一种热连轧精轧入口温度预报方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于乳钢自动控制技术领域，具体涉及一种热连乳精乳入口温度预报方 法。
【背景技术】
[0002]在热带乳制过程中，精乳机入口的温度准确预报是实现热连乳过程控制的重要前 提。精乳入口温度的预报精度直接影响变形抗力模型的预报精度，进一步影响到乳制力模 型和弹跳模型的预报，对成品厚度控制起着决定性的影响。
[0003]由于在乳件由粗乳与精乳入口之间的辊道运输过程中会产生氧化铁皮，会直接影 响到精乳入口测温仪对乳件表面温度的测量精度;而使用热电偶对运行中的乳件进行温度 测量也难以实现；同时由于受运输辊道的影响，乳件上下表面在进行辐射换热的同时，乳件 的下表面会与运输辊道之间发生热传导；同时由于辊道辊的影响，乳件上下表面的对流换 热系数也不相同，导致乳件上下表面温降不同，在实际生产过程中单纯使用上表面温度计 算平均温度的方法存在一定的误差。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明提供一种热连乳精乳入口温度预报方法。
[0005] 本发明的技术方案是：
[0006] -种热连乳精乳入口温度预报方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤1:获取中间运输辊道参数和粗乳过程控制系统发送的roi数据；
[0008] 步骤2:获取粗乳出口实测乳件表面温度平均值和粗乳出口实测乳件厚度平均值；
[0009] 步骤3:分别计算粗乳末机架的乳辊线速度和粗乳末道次前滑值，进而求得乳件的 实际运行速度、乳件在中间运输辊道上运行的总时间；
[0010] 步骤4:分别计算乳件经过通过投用保温罩内的时间、乳件在保温罩外经历的时 间、乳件下表面与中间运输辊道接触的时间和乳件下表面与外界环境接触的时间；
[0011] 步骤5:根据乳件在中间运输辊道上运行过程中的换热情况，计算乳件上表面总温 降和乳件下表面总温降，进而求得到达精乳入口时乳件上表面温度和上表面温度；
[0012]步骤6:计算车L件到达热连车L精车L入口时的温度。
[0013] 所述粗乳出口实测乳件表面温度平均值为满足设定粗乳出口温度范围的采样点 的温度平均值。
[0014] 所述粗乳出口实测乳件厚度平均值为满足设定粗乳出口厚度范围的采样点的厚 度平均值。
[0015] 所述乳件上表面总温降为乳件在投用保温罩内通过时的上表面热辐射温降、乳件 在投用保温罩外通过时的上表面热辐射温降、乳件上表面的对流温降之和；
[0016] 所述乳件下表面总温降为乳件在投用保温罩内通过时的下表面热辐射温降、乳件 在投用保温罩外通过时的下表面热辐射温降、乳件下表面的对流温降、乳件下表面的热传 导温降之和。
[0017] 有益效果：
[0018] 本发明根据乳件在中间运输辊道上运行过程中的换热情况，通过边界条件分析分 别计算得到了乳件上下表面的温度，根据两个温度计算乳件平均温度，准确计算得到乳件 在精乳入口温度，能够替代精乳入口高温计的测量功能，在精乳入口高温计故障时，能够通 过粗乳出口高温计测量得到的表面温度及保温罩的投用情况、乳件的厚度以及运行速度准 确得到精乳入口的乳件温度；同时有效地解决了由于乳件表面氧化铁皮存在情况下，精乳 入口温度测量不准确的问题，有效的提高精乳入口温度的预报精度，为高精度的成品厚度 的控制准备了良好条件。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明【具体实施方式】的热连乳现场设备布置示意图；
[0020]图2是本发明【具体实施方式】的中间运输辊道辊的参数示意图；
[0021 ]图3是本发明【具体实施方式】的乳件换热方式示意图；
[0022] 图4是本发明【具体实施方式】的上下表面对流换热系数随表面温度的变化示意图；
[0023] 图5是本发明【具体实施方式】的精乳入口温度计算流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细说明。
[0025] 本实施方式中热连乳现场设备布置如图1所示:乳件⑥经过粗乳机末机架①后，进 入中间运输辊道（中间运输辊道上有若干辊道辊⑨），乳件头部首先经过粗乳机后测温仪② 和测厚仪③，经过保温罩(投用的保温罩④和未投用的保温罩⑤），到达精乳入口测温仪⑦， 最后进去精乳第一机架⑧，开始精乳区乳制过程。
[0026] 热连乳过程中乳件换热方式如图3所示，乳件在中间运输辊道的运行过程中，换热 情况分为热福射、对流和热传导三种：
[0027] (1)高温乳件的热辐射换热。
[0028]乳件高温表面以热辐射的形式向外界散失热量，造成乳件温度的降低；当保温罩 投用时，热辐射效率较低；
[0029] (2)高温乳件与空气的对流换热
[0030] 空气与乳件之间存在相对运动，当空气经过乳件表面后，二者发生对流换热，造成 乳件温度的降低;本发明【具体实施方式】的上下表面对流换热系数随表面温度的变化如图4 所示。
[0031] (3)乳件下表面与低温中间运输辊道接触传热，造成乳件温度的降低。
[0032] -种热连乳精乳入口温度预报方法，如图5所示，包括以下步骤：
[0033]步骤1:获取中间运输辊道参数和粗乳过程控制系统发送的roi数据；
[0034]步骤1.1:获取中间运输辊道参数，包括中间运输辊道总长度、单个保温罩长度、投 用保温罩数目、辊道辊直径、相邻辊道辊之间的距离，相应参数见表1，中间运输辊道参数示 意如图2所示。
[0035]表1中间运输辊道参数
L〇〇37」步骤1.2:乳件头部到达粗乳最后道次时，精乳过程控制系统收到粗乳过程控制系 统发送的roi数据；主要包括钢卷号、钢种及化学成分、板坯数据(长X宽X厚）、板坯重量、 中间坯乳件数据(宽X厚）、成品数据(宽X厚）；粗乳过程控制系统发送的部分roi数据见表 2：
[0038]表2部分roi数据
[0040]步骤2:获取粗乳出口实测乳件表面温度平均值和粗乳出口实测乳件厚度平均值； 所述粗乳出口实测乳件表面温度平均值为满足设定粗乳出口温度范围的采样点的温度平 均值。所述粗乳出口实测乳件厚度平均值为满足设定粗乳出口厚度范围的采样点的厚度平 均值。
[0041 ]步骤2.1:极值校验:设定粗乳出口温度范围，若测温仪采集到的热连乳粗乳出口 温度采样点的实时温度超出粗乳出口温度范围，则剔除，否则进行步骤2.2;
[0042] 步骤2.2:对极值校验得到的有效粗乳出口温度采样点的温度值进行均值处理，计 算粗乳出口实测乳件表面温度平均值；
[0043] 粗乳出口实测乳件表面温度平均值?\: η
[0044] =^^=108X1 Τ： = ?1087,1+：273：>15 )K = 1360.25K , η ν r
[0045] 式中，Ti为有效粗乳出口温度采样点的温度值，i = 1，2，3，……，η，n为有效粗乳出 口温度采样点个数；
[0046] 步骤2.3:极值校验:设定粗乳出口厚度范围，若测温仪采集到的热连乳粗乳出口 厚度采样点的实时厚度超出热连乳粗乳出口厚度范围，则剔除，否则进行步骤2.4;
[0047] 步骤2.4:对极值校验得到的有效粗乳出口厚度采样点的厚度值进行均值处理，计 算粗乳出口实测乳件厚度平均值；
[0048]粗乳出口实测乳件厚度平均值h: m Γ ? Yhl
[0049] ; V 7 h = -- = 45.2mm m
[0050] 式中，hj为有效粗乳出口厚度采样点的厚度值，j = 1，2，3，……，m，m为有效粗乳出 口厚度采样点个数；
[0051] 步骤3:分别计算粗乳末机架的乳辊线速度和粗乳末道次前滑值，进而求得乳件的 实际运行速度和乳件在中间运输辊道上运行的总时间；
[0052]步骤3.1:根据粗乳末机架的电机转速nR，计算粗乳机架乳辊线速度vr; πΟ,.η,,
[0053] Vr=- 60/Λ,
[0054] 式中，IR为减速机减速比;Dr为粗乳机乳辊直径，
[0055]步骤3.2:计算粗乳末道次前滑值f; 、 fh
[0056] /' =巧 + ' + (;十 i/4e)
[0057] 式中，ai~a4为系数;e为末道次压下率;R为粗乳机乳辊半径;h为粗乳出口实测乳 件厚度平均值；
[0058] 步骤3.3:计算乳件实际运行速度Vs:
[0059] Vs = Vr(l+f)
[0060] 步骤3.4:计算乳件在中间运输辊道上运行的总时间； I I 99 S
[_] =7=VJuT) = 3.2( 1 + 0.08) = 28,558
[0062]式中，L为中间运输辊道的总长度；
[0063]步骤4:分别计算乳件经过通过投用保温罩内的时间、乳件在保温罩外经历的时 间、乳件下表面与中间运输辊道接触的时间和乳件下表面与外界环境接触的时间；
[0064]步骤4.1:计算保温罩覆盖长度Lhtb:
[0065] Lhtb = N · lhtb
[0066] 式中，N为投用保温罩的数目；lhtb为单个保温罩的长度；
[0067] 步骤4.2:计算乳件通过投用保温罩的时间％^,，
[0068] iUD i :--^~~- = 8.68s l 」美& vs 3.2(1+0.08)
[0069] 步骤4.3:计算乳件在保温罩外经历的时间tup, air:
[0070] W =U/-W =~-^ = 28.55-8.68 = 19.87s vs vs
[0071 ]步骤4.4:计算乳件与单个辊道辊的接触弧长度lr:
[0072]
[0073] 式中：D为辊道辊直径，m; γ为乳件密度，kg · nf3;d为辊道辊间距，m;h为粗乳出口 实测乳件厚度平均值，m;g为重力加速度;v为泊松比;E为弹性模量，N · πΓ2;
[0074] 步骤4.5:计算乳件与中间运输辊道接触的总时间： . - η ?
[0075] tdnJi
[0076] 步骤4.6:计算乳件下表面与外界环境(空气)的时间： L /7 ·/