一种H型钢超快速冷却控制方法

摘要

一种H型钢超快速冷却控制方法，属于轧钢自动控制技术领域，采用的系统包括万能轧机控制单元和超快冷控制单元；万能轧机控制单元包括过程控制计算机、PLC和万能轧机UF，超快冷控制单元包括过程控制计算机、PLC、热金属检测器、测温仪和气动蝶阀组。本发明根据H型钢钢种、规格及终冷目标值等工艺要求，确定超快冷控制策略，即阀组开启优先级，对咬钢和抛钢时终轧速度的严格控制，使H型钢匀速通过超快冷区域，并建立超快冷过程的数学模型，实现翼缘和腹板温度的精确控制，H型钢超快冷温度控制精度大大提高，通过模型自学，使超快冷工艺更加合理、可靠，能高速稳定的对H型钢进行控制冷却，且能保证横向和纵向冷却均匀性。

主权项

一种H型钢超快速冷却控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：咬入H型钢后，通过调整轧辊的圆周速度来控制UF轧辊出口处H型钢的速度，保证S1≤L1，其中，S1‑从咬钢开始时到终轧速度稳定时刻H型钢头部行进位移，L1‑咬钢处至冷却区域入口处之间的距离；步骤2：采集H型钢数据信息、温度数据和终轧速度，H型钢数据信息包括H型钢钢种、规格、目标终冷温度；步骤3：根据H型钢数据信息、温度数据和终轧速度，确定腹板和翼缘开启气动蝶阀组组态；具体步骤如下：步骤3.1：预设定开启1组阀组；步骤3.2：依据控制策略确定各个阀组优先级；所述控制策略分为前段主冷策略、后段主冷策略、均匀冷却策略和自由冷却策略；翼缘前段主冷策略，阀组优先级为沿轧制方向各个阀组的物理位置依次排序，即1号，2号...N号阀组对应的优先级为1，2...N；翼缘后段主冷策略，阀组优先级为沿逆轧制方向各个阀组的物理位置依次排序，即1号，2号...N号阀组对应的优先级为N...2，1；均匀冷却策略，阀组优先级为沿轧制方向交叉排序；自由冷却策略，阀组优先级进行随机排序；腹板下侧冷却阀组控制策略同翼缘，但上侧冷却阀组仅采用前段主冷策略，当下侧采用后段主冷策略时，1号，2号...K号阀组对应的优先级为K...2，1，上侧1号，2号...M号阀组对应的优先级为K+1，K+2...K+M；步骤3.3：沿轧制方向对各阀组物理位置依次排序，若1号阀组优先级小于或等于开启阀组数1，且阀组健康，则1号阀组开启，进行水冷温降计算；若1号阀组优先级大于1，或阀组损坏，则1号阀组按空冷温降计算；步骤3.4：累积温降为1号阀组对应温降；步骤3.5：循环判定2号，3号...N号阀组冷却方式，进行相应温降计算，具体同步骤3.3；步骤3.6：累积温降为阀组总数N的温降总和；步骤3.7：若终冷预测值与终冷目标值之差小于等于10℃，则计算执行结束；若差值大于10℃，则重新设定开启2组阀组，执行步骤3.3‑步骤3.6，差值仍大于10℃，则再次设定开启3组阀组，重复执行，若N组阀组全部开启，计算执行结束；步骤4：根据步骤3确定的腹板和翼缘开启阀组组态的输出结果，最终开启相应的气动 蝶阀，对H型钢进行冷却；步骤5：冷却过程中不断采集的温度数据，由终冷目标温度值决定采用出口测温仪组合，对H型钢冷却控制进行反馈调整；在反馈调整过程中，翼缘由沿轧制方向最后2组侧喷阀组完成，在同一支H型钢冷却过程中，当翼缘温度实际值高于设定值50℃～70℃时，最后2组侧喷阀组全部开启，当实际值高于设定值30℃～50℃时，开启最后1组侧喷阀组；当实际值低于设定值50℃～70℃时，最后2组侧喷阀组全部关闭，当实际值低于设定值30℃～50℃时，关闭最后1组侧喷阀组；腹板由沿轧制方向下部最后2组下喷阀组完成，在同一支H型钢冷却过程中，当腹板温度实际值高于设定值50℃～70℃时，最后2组下喷阀组全部开启，当实际值高于设定值30℃～50℃时，开启最后1组下喷阀组；当实际值低于设定值50℃～70℃时，最后2组下喷阀组全部关闭，当实际值低于设定值30℃～50℃时，关闭最后1组下喷阀组；步骤6：H型钢尾部进入超快冷区域后，通过调整输出辊道速度来控制H型钢的速度即抛钢阶段的终轧速度，保证S2≥L1+L2，其中S2为从抛钢时刻到输出辊道速度开始下降时刻H型钢尾部行进位移，L2为超快冷区域长度；步骤7：H型钢尾部穿过超快冷区域后，执行自学习算法；执行自学习算法时，若本支H型钢与上支属于同一批次，仅更新短期自学习系数f11，若不属于同一批次，则同时更新短期自学习系数f11和长期自学习系数f12；步骤8：自学习结束后，进入等待阶段，当下一支或下一批H型钢再次咬钢时，重复上述步骤1‑8过程。