一种热连轧机带材换热系数自学方法

摘要

一种热连轧机带材换热系数自学方法，它主要包括以下由计算机执行的步骤：1、收集轧机参数、轧制工艺参数以及换热系数当前值；2、对除鳞区对流换热系数、机架间水冷对流换热系数、带材两侧边水冷对流换热系数、空冷换热系数、轧件与轧辊之间接触热传导换热系数进行寻优。本发明通过对五个换热系数在较大区间进行整体寻优，再固定各个换热系数对其它换热系数在较小区间进行寻优的方法，维持了换热系数之间相对的定性关系，保证了自学之后的换热系数在不失去物理意义的前提下更加准确的预报带材温度。

主权项

一种热连轧机带材换热系数自学习方法，其特征在于：它主要包括以下由计算机执行的步骤：a、收集轧机参数、轧制工艺参数以及换热系数当前值，具体包括：a1、收集轧机参数包括：热连轧机机架数n、精轧入口测温仪距离第一机架间距L_M01、机架间距L_M12～L_M(n‑1)n、末机架距离精轧出口测温仪间距L_Mn(n+1)、除鳞箱中心至精轧入口测温仪间距L_T0、各机架后水冷节点至该机架中心间距L_T1～L_Tn、除鳞箱喷洒覆盖区间长度L_C0、各机架后水冷节点喷洒覆盖区间长度L_C1～L_Cn、各机架后水冷节点是否喷水的状态变量Bu₁～Bu_n，取值0或1，取0表示不存在或者不喷水，取1表示正常喷水，各机架工作辊半径D₁～D_n；a2、收集轧制工艺参数包括：当前卷带钢各机架轧制速度v₁～v_n、当前卷带钢来料宽度B、当前卷带钢来料平均厚度与各机架出口平均厚度当前卷带钢各机架摩擦系数μ₁～μ_n、当前卷带钢各机架轧件轧制压力P₁～P_n、当前卷带钢精轧入口测温仪实测温度T_in、当前卷带钢精轧出口测温仪实测温度T_out、冷却水温度T_c、空气温度T_a；a3、收集换热系数当前值包括：除鳞区对流换热系数机架间水冷对流换热系数带材两侧边水冷对流换热系数空冷换热系数轧件与轧辊之间接触热传导换热系数b、采用行向量表示轧机参数，即：$\bar{U}=(n,L_{M01},L_{M12},...,L_{M(n-1)n},L_{Mn(n+1)},L_{T0},L_{T1},...,L_{Tn},L_{C0},L_{C1},...,L_{Cn},{\mathrm{Bu}}_1...,{\mathrm{Bu}}_n,D_1...,D_n);$采用行向量表示轧制工艺参数，即：$\overrightarrow{V}=(v_1...,v_n,B,\overline{h_0},...,\overline{h_n},{\mu }_1,...,{\mu }_n,P_1,...,P_n,T_{in},T_c,T_a);$ 采用有限差分法计算带材温度场，表示为：$T_{out}^{cal}=T_{out}^{cal}(\overrightarrow{U},\overrightarrow{V},{\alpha }_1,{\alpha }_2,{\alpha }_3,{\alpha }_4,{\alpha }_5),$式中：α₁,α₂,α₃,α₄,α₅为给定的除鳞区对流换热系数、机架间水冷对流换热系数、带材两侧边水冷对流换热系数、空冷换热系数、轧件与轧辊之间接触热传导换热系数；根据收集的参数对换热系数进行自学习，具体包括：b1、对换热系数进行大区间整体寻优，具体包括：b1(1)、令mine＝1.0e10，i＝0，b1(2)、令采用有限差分法计算带材出口温度计算精轧出口测温仪实测温度与计算温度之差b1(3)、判断e<mine是否成立，如果e<mine成立，令mine＝e，记录当前最佳的换热系数值转入b1(4)，否则直接转入b1(4)；b1(4)、判断i＝20是否成立，如果i＝20成立，转入b2，否则令i＝i+1，转入b1(2)；b2、固定除鳞区对流换热系数，对其它换热系数进行小区间寻优，具体包括：b2(1)、令mine＝1.0e10，i＝0；b2(2)、令采用有限差分法计算带材出口温度计算精轧出口测温仪实测温度与计算温度之差b2(3)、判断e<mine是否成立，如果e<mine成立，令mine＝e，记录当前最佳的换热系数值转入b2(4)，否则直接转入b2(4)；b2(4)、判断i＝20是否成立，如果i＝20成立，转入b3，否则令i＝i+1，转入b2(2)；b3、固定机架间水冷对流换热系数，对其它换热系数进行小区间寻优，具体包括：b3(1)、令mine＝1.0e10，i＝0；b3(2)、令采用有限差分法计算带材出口温度计算精轧出口测温仪实测温度与计算温度之差b3(3)、判断e<mine是否成立，如果e<mine成立，令mine＝e，记录当前最佳的换热系数值转入b3(4)，否则直接转入b3(4)；b3(4)、判断i＝20是否成立，如果i＝20成立，转入b4，否则令i＝i+1，转入b3(2)；b4、固定带材两侧边水冷对流换热系数，对其它换热系数进行小区间寻优，具体包括：b4(1)、令mine＝1.0e10，i＝0；b4(2)、令采用有限差分法计算带材出口温度计算精轧出口测温仪实测温度与计算温度之差b4(3)、判断e<mine是否成立，如果e<mine成立，令mine＝e，记录当前最佳的换热系数值转入b4(4)，否则直接转入b4(4)；b4(4)、判断i＝20是否成立，如果i＝20成立，转入b5，否则令i＝i+1，转入b4(2)；b5、固定空冷换热系数，对其它换热系数进行小区间寻优，具体包括：b5(1)、令mine＝1.0e10，i＝0；b5(2)、令采用有限差分法计算带材出口温度计算精轧出口测温仪实测温度与计算温度之差b5(3)、判断e<mine是否成立，如果e<mine成立，令mine＝e，记录当前最佳的换热系数值转入b5(4)，否则直接转入b5(4)；b5(4)、判断i＝20是否成立，如果i＝20成立，转入b6，否则令i＝i+1，转入b5(2)；b6、固定轧件与轧辊之间接触热传导换热系数，对其它换热系数进行小区间寻优，具体包括：b6(1)、令mine＝1.0e10，i＝0；b6(2)、令采用有限差分法计算带材出口温度计算精轧出口测温仪实测温度与计算温度之差b6(3)、判断e<mine是否成立，如果e<mine成立，令mine＝e，记录当前最佳的换热系数值转入b6(4)，否则直接转入b6(4)；b6(4)、判断i＝20是否成立，如果i＝20成立，转入b7，否则令i＝i+1，转入b6(2)；b7、通过指数平滑法对换热系数进行更新，令其中β为指数平滑因子，自学习结束。