (t )) + ∫ δ T '( + λ )dt + δ p ' ∫ dt 0 0 ∂p ∂T ∂T
ˆ = δ T '(τ )( δJ
(6)
ˆ =0，由 Pontryagin 最小值原理可知，性能指标 J ( p ) 获得最优解的必要条件为 δ J
即：
. l
1. 协态方程： λ = −Q (T (t ) − Td (t )) − [ A + ∑ pi Bi (t )]' λ (t ) ；
i =1
763
第五届先进结构钢及轧制新技术国际研讨会
2008 年 9 月沈阳
2. 初始条件： T (0) = T0 ； 3. 横截条件： λ (τ ) = S (T (τ ) − Td (τ )) ； 4. 极值条件： pi = −

中厚板控制冷却技术研究

中厚板控制冷却技术研究作者：刘辉来源：《商品与质量·学术观察》2014年第01期摘要：控制冷却是提高中厚板产品性能和附加值的重要手段。

它能简化生产工艺并提高生产效率，节约能源及昂贵合金元素，并有很大的经济效益。

本文就控制冷却技术的现状、控制冷却的作用、影响冷却质量的主要因素以及控制冷却技术在应用中需解决的几个问题四方面进行阐述。

关键词：中厚板控制冷却因素1、控制冷却技术的现状中厚钢板大约有 200 年的生产历史，它是国家工业化进程和发展中不可缺少的钢铁品种，被广泛用于大直径输送管、压力容器、锅炉、桥梁、海洋平台、各类舰艇、坦克装甲、车辆、建筑构件、机器结构等领域。

世界钢铁工业的发展历程表明，中厚板的生产水平及材料所具有的水平也是国家钢铁工业及钢铁材料水平的一个重要标志。

随着我国经济的快速增长，中厚板的市场需求将越来越大，同时市场竞争也将越来越激烈。

各中厚板厂家为了提高产品竞争力，纷纷采用新的设备或者新的控轧控冷工艺来提高中厚板的综合性能。

控制轧制和控制冷却工艺（CRC）是现代钢铁工业最大的技术成就之一。

对于一些钢材，控轧控冷后不必实施常规轧制的轧后热处理工艺，从而简化了生产工艺，提高了生产效率，并且可以节约能源，省去昂贵的合金元素，具有很大的社会效益和经济效益。

随着用户对中厚板质量和性能的要求越来越高，控制轧制和控制冷却新工艺逐渐应用于中厚板生产领域。

控制冷却是中厚板生产中提高产品质量、开发高附加值产品的最重要的手段。

但是我国有些钢厂的控制冷却装置使用效果并不理想，有的甚至基本不用，成为一种摆设。

不少厂家采用的是简易喷淋冷却装置及用控温轧制来替代控制轧制。

而控轧控冷技术在日本应用率达 70%以上。

国内许多中厚板厂只是引进国外的控轧控冷设备，对国外工艺技术消化不彻底，没有充分发挥出控轧控冷技术的潜力。

近几年，各中厚板厂在残酷的市场竞争中充分认识到控制冷却的优越性，相继安装了控制冷却设备，同时积极开发冷却控制系统。

层流冷却的策略和控制模型论文

要点三
参数优化结果
根据性能评价指标，对控制模型的参数进行优化，得到最优的控制策略。
05
实验验证与结果分析
实验设备和实验方法
实验设备
包括热电偶、数据采集器、计算机、冷却塔、水箱和泵等。
实验方法
采用理论分析和实验验证相结合的方法，建立层流冷却模型，通过实验测试来验证模型的准确性和可靠性。
实验结果的分析和讨论
结果比较
将本课题的研究结果与已有研究进行比较，探讨本课题的创新性和不足之处，为后续研究提供参考和借鉴。
06
结论与展望
研究结论的总结
1
层流冷却策略能够有效降低冷却塔出口温度，提高冷却效率。
2
对比实验结果表明，采用层流冷却策略的冷却塔性能较传统冷却塔有所改善。
3
层流冷却控制模型在不同工况下具有较好的适应性和鲁棒性。
数据分析
通过对实验数据进行分析，得出冷却水流量、水温等参数对冷却效果的影响，并对模型预测结果进行评估。
结果讨论
针对实验结果，对模型预测结果与实际测量数据进行对比，分析误差原因，并对模型进行改进和优化。
结果与已有研究的比较
文献综述
收集和分析相关文献资料，了解层流冷却领域的最新研究动态和已有研究成果。
层流冷却主要应用在冷却电子设备、半导体芯片等高密度热流场景中
研究目的和意义
研究目的
本文旨在研究层流冷却的策略和控制模型，以提高冷却效率并优化系统性能。
VS
研究意义
随着科技的发展，高密度热流问题是电子设备和半导体芯片的主要挑战之一。层流冷却作为一种有效的冷却方法，对于解决这一问题具有重要的实际意义。
研究方法和论文结构
研究方法

2中厚板层流冷却温度控制模型的自学习

第40卷　第6期　2005年6月钢铁Iron and SteelVol.40,No.6　J une 2005中厚板层流冷却温度控制模型的自学习龚彩军,　于　明,　蔡晓辉,　王国栋,　刘相华(轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(东北大学),辽宁沈阳110004)摘　要:对中厚板层流冷却过程的对流换热系数采用自学习修正计算,提高温度控制模型的精度。

通过对层流冷却后钢板表面的实测温度和计算温度进行处理,得到该钢板对流换热系数的修正系数。

对最近冷却钢板的对流换热系数的修正系数进行加权平均处理,得到下一块钢板对流换热系数的学习值。

采用自学习算法后,模型的控制精度提高了12%。

关键词:中厚板;层流冷却;温度控制模型;自学习算法中图分类号:T G335.5 文献标识码:A 文章编号:04492749X (2005)0620048203Self 2study of T emperature ControlModel for Plate Laminar CoolingGON G Cai 2jun ,　YU Ming ,　CA I Xiao 2hui ,　WAN G Guo 2dong ,　L IU Xiang 2hua(The State Key Laboratory of Rolling and Automation ,Northeastern University ,Shenyang 110004,China )Abstract :Self 2study of heat transfer coefficient was adopted to improve the precision of temperature control model for plate laminar cooling process.By processing measured and calculated temperature ,the modification coefficient of the current plate ’s heat transfer coefficient and self 2study value of the next plate ’s heat transfer coefficient are ob 2tained by weighted average of the modification coefficient.The model control precision has been increased 12%,since the arithmetic of self 2study adopted.K ey w ords :plate ;laminar cooling ;temperature control model ;algorithm of self 2study作者简介:龚彩军(19782),男,博士生; E 2m ail :gcjlm @ ; 修订日期:2004208216 中厚板是我国国民经济发展中不可或缺的钢铁材料品种,特别是在造船、建筑、石油化工和机械制造等国家重要的基础工业应用上中厚板产品的需求量非常大。

中厚板控冷过程的力学性能与工艺参数回归分析

ｉｉｎｃｃ．ｕｔｅｍｒ，ｅｓｎｃｔｍａｔｈｍｏｌｇｔｍｅａｕｅｅｄｃｏｉｍｅａｕｅｔｓｉａｅｒｒｏｅｔｉｉａｐｃｏｏｅｃｏｉｐｒｒ，ｎｏｌｇｔｐｒｒ，ｓｇｆｎＦｈｉｈｇｆｎｉｆｎｅｔｎｅｔｒｌｒｐｅｎｄｔｔｅｉｕｂｒｆｕｔａｉｎｍｉｌｓｎｙｅｒｎｔｄｔｎｉｔｎｔｔ－ｏｌｅｄａｏａｏｎｎｅｓｌｐｇｎｍｅｏｌｃｕｏａｆｄｉｄｓｅｇｈａｅｌｓｅｇｈｉｓｆｔｎｏｏｌｔｎｓｅｒｓａｔ
【摘
要】根据某中板厂生产现场１ｎ６Ｒ中厚板现场部份实测数据进行采集，Ｍ对中厚板的抗张性
能与工艺参数的开冷温度、终冷温度、辊道速度、上下集管的开启总数目的关系进行定量研究，用多元线性回归分析建立了二者之间的数学模型，并且对所建立的回归方程和回归系数做了显著性检验，进而说明了工艺参数的开冷温度、终冷温度、道速度、下集管的开启总数目对屈服强度极限和抗拉强辊上
ｆｌｔｏｌｇｃｎｒＩｒｃｓｏｒａｅｉｃｏｉｏｔｏｏｅｓｐｎｎｐ
ＣＮＸａ— ｏｇ，ＵＸａ— ｕｎｏｇｔｏ，Ｉｈｎ－ｉＨＥｉｏｈｎ。ｉｇａｇ，Ｄｎ－ａＸＥＳｅｇｊｎＹｏＸＵａ（ＣｌｇｆｃａｉｌｎｉｅｒｇＵｉｅｓｙｏｃｅｃｎｅｈｏｏｙＬａｎｎ，ｎｓａ１０１Ｃｉａｏｅｅｈｎｃｇｅｉ，ｎｖｒｉｆｉｎｅｄＴｃｎｌｉｉｇＡ ’ｈｎ１４５，ｈｎ）ｌｏＭｅａＥｎｎｔＳａｇｏ

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ＣｏｌｇＳｓｅｆＭｅｉｍｎｉｋＳａｏｉｙｔｍｏｄｕａｄＴｈｃｌｂｎ
Ｓｏｕ，ＺａｎｂｎｕＢｈｉｈｏＨｏ源自ｇｉｇ，ＷｕＪｎａｕｈｏ
（ｅｏｄｍｉｉｇｐａｔｎａｇｉｎａｄｓｅＣ．Ｌｄ，ｎａｇＨｎｎ４５０ｈｎ）Ｓｃｎｌｎｌｎ，Ａｙｎｏｎｔｌｏ，ｔ．Ａｙｎｅａ５０４Ｃｉａｌｒｅ
机和矫直机之间的输送辊道与上下喷水装置组
１设备分布
Ｃ．，Ｌｄｓｉｔｄｃｄｏｉｉｇｗｔｒｃｉａｒｄｃｉｎｃｎｉｏｆｐａｅ，ｍａｈｍａｉａｄｏｔ．ｉｎｒｕｅ．Ｃｍｂｎｎｉｐａｔｌｏｕｔｏｄｔｎｏｌｔｏｈｃｐｏｉｔｅｔｌｍｏ — ｃ
ｅｓｏｉｃｏｉｇａｄｗｔｒｃｏｉｇａｅａａｙｅｎｅｖｄｌｆｒｏｌｎａｅｏｌｒｎｌｚｄａｄｄｒｅ．Ｄｆｒｎｉｌｅｕｔｎｉｏｖｄａｄｓｌ — ａｎｎｉｉｅｅｔｑａｉｓｌｅｎｅｆｆａｏｓｌａｎｎｆｈｄｌｉｐｒｒｄｂｓｆｏｕｅ．Ｐａｔａａｐｉａｉｎｉｅｄｓｏｈｔｃｎｒｌｅｒｉｇｏｅｍｏｅｅｆｍｅｙｕｅｏｍｐｔｒｒｃｉｌｐｌｔｆｌｈｗｓｔａｏｔｔｓｏｃｃｃｏｎｉｏ
随着用户对中厚板产品性能的要求越来越高，内很多中厚板厂都新建或升级改造了控制国冷却系统。安钢控制冷却系统采用了ｕ型管技
术，系统包括完备的基础自动化和过程自动化系统，用了层流冷却控制模型。由于中厚板卷在采控制冷却的过程中钢板长短不一，而且要对Ｕ型管的水量、闭状态和辊道速度等进行在线控制，开因此，了需要设备及时响应外，需要合理的控除还安钢炉卷轧机的控制冷却设备由位于四辊轧
ＡｂｓｒｃＣｏｔｏｌｄｃｏｉｇｉｈｏｎｎｅｈｏｏｉａｒｃｓｎｍｏｅｐａｅｐｏｕｔｎ，ａｓｔａｔ：ｎｒｌｅｏｌｎｓｔｅｄｍｉａｔｔｃｎｌｇｃｌｐｏｅｓｉｄｍｌｔｒｄｃｉｏｎｄｉｕｅｏｒｄｃｉｎｏｕａｉｌｔ．Ｃｏｔｏｃｕａｙｏａｎａｏｌｏｔｏｙｔｍｆｅｔｅ－ｓｄｆｒｐｏｕｔｆｑｌｔｐａｅｏｙｎｒｌａｃｒｃｆｌｍｉｒｃｏｉｃｎｒｌｓｓｅａｆｃｓｐｒｎｇｆｒｎｅｏｒｄｃｉｅｔｙ．ＣｏｔｏｌｄｃｏｉｇｓｓｅｆｒｓｅｋｌｍｉｎＡｎａｒｎｎｔｅｏｍａｃｆｐｏｕｔｄｒｃｌ．ｎｒｌｅｏｌｙｔｍｔｃｅｌｉｙｎｇＩｏａｄＳｅｌｎｏｌ
析推导了其空冷和水冷数学模型，采用计算机进行差分方程的求解和模型的自学习，通过现场实际应用，控制精度满足了工业生产的要求，效果明显。关键词：中厚板；控制冷却；控制策略；数学模型；自学习
ＡｎｌｓｓｏｔｂｌｙｏｍｐｒｔｒｎｒｌｏｅｍｉａｌｗａｙｉｆＳａｉｔｆＴｅｅａｕｅＣｏｔｏｄｌＬａｎｒＦｏｉＭ
苏伯辉，红兵，吴军号赵
【安阳钢铁股份有限公司第二炼轧厂，河南安阳
摘
４５０）５０４
要：控制冷却是现代化板材的主导生产工艺，于生产优质的中厚板，用层流冷却控制系统的控制精度直接
影响产品的性能。本文对安钢炉卷轧机的控制冷却系统进行了全面的介绍，结合实际的中厚板卷生产情况，分
ａｃｒｃｅｔｈｅｄｏｎｕｔｉｌｐｏｕｔｏｎｏｔｏｆｃｓｏｖｏ．ｃｕａｙｍｅｓｔｅｎｅｆｉｄｓｒａｒｄｃｉｎａｄｃｎｒｌｅｆｔｉｂｉｕｓｅ
ＫｅＷｏｒｙｄｓ：ｄｕｐａｅ；ｃｎｒｌｃｏｉｇｃｎｒｌｓｒｔｇｍｅｉｍｌｔｏｔｏｏｌｎｏｔｏｔａｅｙ；ｍａｈｍａｉａｄｌｅｆ—ｌａｎｎｔｅｔｌｍｏｅ；ｓｌｃｅｒｉｇ
第３卷２
第１期
黑龙江冶金
Ｖｏ＿２ｌ３Ｍａｃｒｈ
Ｎｏ．１２０１２
２０１２年１月
ＨｅｏｇａｇＭｅｌｒｙｉｎｊｎｌｉｔｌｇａｕ
中厚板层流冷却系统温度控制模型稳定性分析