一种层流冷却温度监控方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种层流冷却温度监控方法，步骤如下：1）温度模块和相变模块接受初始数值；2）位置判断模块和阀门控制模块工作；3）温度模块和相变模块开始初始计算；4）温度模块和相变模块耦合计算；5）输出终冷温度和带钢相变成分。本发明还公开了一种层流冷却温度监控装置，包括PLC，PLC包括温度模块、相变模块、位置判断模块和阀门控制模块，温度模块信号输入输出端与相变模块信号输入输出端相连，位置判断模块和阀门控制模块信号输出端与温度模块信号输入端相连。本发明监控精度高、速度快、能同时掌握带钢的温度变化和相变成分变化、为后续工序提供性能更优异的板材、既节约时间又降低了成本，可以广泛应用于冶金热轧工艺。
【专利说明】一种层流冷却温度监控方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金行业热轧工艺，特别是涉及一种层流冷却温度监控方法及装置。【背景技术】
[0002]钢铁工业是支持国民经济发展的重要支柱产业，现代钢铁工业的发展水平是一个国家技术进步和综合国力的重要体现。近年来，随着社会的发展与进步，对低合金、高强度、高韧性并具有良好焊接性能钢材的需求日增,相关行业对钢材品种及性能的要求也越来越高，如何提高钢材质量和组织力学性能成为冶金行业普遍面临的课题。
[0003]对于热轧带钢而言，其性能不仅取决于热轧工艺，也受到轧制之后控制冷却技术的影响。其中，热轧带钢卷取温度对带钢的金相组织影响很大，是决定成品带钢加工性能、力学性能和物理性能的重要指标。当实际卷取温度超出允许范围时，带钢的组织性能就大幅度下降:过高的卷取温度会使带钢在卷取后再结晶，产生粗晶组织及碳化物积累，导致力学性能下降；过低的卷取温度会使带钢卷取困难且容易松卷，并存在残余应力，同时卷取后缺乏多余温度使过饱和的碳化物析出，这也会影响到成品钢卷的整体性能。所以，如何保证热轧带钢卷取温度稳定在目标值范围内是长久以来热连轧领域的关注重点。而卷取温度能否控制在目标范围内，则有赖于对精轧后对热带钢冷却工艺的控制。可以说，热轧之后水冷系统的控制水平很大程度上决定了钢板卷取温度的控制精度，而水冷控制水平的提高受限于精确的层流冷却监控手段，这也是现有的热轧带钢生产工艺一直以来力求突破但始终未能很好解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种层流冷却温度监控方法及装置，使其具有监控精度高、速度快、能同时掌握带钢的温度变化和相变成分变化、为后续工序提供性能更优异的板材、既节约时间又降低了成本的特点。
[0005]本发明提供的一种层流冷却温度监控方法，包括如下步骤:1)温度模块接收来自热轧工序的带钢初始温度、带钢宽度和厚度参数，同时，相变模块接收来自热轧工序的带钢初始温度和元素含量参数；2)所述位置判断模块开始计算带钢在冷却系统中的实时位置，并将实时位置参数同步传送给温度模块；当带钢运行到冷却水阀门位置时，所述阀门控制模块开启冷却水阀门并控制冷却水流量，并将涉及开启冷却水阀门和控制冷却水流量的参数传输给温度模块；3)所述相变模块根据带钢初始温度和元素含量参数计算带钢在冷却系统中运行时因相变潜热产生的初始热量值，并实时传送给温度模块；所述温度模块根据带钢初始温度、初始热量值、实时位置参数以及阀门控制模块传输过来开启冷却水阀门和控制冷却水流量的参数进行耦合计算得到首次实时温度值，并将首次实时温度值传输给相变模块，相变模块得到首次实时温度值后，耦合计算出首次实时温度值下相变反应产生的首次实时热量值，并将首次实时热量值再次传输给温度模块，随后温度模块将首次实时温度值、首次实时热量值、实时位置参数以及阀门控制模块传输过来的冷却水开启和水量控制参数进行耦合计算得到常规实时温度值，并将该常规实时温度值再次传送给相变模块；4)所述相变模块由该常规实时温度值计算出常规实时热量值并传送给温度模块，所述温度模块将该常规实时温度值与常规实时热量值、实时位置参数以及阀门控制模块传输过来的冷却水开启和水量控制参数进行耦合计算得到下一个常规实时温度值并传给相变模块，相变模块得到温度模块计算出的下一个常规实时温度值并据此计算出下一个常规实时热量值，然后再传给温度模块，当带钢离开冷却水阀门位置时，温度模块接收阀门控制模块传输过来的冷却水关闭参数，并将这一参数代入常规实时温度值的耦合计算中，如此往复；5)所述温度模块最终计算得到并输出带钢离开冷却系统后的终冷温度，所述相变模块据此查询数据库中与带钢的终冷温度相对应的带钢相变成分并作为最终结果输出。
[0006]在上述技术方案中，所述温度模块包括热辐射子模块、水对流热交换子模块、空气对流子模块和热传导子模块，当带钢在冷却系统中运动时，所述热辐射子模块根据实时位置参数计算因热辐射散热方式导致的带钢温降值，所述水对流热交换子模块根据实时位置参数以及阀门控制模块传输过来开启冷却水阀门和控制冷却水流量的参数计算因水对流热交换散热方式导致的带钢温降值，所述空气对流子模块根据实时位置参数计算因空气对流散热方式导致的带钢温降值，所述热传导子模块根据实时位置参数计算因热传导散热方式导致的带钢温降值，所述温度模块再将热辐射子模块、水对流热交换子模块、空气对流子模块和热传导子模块各自计算的带钢温降值分别进行叠加，最后再将叠加值与相变模块传输过来的相变热量进行耦合计算后得到带钢实时温度值。
[0007]在上述技术方案中，所述带钢的初始温度为800?900°C，所述带钢的终冷温度为500 ?650。。。
[0008]在上述技术方案中，所述带钢的最终相变成分及重量百分比为:铁素体:60?90%，珠光体:10?30%，贝氏体:0?20%。
[0009]在上述技术方案中，所述带钢宽度参数为1688?1888mm，带钢厚度参数为5?20mmo
[0010]本发明提供的一种层流冷却温度监控装置，包括PLC，所述PLC包括温度模块、相变模块、位置判断模块和阀门控制模块，所述温度模块的信号输入输出端与相变模块的信号输入输出端相连，所述位置判断模块和阀门控制模块的信号输出端与温度模块的信号输入端相连，其中，所述温度模块:接收来自热轧工序的带钢初始温度、带钢宽度和厚度参数；接受带钢初始温度下相变模块计算出的带钢因相变潜热产生的初始热量值；时刻接受位置判断模块传输过来的带钢在冷却系统中的实时位置参数；当带钢运行到冷却水阀门位置时，温度模块接收阀门控制模块传输过来的冷却水开启和水量控制参数；通过以上参数计算带钢因散热及相变潜热而产生的首次实时温度值，并将首次实时温度值传输给相变模块，随后得到相变模块因首次实时温度值下相变反应计算出的首次实时热量值，并将首次实时温度值、首次实时热量值、实时位置参数以及阀门控制模块传输过来的冷却水开启和水量控制参数进行耦合计算得到常规实时温度值，将该常规实时温度值再次传送给相变模块，并得到该常规实时温度值下相变模块计算出的常规实时热量值，将该常规实时温度值与常规实时热量值、实时位置参数以及阀门控制模块传输过来的冷却水开启和水量控制参数进行耦合计算得到下一个常规实时温度值并传给相变模块，并得到相变模块据此得到的下一个常规实时热量值，当带钢离开冷却水阀门位置时，温度模块接收阀门控制模块传输过来的冷却水关闭参数，并将这一参数代入常规实时温度值的耦合计算中，如此往复，最终计算得到并输出带钢离开冷却系统后的终冷温度；所述相变模块:接收来自热轧工序的带钢初始温度和元素含量参数，根据上述参数计算带钢因相变潜热产生的初始热量值，随后将初始热量值传送给温度模块，接着接受温度模块传过来的首次实时温度值并进行耦合计算，得到首次实时温度值下带钢因相变潜热产生的首次实时热量值，并将首次实时热量值再次传输给温度模块，随后得到温度模块计算出的常规实时温度值，计算出该常规实时温度值下带钢因相变潜热产生的常规实时热量值并传送给温度模块，再次得到温度模块计算出的下一个常规实时温度值并据此计算出下一个常规实时热量值，如此往复，最后得到温度模块计算出的带钢离开冷却系统后的终冷温度，据此查询数据库中与带钢的终冷温度相对应的带钢相变成分并作为最终结果输出；所述位置判断模块:用于计算带钢在冷却系统中的实时位置，并将实时位置参数传送给温度模块；所述阀门控制模块:当带钢运行到冷却水阀门位置时，开启冷却水阀门并控制冷却水流量；当带钢离开冷却水阀门位置时，关闭冷却水阀门；将以上参数传输给温度模块。
[0011]在上述技术方案中,所述温度模块包括热辐射子模块、水对流热交换子模块、空气对流子模块和热传导子模块，其中，所述热辐射子模块用于计算因热辐射散热方式导致的带钢温降值；所述水对流热交换子模块用于计算因水对流热交换散热方式导致的带钢温降值；所述空气对流子模块用于计算因空气对流散热方式导致的带钢温降值；所述热传导子模块用于计算因热传导散热方式导致的带钢温降值。
[0012]在上述技术方案中，所述带钢的初始温度为800?900°C，所述带钢的终冷温度为500 ?650。。。
[0013]在上述技术方案中，所述带钢的最终相变成分及重量百分比为:铁素体:60?90%，珠光体:10?30%，贝氏体:0?20%。
[0014]在上述技术方案中，所述带钢宽度参数为1688?1888mm，带钢厚度参数为5?20mmo
[0015]本发明层流冷却温度监控方法及装置，具有以下有益效果:在层流冷却实际生产之前，将实际的生产数据输入到本发明中进行计算，得到的计算结果与实际结果高度吻合。同时，充分利用层流冷却的特点，将温度变化值与相变热量值耦合计算，既可以将相变潜热的过程实时加入到带钢温度的计算中，精确计算出带钢在层流冷却过程中不同时间与空间内的温度变化，又可以计算出带钢相变成分，及时准确地掌握层流冷却结束后带钢成分的变化，从而为后续工序提供性能更优异的板材。既指导了实际生产，又可用于新钢种的开发与设计，既节约了开发时间，又降低了开发成本，取得了良好的经济和社会效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明层流冷却温度监控方法的工作原理及层流冷却温度监控装置的各部分结构关系示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。[0018]参见图1，本发明层流冷却温度监测方法，包括如下步骤:
[0019]I)温度模块11接收来自热轧工序的带钢(图中未示出)初始温度、带钢宽度和厚度参数，同时，相变模块12接收来自热轧工序的带钢初始温度和元素含量参数。
[0020]2)位置判断模块13开始计算带钢在冷却系统(图中未示出)中的实时位置，并将实时位置参数同步传送给温度模块11 ;当带钢运行到冷却水阀门位置时，阀门控制模块14开启冷却水阀门并控制冷却水流量，并将涉及开启冷却水阀门和控制冷却水流量的参数传输给温度模块11。
[0021]3)所述相变模块12根据带钢初始温度和元素含量参数计算带钢在冷却系统中运行时因相变潜热产生的初始热量值，并实时传送给温度模块11 ;所述温度模块11根据带钢初始温度、初始热量值、实时位置参数以及阀门控制模块14传输过来开启冷却水阀门和控制冷却水流量的参数进行耦合计算得到首次实时温度值，并将首次实时温度值传输给相变模块12，相变模块12得到首次实时温度值后，耦合计算出首次实时温度值下相变反应产生的首次实时热量值，并将首次实时热量值再次传输给温度模块11，随后温度模块11将首次实时温度值、首次实时热量值、实时位置参数以及阀门控制模块14传输过来的冷却水开启和水量控制参数进行耦合计算得到常规实时温度值，并将该常规实时温度值再次传送给相变模块12。
[0022]4)所述相变模块12由该常规实时温度值计算出常规实时热量值并传送给温度模块11，所述温度模块11将该常规实时温度值与常规实时热量值、实时位置参数以及阀门控制模块14传输过来的冷却水开启和水量控制参数进行耦合计算得到下一个常规实时温度值并传给相变模块12，相变模块12得到温度模块11计算出的下一个常规实时温度值并据此计算出下一个常规实时热量值，然后再传给温度模块11，当带钢离开冷却水阀门位置时，温度模块11接收阀门控制模块14传输过来的冷却水关闭参数，并将这一参数代入常规实时温度值的耦合计算中，如此往复；其中，所述温度模块11包括热辐射子模块111、水对流热交换子模块112、空气对流子模块113和热传导子模块114，当带钢在冷却系统中运动时，所述热辐射子模块111根据实时位置参数计算因热辐射散热方式导致的带钢温降值，所述水对流热交换子模块112根据实时位置参数以及阀门控制模块14传输过来开启冷却水阀门和控制冷却水流量的参数计算因水对流热交换散热方式导致的带钢温降值，所述空气对流子模块113根据实时位置参数计算因空气对流散热方式导致的带钢温降值，所述热传导子模块114根据实时位置参数计算因热传导散热方式导致的带钢温降值，所述温度模块11再将热辐射子模块111、水对流热交换子模块112、空气对流子模块113和热传导子模块114各自计算的带钢温降值分别进行叠加，最后再将叠加值与相变模块12传输过来的相变热量进行耦合计算后得到带钢实时温度值。
[0023]5)所述温度模块11最终计算得到并输出带钢离开冷却系统后的终冷温度，所述相变模块12据此查询数据库中与带钢的终冷温度相对应的带钢相变成分并作为最终结果输出。
[0024]本发明层流冷却温度监控装置，包括PLCl，所述PLCl包括温度模块11、相变模块12、位置判断模块13和阀门控制模块14，所述温度模块11的信号输入输出端与相变模块12的信号输入输出端相连，所述位置判断模块13和阀门控制模块14的信号输出端与温度模块11的信号输入端相连。[0025]其中，所述温度模块11:接收来自热轧工序的带钢初始温度、带钢宽度和厚度参数，其中，所述带钢的初始温度控制在800?900°C，带钢宽度在1688?1888mm范围内，带钢厚度在5?20mm范围内，由带钢的长度、宽度和厚度可以算出带钢的散热面积，利于准确把握带钢在冷却系统中的温降值，因为多块带钢的长度值可以依次叠加，看成是一块带钢，相对于宽度和厚度，带钢长度值比较稳定，所以层流冷却温度监控装置只需要输入带钢的宽度值和厚度值；接受带钢初始温度下相变模块12计算出的带钢因相变潜热产生的初始热量值；时刻接受位置判断模块13传输过来的带钢在冷却系统中的实时位置参数；当带钢运行到冷却水阀门位置时，温度模块11接收阀门控制模块14传输过来的冷却水开启和水量控制参数；通过以上参数计算带钢因散热及相变潜热而产生的首次实时温度值，并将首次实时温度值传输给相变模块12，随后得到相变模块12因首次实时温度值下相变反应计算出的首次实时热量值，并将首次实时温度值、首次实时热量值、实时位置参数以及阀门控制模块14传输过来的冷却水开启和水量控制参数进行耦合计算得到常规实时温度值，将该常规实时温度值再次传送给相变模块12，并得到该常规实时温度值下相变模块12计算出的常规实时热量值，将该常规实时温度值与常规实时热量值、实时位置参数以及阀门控制模块14传输过来的冷却水开启和水量控制参数进行耦合计算得到下一个常规实时温度值并传给相变模块12，并得到相变模块12据此得到的下一个常规实时热量值，当带钢离开冷却水阀门位置时，温度模块11接收阀门控制模块14传输过来的冷却水关闭参数，并将这一参数代入常规实时温度值的耦合计算中，如此往复，最终计算得到并输出带钢离开冷却系统后的终冷温度，所述带钢终冷温度控制在500?650°C。所述温度模块11包括热辐射子模块111、水对流热交换子模块112、空气对流子模块113和热传导子模块114，其中，所述热辐射子模块111用于计算因热辐射散热方式导致的带钢温降值；所述水对流热交换子模块112用于计算因水对流热交换散热方式导致的带钢温降值；所述空气对流子模块113用于计算因空气对流散热方式导致的带钢温降值；所述热传导子模块114用于计算因热传导散热方式导致的带钢温降值。
[0026]所述相变模块12:接收来自热轧工序的带钢初始温度和元素含量参数，根据上述参数计算带钢因相变潜热产生的初始热量值，随后将初始热量值传送给温度模块11，接着接受温度模块11传过来的首次实时温度值并进行耦合计算，得到首次实时温度值下带钢因相变潜热产生的首次实时热量值，并将首次实时热量值再次传输给温度模块11，随后得到温度模块11计算出的常规实时温度值，计算出该常规实时温度值下带钢因相变潜热产生的常规实时热量值并传送给温度模块11，再次得到温度模块11计算出的下一个常规实时温度值并据此计算出下一个常规实时热量值，如此往复，最后得到温度模块11计算出的带钢离开冷却系统后的终冷温度，据此查询数据库中与带钢的终冷温度相对应的带钢相变成分并作为最终结果输出，所述带钢的最终相变成分及重量百分比为:铁素体:60?90%，珠光体:10?30%，贝氏体:0?20%，其中，在冷却的过程中，带钢的金相结构会产生奥氏体，当然，冷却结束时奥氏体已全部转化为其他金相结构。
[0027]所述位置判断模块13:用于计算带钢在冷却系统中的实时位置，并将实时位置参数传送给温度模块11。
[0028]所述阀门控制模块14:当带钢运行到冷却水阀门位置时，开启冷却水阀门并控制冷却水流量；当带钢离开冷却水阀门位置时，关闭冷却水阀门；将以上参数传输给温度模块11。
[0029]本发明基于美国MathWorks公司出品的MATLAB软件开发而成，当然，也不限于MATLAB软件，也可基于其他软件工具开发而成。本发明适用于各种碳锰钢，对微量元素不多的碳锰钢效果尤甚，以武汉钢铁集团热轧生产线的三种碳锰钢为例:
[0030]一、型号为Q235B的钢种:初始温度为860°C，宽1688mm ;厚7.88mm ;其元素含量为:C:0.172%、Si:0.176%、Mn:0.471%、Cr:0.015%、Cu:0.038%、N1:0.012%、Al:0.014% ；其最终相变成分及重量百分比为:铁素体:71%，珠光体:16%，贝氏体:13% ;终冷温度为583。。。
[0031]二、型号为WLZN的钢种:初始温度为880°C，宽1688mm;厚9.88mm;其元素含量为:C:0.054%、S1:0.011%、Mn:0.258%、Cu:0.021%、:N1:0.008%、Al:0.036% ;其最终相变成分及重量百分比为:铁素体:67%，珠光体:27%，贝氏体:6% ;终冷温度为608°C。
[0032]三、型号为P3A2的钢种:初始温度为860°C，宽1888mm ;厚11.45mm ;其元素含量为:C:0.04%、Si:0.01%、Mn:0.226%、Cr:0.012%、Cu:0.054%、N1:0.012%、Al:0.044% ;其最终相变成分及重量百分比为:铁素体:65%，珠光体:22%，贝氏体:13% ;终冷温度为526°C。
[0033]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
[0034]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【权利要求】
1.一种层流冷却温度监控方法，其特征在于:包括如下步骤: 1)温度模块(11)接收来自热轧工序的带钢初始温度、带钢宽度和厚度参数，同时，相变模块(12)接收来自热轧工序的带钢初始温度和元素含量参数； 2)位置判断模块(13)开始计算带钢在冷却系统中的实时位置，并将实时位置参数同步传送给温度模块(11);当带钢运行到冷却水阀门位置时，阀门控制模块(14)开启冷却水阀门并控制冷却水流量，并将涉及开启冷却水阀门和控制冷却水流量的参数传输给温度模块(11)； 3)所述相变模块(12)根据带钢初始温度和元素含量参数计算带钢在冷却系统中运行时因相变潜热产生的初始热量值，并实时传送给温度模块(11);所述温度模块(11)根据带钢初始温度、初始热量值、实时位置参数以及阀门控制模块(14)传输过来开启冷却水阀门和控制冷却水流量的参数进行耦合计算得到首次实时温度值，并将首次实时温度值传输给相变模块(12)，相变模块(12)得到首次实时温度值后，耦合计算出首次实时温度值下相变反应产生的首次实时热量值，并将首次实时热量值再次传输给温度模块(11)，随后温度模块(11)将首次实时温度值、首次实时热量值、实时位置参数以及阀门控制模块(14)传输过来的冷却水开启和水量控制参数进行耦合计算得到常规实时温度值，并将该常规实时温度值再次传送给相变模块(12)； 4)所述相变模块(12)由该常规实时温度值计算出常规实时热量值并传送给温度模块(11)，所述温度模块(11)将该常规实时温度值与常规实时热量值、实时位置参数以及阀门控制模块(14)传输过来的冷却水开启和水量控制参数进行耦合计算得到下一个常规实时温度值并传给相变模块(12)，相变模块(12)得到温度模块(11)计算出的下一个常规实时温度值并据此计算出下一个常规实时热量值，然后再传给温度模块(11)，当带钢离开冷却水阀门位置时，温度模块(11)接收阀门控制模块(14)传输过来的冷却水关闭参数，并将这一参数代入常规实时温度值的耦合计算中，如此往复； 5)所述温度模块(11)最终计算得到并输出带钢离开冷却系统后的终冷温度，所述相变模块(12)据此查询数据库中与带钢的终冷温度相对应的带钢相变成分并作为最终结果输出。
2.根据权利要求1所述的层流冷却温度监控方法，其特征在于:所述温度模块(11)包括热辐射子模块(111 )、水对流热交换子模块(112 )、空气对流子模块(113)和热传导子模块(114)，当带钢在冷却系统中运动时，所述热辐射子模块(111)根据实时位置参数计算因热辐射散热方式导致的带钢温降值，所述水对流热交换子模块(112)根据实时位置参数以及阀门控制模块(14)传输过来开启冷却水阀门和控制冷却水流量的参数计算因水对流热交换散热方式导致的带钢温降值，所述空气对流子模块(113)根据实时位置参数计算因空气对流散热方式导致的带钢温降值，所述热传导子模块(114)根据实时位置参数计算因热传导散热方式导致的带钢温降值，所述温度模块(11)再将热辐射子模块(111)、水对流热交换子模块(112)、空气对流子模块(113)和热传导子模块(114)各自计算的带钢温降值分别进行叠加，最后再将叠加值与相变模块(12)传输过来的相变热量进行耦合计算后得到带钢实时温度值。
3.根据权利要求1或2所述的层流冷却温度监控方法，其特征在于:所述带钢的初始温度为800~900°C，所述带 钢的终冷温度为500~650°C。
4.根据权利要求1或2所述的层流冷却温度监控方法，其特征在于:所述带钢的最终相变成分及重量百分比为:铁素体:60~90%，珠光体:10~30%，贝氏体:0~20%。
5.根据权利要求1或2所述的层流冷却温度监控方法，其特征在于:所述带钢宽度参数为1688~1888mm，带钢厚度参数为5~20mm。
6.一种层流冷却温度监控装置，包括PLC (I )，其特征在于:所述PLC (I)包括温度模块(11)、相变模块(12 )、位置判断模块(13 )和阀门控制模块(14 )，所述温度模块(11)的信号输入输出端与相变模块(12)的信号输入输出端相连，所述位置判断模块(13)和阀门控制模块(14)的信号输出端与温度模块(11)的信号输入端相连，其中， 所述温度模块(11):接收来自热轧工序的带钢初始温度、带钢宽度和厚度参数；接受带钢初始温度下相变模块(12)计算出的带钢因相变潜热产生的初始热量值；时刻接受位置判断模块(13)传输过来的带钢在冷却系统中的实时位置参数；当带钢运行到冷却水阀门位置时，温度模块(11)接收阀门控制模块(14)传输过来的冷却水开启和水量控制参数；通过以上参数计算带钢因散热及相变潜热而产生的首次实时温度值，并将首次实时温度值传输给相变模块(12)，随后得到相变模块(12)因首次实时温度值下相变反应计算出的首次实时热量值，并将首次实时温度值、首次实时热量值、实时位置参数以及阀门控制模块(14)传输过来的冷却水开启和水量控制参数进行耦合计算得到常规实时温度值，将该常规实时温度值再次传送给相变模块(12)，并得到该常规实时温度值下相变模块(12)计算出的常规实时热量值，将该常规实时温度值与常规实时热量值、实时位置参数以及阀门控制模块(14)传输过来的冷却水开启和水量控制参数进行耦合计算得到下一个常规实时温度值并传给相变模块(12)，并得到相变模块(12)据此得到的下一个常规实时热量值，当带钢离开冷却水阀门位置时，温度模块(11)接收阀门控制模块(14)传输过来的冷却水关闭参数，并将这一参数代入常规实时温度值的耦合计算中，如此往复，最终计算得到并输出带钢离开冷却系统后的终冷温度； 所述相变模块(12):接收来自热轧工`序的带钢初始温度和元素含量参数，根据上述参数计算带钢因相变潜热产生的初始热量值，随后将初始热量值传送给温度模块(11)，接着接受温度模块(11)传过来的首次实时温度值并进行耦合计算，得到首次实时温度值下带钢因相变潜热产生的首次实时热量值，并将首次实时热量值再次传输给温度模块(11)，随后得到温度模块(11)计算出的常规实时温度值，计算出该常规实时温度值下带钢因相变潜热产生的常规实时热量值并传送给温度模块(11)，再次得到温度模块(11)计算出的下一个常规实时温度值并据此计算出下一个常规实时热量值，如此往复，最后得到温度模块(11)计算出的带钢离开冷却系统后的终冷温度，据此查询数据库中与带钢的终冷温度相对应的带钢相变成分并作为最终结果输出； 所述位置判断模块(13):用于计算带钢在冷却系统中的实时位置，并将实时位置参数传送给温度模块(11); 所述阀门控制模块(14):当带钢运行到冷却水阀门位置时，开启冷却水阀门并控制冷却水流量；当带钢离开冷却水阀门位置时，关闭冷却水阀门；将以上参数传输给温度模块(11)。
7.根据权利要求6所述的层流冷却温度监控装置，其特征在于:所述温度模块(11)包括热辐射子模块(111 )、水对流热交换子模块(112 )、空气对流子模块(113)和热传导子模块(114)，其中， 所述热辐射子模块(111)用于计算因热辐射散热方式导致的带钢温降值； 所述水对流热交换子模块(112)用于计算因水对流热交换散热方式导致的带钢温降值； 所述空气对流子模块(113)用于计算因空气对流散热方式导致的带钢温降值； 所述热传导子模块(114)用于计算因热传导散热方式导致的带钢温降值。
8.根据权利要求6或7所述的层流冷却温度监控装置，其特征在于:所述带钢的初始温度为800~900°C，所述带钢的终冷温度为500~650°C。
9.根据权利要求6或7所述的层流冷却温度监控装置，其特征在于:所述带钢的最终相变成分及重量百分比为:铁素体:60~90%，珠光体:10~30%，贝氏体:0~20%。
10.根据权利要求6或7所述的层流冷却温度监控装置，其特征在于:所述带钢宽度参数为1688~1888mm，带钢厚度参数为5~20mm。
【文档编号】B21B37/74GK103611735SQ201310666845
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】王聪, 曾义斌, 周一中, 杨杰, 黄为民, 谢华, 张弘, 郭宏丽, 夏孔超, 张鹏武, 张扬, 周正军, 戴鹏, 李曦, 李双宏, 秦强, 王俊 申请人:武汉钢铁(集团)公司, 华中科技大学