| 书名 | 热轧带钢轧后层流冷却控制系统 | 页数 | 101页 |
|---|---|---|---|
| 出版社 | 冶金工业出版社 | 出版时间 | 2009年10月1日 |
《热轧带钢轧后层流冷却控制系统》对连铸连轧轧后层流冷却控制及带钢卷取温度的控制进行了分和研究，并就层流冷却系统的工艺背景、带钢卷取温度预测模型、层流冷却控制系统、层流冷却控制算法的设计与实现、控制系统的改进与优化和仿真系统设计及实例分析等内容进行了阐述。
该书可供高等院校金属压力加工、控制理论与控制工程及其相关专业教学使用，也可作为现场工程技术人员在生产实践和技术改造的参考书。
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1 层流冷却系统的工艺背景
1.1 层流冷却系统的功能
1.2 层流冷却系统的工艺要求
1.3 层流冷却系统设备配置
2 带钢卷取温度预测模型
2.1 一阶温度预测模型的导出
2.2 由热传导方程导出的二阶基础模型
2.2.1 基础模型
2.2.2 基于二维热传导方程的温度预测计算模型
2.3 关于数学模型问题的讨论
2.3.1 对数学模型的基本要求
2.3.2 机理模型
2.3.3 经验模型
2.3.4 混合模型
2.3.5 模型中的未知参数问题
3 层流冷却控制系统
3.1 层流冷却控制系统的目标
3.2 过程控制结构框图及主要模块介绍
3.2.1 层流冷却控制系统结构框图及总体概述
3.2.2 预测模型
3.2.3 控制器
3.2.4 预测模型的自适应校正
3.3 层流冷却计算机控制系统的硬件配置及软件结构
3.3.1 硬件配置
3.3.2 PCC主要承担的任务
3.3.3 BAC主要承担的控制任务
3.3.4 软件结构
4 层流冷却控制算法的设计与实现
4.1 前馈控制器的设计
4.1.1 前馈控制计算的基本过程
4.1.2 前馈控制计算的分析及评价
4.2 反馈控制计算的设计及分析
4.2.1 反馈控制计算的基本过程
4.2.2 反馈控制计算的分析与评价
4.3 自适应控制算法设计与分析
4.3.1 自适应控制器的设计
4.3.2 自校正调节的效果分析
4.4 热轧带钢卷取温度模型参数快速神经网络辨识
4.4.1 引言
4.4.2 快速神经网络模型结构
4.4.3 快速神经网络算法
4.5 连轧带钢卷取温度神经网络最优预估控制器
4.5.1 引言
4.5.2 神经网络及控制器结构
4.6 神经自适应预估控制算法
4.7 神经网络自适应极点配置控制
4.7.1 模型推导
4.7.2 自适应控制律
4.7.3 极点配置算法
4.8 模糊预估控制
4.8.1 系统设计
4.8.2 模糊控制器参数自调整原则
4.8.3 参数自调整模糊控制器的设计
4.8.4 Smith补偿器
4.8.5 系统仿真及结果分析
4.8.6 应用分析
4.8.7 结论
5 控制系统的改进与优化
5.1 现场参数对实测卷取温度的影响
5.2 卷取温度控制精度主要影响原因分析
5.3 系统优化改进
5.4 参数优化
5.4.1 粒子群算法
5.4.2 层流冷却控制系统优化
5.5 在线改进优化效果
6 仿真系统设计及实例分析
6.1 层流冷却仿真功能及框架
6.1.1 仿真系统概述
6.1.2 总体框架
6.1.3 功能描述
6.2 仿真后的结果
6.2.1 带钢实测值与带钢仿真计算值比较
6.2.2 跟踪点在冷却区任意位置沿厚度方向的温度曲线
6.2.3 跟踪点在冷却区长度方向温降曲线
6.2.4 卷取温度计算值与实测值偏差分析曲线
6.2.5 小结
参考文献
正文语种: 简体中文
开本: 32
ISBN: 9787502450410
条形码: 9787502450410
尺寸: 20.6 x 14.6 x 1.6 cm
重量: 440 g
热轧带钢的主要产品
热连轧按其材质、性能的不同可分为：普通碳素结构钢、低合金钢、合金钢。按其用途的不同可分为：冷成型用钢、结构钢、汽车结构钢、耐腐蚀结构用钢、机械结构用钢、焊接气瓶及压力容器用钢、管线用钢等。编辑本段热轧...
什么是热轧带钢技术
热轧带钢生产过程的各种基本知识和热轧带钢生产工艺
热轧带钢规格一般多大
规格：热轧普碳带钢采用普通碳素结构钢作材质，经热轧制成厚度2.00-6.00mm，宽度50-300mm的带钢。带钢厚度2.0-6.0mm，钢板厚度7.0、8.0mm。带钢（板）宽度：沸腾钢≤130...
热轧带钢的尺寸外形
厚度（mm） 宽度（mm） 长度（mm） 卷内径（mm） 1.5～4.0 800～1600 2000～2500（或C） Φ580
什么是冷轧带钢和热轧带钢 为什么叫带钢
首先只所以叫钢带是因为这类型材是带状的，说的俗点像我们腰上糸的皮带状，冷轧钢带在加工成型时原料是在常温状态下进行的，所以这种钢带的机械性能有些脆硬，有很好的弹性。热轧钢带在加工成型时原料是在高温下，即...
摘要：本文主要介绍的应用于热轧带钢的宽度在线测量方法，带钢测宽仪应用于轧制现场，对带钢的宽度监测带来巨大便利的同时，提升了宽度精度。
关键词：热轧带钢；测宽仪；
引言热轧带钢宽度是检验带钢质量的一项重要指标，迄今为止，热轧带钢宽度的检测方法也在不断的演变，从人工抽检到在线检测，现在的测宽仪也更为智能化、自动化，能够在热轧带钢的生产线上进行高精度的尺寸在线检测。
1、测宽方法及选择从方法上说，宽度检测主要有机械接触式测宽法、电视测量法、线阵CCD测宽法、激光测宽法等。机械接触式测宽结构上比较复杂，其以光机扫描式测量为主，精度较低；电视测量法比较稳定，且结构相对简化， 但是精度仍然达不到要求；线阵 CCD测宽使探测系统不需要扫描运动部件，机械结构进一步简化，也增加了可靠性；激光测宽利用对称三角反射法的原理，所用主要器件也是CCD，提高了稳定性和精度。随着CCD技术的发展，目前基于CCD的光电测宽仪已应用于热轧带钢生产线，计算机视觉技术等现代信息理论和光电宽度检测技术的结合，进一步推进了热轧带钢光电测宽技术的发展。本文主要介绍了集光、机、电、计算机技术于一体的高科技带钢测宽仪，可实现对带钢传动的实时测宽。
2、带钢测宽仪带钢测宽仪采用双镜筒光电测头测量，双镜筒光电测头是由两组发射镜头和两组接收镜头组成的利用LED洁净光源和CCD成像法进行几何尺寸测量的测头。
带钢测宽仪采用边缘检测法，实现热轧带钢宽度尺寸的在线检测，光电测宽仪分别对带钢的两个边缘尺寸进行检测，加上中间的固定尺寸，通过测宽仪的计算与处理，即可得到热轧带钢的尺寸值。
带钢测宽仪采用520nm波长的光源加上滤光镜片，能有效的滤除杂光，保证测量的精度，另外，将LED灯发出的光通过调节组的调节，使其变成远心平行光源，光源平行度好，从而精确测量得到带钢的边缘尺寸。另外测宽仪采用正压分流冷却防尘技术，并配合各种保护措施，保证带钢测宽仪在热轧带钢现场完成宽度尺寸的在线检测，并检测高温带钢宽度尺寸。
3、影响测量的因素带钢测宽仪是一种光学传感器，因此，测量质量受环境因素的影响：测量窗口不干净；水蒸汽；带钢表面有水或氧化铁皮；带钢有缺陷；条件改变时相应的仪表参数需改变等；其他非环境因素也有可能影响测量质量：
* 测宽仪参数设定(软件设定)。
* 设备故障(测头坏掉，有污渍等)。
* 标定漂移，经过长时间之后，由于振动元件会改变它们原来的位置以及对准。
除此之外，带钢测宽仪必须对准并正确地放置在棍道上，使得被测带钢垂直于测头安装，且带钢在测头的中间位置附近，并需要恰当有计划的维护。
带钢测宽仪在测量精度不准时，可以通过标准量块校准。
如现场环境恶劣，采用高压鼓风机进行吹扫，保证测头的清洁，避免水蒸气、粉尘、氧化铁皮等的干扰。在可在测头有污渍、水汽等时，及时采用柔软布料擦拭（如测头有划痕，则更换测头）。
为了提高带钢测宽仪的环境适应性和性能稳定性，电路系统直接将采集到的原始数据传送至工控机计算。在带钢测宽仪及其安装现场只有一个信号采集电路和一些简单的通讯设施，避免了高温、粉尘和电磁干扰对计算电路的影响，提高了带钢测宽仪对现场环境的适应性。同时，减少了计算电路也等于减少了一个出故障的环节，使得全套设备的运行稳定性大大提高。
除此之外，带钢测宽仪采用多种技术，能实时高精的在线检测热轧带钢的宽度尺寸，保证测宽仪的稳定运行，保证测量宽度的准确性、实时性。
结语带钢测宽仪通过对热轧带钢宽度的实时测量，使工作人员及时调整带钢的生产状态，以保证生产的带钢能满足实际需要。带钢测宽仪电路经调试符合实际应用的需要，目前已经应用到热轧带钢制造的生产线上。现场使用效果表明，带钢测宽仪实现了非接触测量，检测精度髙，处理速度快，运行稳定，可以实现对钢带的实时测量，操作方便，维护简单，为热轧带钢的生产及质量检测带来巨大的便利。
看完本篇文章对热轧带钢的测量你有什么想法或者建议，尽管在文章下方留言或私信小编，有的留言小编这里不显示，无法做到及时回复。小编定竭尽所能与大家交流共享信息和经验。需要测量宽度、长度、厚度、外径的自动测量设备，均可在下方留言。
本文由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写
小编公众号：lanpeng_cekong
热轧钢板分为结构钢、低碳钢、焊瓶钢，接着再根据各种钢材查找你所需要的钢材，再查特定的钢材的密度和成分 。热轧钢板硬度低，加工容易，延展性能好。热轧带钢产品包括钢带(卷)及有其剪切而成的钢板。钢带(卷)可以分为直发卷及精整卷(分卷、平整卷及纵切卷)。
热轧钢板强度相对较低,表面质量差点(有氧化光洁度低)，但塑性好，一般为中厚板、冷轧板、强度高、硬度高、表面光洁度高、一般为薄板，可以作为冲压用板。
冷轧钢板由于有一定程度的加工硬化，韧性低，但能达到较好的屈强比，用来冷弯弹簧片等零件，同时由于屈服点较靠近抗拉强度，所以使用过程中对危险没有预见性，在载荷超过许用载荷时容易发生事故。
1)冷板采用冷扎加工表面无氧化皮，质量好。热轧钢板采用热扎加工表面有氧化皮，板厚有下差。
2)热轧钢板韧性和表面平整性差，价格较低，而冷轧板的伸展性好，有韧性，但是价格较贵。
3)轧制分为冷轧和热轧钢板，以再结晶温度为区分点。
4)冷轧:冷轧一般用于生产带材，其轧速较高。 热轧钢板:热轧的温度与锻造的温度相近。
5)不电镀的热扎钢板表面成黑褐色，不电镀的冷扎板表面是灰色，电镀后可从表面的光滑程度来区分，冷扎板的光滑度高于热扎钢板。
钢板生产中常见的板形缺陷有以下几种形式：边部浪形、中间拱形、中间凹形、两头下扣。具体成因如下：1、边部浪形缺陷边部浪形缺陷常见于薄规格，边部浪形缺陷产生的主要原因是钢板冷却过程中横向冷却不均产生的。层流冷却集管的流量，在横向上一般都是均匀分布的。但钢板冷却过程中，钢板边部冷却较快，中间部分冷却较慢，这种矛盾随冷却水量的加大而更加突出。钢板边部冷却较快，相对于中间部分提前发生相变，体积进入膨胀阶段。而中间部分还未进行相变，体积仍处于收缩阶段，这样钢板边部部分和中间部分之间会存在一定应力，当这种应力增大到或超过钢板抗变形能力的时候，钢板就会出现边部浪形缺陷。2、中间拱形缺陷中间拱形缺陷常见于较厚规格，中间拱形缺陷产生的主要原因是由于厚度方向上的冷却不均产生的。层流冷却上下集管的冷却水量比例一般为1:2-23。当比例较小也就是上集管水量相对较大时，在冷却过程中钢板上表面提前进入相变区，体积发生膨胀，钢板形成拱形，当下表面部分随后相变，体积膨胀时，金属单元受压应力作用，无法消除拱形，最终形成该缺陷。3、中间凹形缺陷中间凹形缺陷的形成机理和中间拱形缺陷的形成机理是一致的。4、两头下扣缺陷两头下扣缺陷常见于相对偏厚规格的控制冷却过程中，两头下扣缺陷产生的主要原因同样是由于厚度方向上的冷却不均产生的，这种缺陷非常容易和中间拱形缺陷同时存在。这种缺陷一般在钢板分切前不易表现出来，而在钢板分切后，由于外区影响减小，纵向方向内应力较大时，则表现出两头下扣。控制板形缺陷主要通过控制钢板的横向和厚度方向冷却的对称性来获得。目前通过采用调整上下冷却水量的比例以保证厚度方向的不均匀性，主要用于调整中间凹拱形缺陷及两头下扣缺陷，一般上下集管水量比例为1:2-25。而为了使横向冷却均匀一般采用边部遮蔽技术或调整横向冷却水量的法，主要用于减少边部浪形缺陷。另外，采用间断式冷却和提高钢的淬透性，都能使冷却更均匀，有利于减少钢板板形缺陷发生
轧钢工艺分为热轧工艺和冷轧工艺，相关设备有加热炉，初轧机，精轧机，开卷机，五机架等。
热轧工艺
从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品，必须到轧钢厂去进行轧制以后，才能成为合格的产品。从炼钢厂送过来的连铸坯，首先是进入加热炉，然后经过初轧机反复轧制之后，进入精轧机。轧钢属于金属压力加工，说简单点，轧钢板就像压面条，经过擀面杖的多次挤压与推进，面就越擀越薄。在热轧生产线上，轧坯加热变软，被辊道送入轧机，最后轧成用户要求的尺寸。轧钢是连续的不间断的作业，钢带在辊道上运行速度快，设备自动化程度高，效率也高。从平炉出来的钢锭也可以成为钢板，但首先要经过加热和初轧开坯才能送到热轧线上进行轧制，工序改用连铸坯就简单多了，一般连铸坯的厚度为150～250mm，先经过除磷到初轧，经辊道进入精轧轧机，精轧机由7架4辊式轧机组成，机前装有测速辊和飞剪，切除板面头部。精轧机的速度可以达到23m/s。热轧成品分为钢卷和锭式板两种，经过热轧后的钢轨厚度一般在几个毫米,如果用户要求钢板更薄的话，还要经过冷轧。
冷轧工艺
与热轧相比，冷轧厂的加工线比较分散，冷轧产品主要有普通冷轧板、涂镀层板也就是镀锡板、镀锌板和彩涂板。经过热轧厂送来的钢卷，先要经过连续三次技术处理，先要用盐酸除去氧化膜，然后才能送到冷轧机组。在冷轧机上，开卷机将钢卷打开，然后将钢带引入五机架连轧机轧成薄带卷。从五机架上出来的还有不同规格的普通钢带卷，它是根据用户多种多样的要求来加工的。冷轧厂生产各种各样不同品质的产品，那飞流直下，似银河落九天的是镀锡板，那银光闪闪的是镀锌板，有红、黄、蓝各种颜色的是彩色涂层钢板。镀锡板是制造罐头和易拉罐的原料，又叫马口铁，以前我国所需要的镀锡板全靠进口，自从武钢镀锡板大量生产后，部分替代了进口货。武钢生产镀锡板采取的是电镀锡工艺，这些镀锡板好像镜子一样，光鉴照人，就像诗人描写的：“轧钢工人巧手绘锦帐，千万面银镜送给心爱的姑娘，你知道不知道，在那爱妻牌洗衣机上，有我们汗水的芬芳”。镀锌板的生产工艺有两种，一种是热镀锌，一种是电镀锌。那貌不惊人包装特别的是硅钢片，它们用在发电设备、机电设备、轻工、食品和家电上。用镀锌板作为基材，在反面涂上各种涂料就成为彩色涂层钢板。由于工艺先进，涂层十分牢固，可以直接用于家电产品和作装饰材料。除了板材以外，轧钢厂也生产长材，如型钢、钢轨、棒材、圆钢和线材，它的生产过程和轧钢原理与板材类似，但是使用的轧辊辊型完全不同。
简述两者的区别： 1、冷轧板表面有一定的光泽度手确摸起来比较光滑，类似于那种用来喝水的很常见的钢水杯。 2、热轧板如未经酸洗处理，则与市场上很多普通钢板的表面相类似，生了锈的表面为红色，没生锈的表面为紫黑色（氧化铁皮）。 冷轧板与热轧板的性能优点在于： (1)精度更高，冷轧带钢厚度差不超过001~003mm。 (2)尺寸更薄，冷轧最薄可轧制0001mm的钢带；热轧现在最薄可达到078mm。 (3)表面质量更优越，冷轧钢板甚至可以生产出镜面表面；而热轧板的表面则有氧化铁皮，麻点等缺陷。 (4)冷轧板可以根据用户要求调整其办学性能如抗拉强度和工艺性能如冲压性能等。 冷轧和热轧是两种不同的轧钢技术，顾名思义，冷轧就是在钢在常温情况下进行扎制，这种钢的硬度大。热轧就是钢在高温情况下扎制详述 热轧板硬度低，加工容易，延展性能好。 冷轧板硬度高，加工相对困难些，但是不易变形，强度较高。 热轧板强度相对较低，表面质量差点(有氧化、光洁度低)，但塑性好，一般为中厚板，冷轧板:强度高、硬度高表面光洁度高，一般为薄板，可以作为冲压用板。 热轧钢板，机械性能远不及冷加工，也次于锻造加工，但有较好的韧性和延展性。 冷轧钢板由于有一定程度的加工硬化，韧性低，但能达到较好的屈强比，用来冷弯弹簧片等零件，同时由于屈服点较靠近抗拉强度，所以使用过程中对危险没有预见性，在载荷超过许用载荷时容易发生事故。 从定义上来说，钢锭或钢坯在常温下很难变形，不易加工，一般加热到1100～1250℃进行轧制，这种轧制工艺叫热轧。大部分钢材都用热轧方法轧制。但是因为在高温下钢的表面容易生成氧化铁皮，使热轧钢材表面粗糙，尺寸波动较大，所以要求表面光洁、尺寸精确、力学性能好的钢材，以热轧半成品或成品为原料再用冷轧方法生产。 在常温下轧制，一般理解为冷轧，从金属学的观点看，冷轧与热轧的界限应以再结晶温度来区分。即低于再结晶温度的轧制为冷轧，高于再结晶温度的轧制为热轧。钢的再结晶温度为450～600℃。 热轧，顾名思义，轧件的温度高，因此变形抗力小，可以实现大的变形量。以钢板的轧制为例，一般连铸坯厚度在230mm左右，而经过粗轧和精轧，最终厚度为1~20mm。同时，由于钢板的宽厚比小，尺寸精度要求相对低，不容易出现板形问题，以控制凸度为主。对于组织有要求的，一般通过控轧控冷来实现，即控制精轧的开轧温度、终轧温度和卷曲温度来控制带钢的微观组织和机械性能。冷轧，一般在开轧前是没有加热工序的。但是，由于带钢厚度小，很容易出现板形问题。而且，冷轧后为成品，因此，为了控制带钢的尺寸精度和表面质量，采用了很多很繁琐的工艺。冷轧的生产线长，设备多，工艺复杂。随着用户对带钢尺寸精度、板形和表面质量要求的提高，冷轧机组的控制模型、L1和L2系统、板形控制手段相对热轧要多。而且，轧辊和带钢的温度也是其中一项比较重要的控制指标。 冷轧产品和热轧产品薄板行来来说，是上道工序和下道工序的区别，热轧产品是冷轧产品的原料，冷轧将经酸洗处理的热轧钢卷上机使用辊式轧机，轧制，都是冷加工成型，主要是将厚规格的热轧板轧制成薄规格的冷轧板，通常如30mm的热轧板上机轧制可生产出03-07mm的冷轧卷，主要原理是利用挤压原理强行变形。 >
