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热连轧层流冷却系统简介

2021-04-11 00:00:00
云上高博会 https://heec.cahe.edu.cn
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所属领域:
资源与环境
项目成果/简介:

卷取温度控制系统是热连轧系统的重要组成部分,直接关系到最终产品质量,特别是带钢的组织结构和力学性能的好坏,进而影响其产品在市场上的竞争力。

  层冷控制系统由L2过程控制系统和L1基础自动化控制体统组成。L2级系统完成数学模型计算、自适应控制、动态设定、冷却策略的选择和冷却速率控制等功能;L1级系统完成头尾跟踪、故障阀设定、开关阀控制和头尾微冷控制等功能。

 工作模式有三种:全自动模式、手动模式、测试模式。

      控制冷却系统设备:上高密度集管、下高密度集管、集管控制阀组、倾翻机构和阀组、车间高位水箱、高压侧喷装置、压缩空气吹扫装置等组成。

层流冷却下带钢的传热过程十分复杂。首先,整个冷却过程中温降大,钢板的对流换热系数及其热物性参数必然随温度产生显著的变化。其次,高温钢板的层流冷却,较其他冷却方式更为复杂。高密度管层流喷出的水流在一定压力下冲击到钢板表面,在冲击区钢板表面不形成水蒸气膜,因此,产生强烈冷却效果。沿钢板长度方向,在近冲击区一定范围内,冷却水呈层流区,在较远处呈紊流区,在层流区和紊流区之间形成过渡区。在垂直板面方向,除了水流冲击区以外的其它区域,从板面向上,同样出现层流区、过渡区和紊流区。因此,就整体层流冷却来看,经历了膜态沸腾、过渡沸腾和核沸腾冷却阶段,钢板传热过程是非稳态的。

根据层流冷却实际生产工艺情况,应用传热学原理,对带钢在时间和厚度方向差分,建立有限差分模型,计算带钢在整个冷却区的开阀和关阀状况,确定带钢在每个集管下是空冷还是水冷,从而控制带钢在冷却区的温度。由于模型的建立是基于机理性的,所以模型计算具有比较高的精度,包括:预设定模型、动态设定模型、钢种物性参数模型,包括导热系数和比热容计算模型、水冷时对流换热系数计算模型、自适应模型等。

根据不同钢种的工艺要求,系统提供多种冷却方式供选择,包括:全长冷却、头部不冷、尾部不冷、前向冷却、后向冷却、头部微冷、尾部微冷、稀疏冷却、非对称冷却等。

该系统已经成功稳定的应用在日钢1580热连轧生产线并取得了的很好的控制效果,还将应用于武钢1700mm热连轧、西南不锈1450mm热连轧、重钢1780mm热连轧等多条生产线。

该项目适用于所有的新建和欲改造的板带轧机的层流冷却设备。同时,通过技术集成和转移,可为轧钢技术装备国产化作出较大贡献。

项目阶段:
试用
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