CN109013717A - 一种热连轧中间坯心部温度计算方法 - Google Patents
一种热连轧中间坯心部温度计算方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种热连轧中间坯心部温度计算方法,涉及轧钢自动控制技术领域。该方法根据粗轧区末轧制道次实际测量得到的轧制力速度、宽度和厚度计算得到轧件平均温度,通过空冷温降计算得到轧件在运输辊道上的温降损失,得到轧件的平均温度,再进一步结合轧件在中间辊道的任一位置的表面温度,即可以计算得到轧件的心部温度。本发明的方法安全可高,计算精度高,能够成功应用于热连轧机中间坯心部温度的计算过程,解决了实际过程中中间坯心部温度无法直接在线测量的问题,节约生产投资成本的同时,保证温度的计算精度,为成品厚度的在线精准控制提供了良好基础。
Description
技术领域
本发明涉及轧钢自动控制技术领域,尤其涉及一种热连轧中间坯心部温度计算方法。
背景技术
在热连轧生产过程中,中间坯心部温度是精轧区轧制力的准确计算的基础。轧线上安装的测温仪仅能测量轧件的表面温度,无法测量轧件心部温度;由于轧件在中间辊道上以一定的速度运行,也无法通过埋入热电偶的方式进行实时心部温度测量。
在板坯在加热炉加热过程中,按照一定的升温曲线加热至目标出炉温度,而装入加热炉的板坯有热装坯、冷坯料等不同类型,也存在两种板坯混装的情况,两种板坯的入炉温度不一致,从而造成在板坯出炉时,坯料表面的温度基本一致,但是心部的温度存在很大的区别,在实际控制过程中,一般使用表面温度计算心部温度,上述冷热板坯混装的情况下,心部温度的计算精度得不到保证,对实际的控制效果造成很大影响。
文献《热轧带钢粗轧区轧件温度场的数值模拟》提到的心部温度的计算是采用有限元分析的方法进行的,该方法使用的边界条件基于经验和假设,并且计算时间长,不适用于在线使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种热连轧中间坯心部温度计算方法,安全可高,计算精度高,能够成功应用于热连轧机中间坯心部温度的计算过程,解决了实际过程中中间坯心部温度无法直接在线测量的问题,节约生产投资成本的同时,保证温度的计算精度,为成品厚度的在线精准控制提供了良好基础。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:
一种热连轧中间坯心部温度计算方法,包括以下步骤:
步骤1:板坯出炉,获取板坯PDI数据;
步骤2:根据PDI数据触发粗轧二级模型计算,板坯按照粗轧轧制规程进行总道次为奇数道次的轧制过程;
步骤3:最末道次开始,轧件达到粗轧机前的仪表组,获取实测轧件厚度平均值、宽度平均值和表面温度平均值;所述实测轧件厚度平均值、宽度平均值和表面温度平均值分别为满足本道次厚度、宽度和表面温度有效范围的采样点平均值;具体方法如下:
步骤3.1:若测厚仪采集到的厚度采样点的数值超出规定的本道次厚度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤3.2;
步骤3.2:对得到的有效厚度采样值进行均值处理,按下式计算实测厚度平均值h0:
式中,h0,i为第i个有效厚度采样点的厚度值,i=1,2,3,......,N;
步骤3.3:若测温仪采集到的宽度采样点的数值超出规定的本道次宽度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤3.4;
步骤3.4:对得到的有效宽度采样值进行均值处理,按下式计算实测宽度平均值w0:
式中,w0,j为第j个有效宽度采样点的宽度值,j=1,2,3,......,N;
步骤3.5:若测温仪采集到的表面温度采样点的数值超出规定的本道次温度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤3.6;
步骤3.6:对得到的有效表面温度采样值进行均值处理,按下式计算实测表面温度平均值T0:
式中,T0,k为第k个有效表面温度采样点的温度值,k=1,2,3,......,N;
步骤4:轧件到达轧制变形区,记录轧件到达轧制变形区的时刻,计算轧件由测温仪到轧制变形区的时间,获取轧制变形区的实测轧制力平均值、轧辊速度平均值;所述实测轧制力平均值、轧辊速度平均值分别为满足本道次轧制力和轧辊速度有效范围的采样点平均值;具体方法如下:
步骤4.1:轧件头部到达测温仪的时刻为troll;
步骤4.2:若压力传感器采集到的轧制力采样点的数值超出规定的本道次轧制力有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤4.3;
步骤4.3:对得到的有效轧制力采样值进行均值处理,按下式计算实测轧制力平均值P0:
式中,P0,l为第l个有效粗轧出口温度采样点的轧制力值,l=1,2,3,......,N;
步骤4.4:若速度传感器采集到的轧辊速度采样点的数值超出规定的本道次速度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤4.5;
步骤4.5:对得到的有效轧辊速度采样值进行均值处理,按下式计算实测轧辊速度平均值v:
式中,vm为第m个有效粗轧出口温度采样点的温度值,m=1,2,3,......,N;
步骤5:轧件达到粗轧机后的仪表组,获取实测轧件厚度平均值、宽度平均值和表面温度平均值;记录轧件头部到出口测温仪的时刻,计算轧件由变形区到测温仪的时间;所述实测轧件厚度平均值、宽度平均值和表面温度平均值分别为满足本道次厚度、宽度和表面温度有效范围的采样点平均值;具体方法如下:
步骤5.1:若测厚仪采集到的厚度采样点的数值超出规定的本道次厚度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤5.2;
步骤5.2:对得到的有效厚度采样值进行均值处理,按下式计算实测厚度平均值h1:
式中,h1,n为第n个有效厚度采样点的厚度值,n=1,2,3,......,N;
步骤5.3:若测温仪采集到的宽度采样点的数值超出规定的本道次温度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤5.4;
步骤5.4:对得到的有效宽度采样值进行均值处理,按下式计算实测宽度平均值w1:
式中,w1,e为第e个有效宽度采样点的宽度值,e=1,2,3,......,N;
步骤5.5:若测温仪采集到的表面温度采样点的数值超出规定的本道次温度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤5.6;
步骤5.6:对得到的有效表面温度采样值进行均值处理,按下式计算实测表面温度平均值T1:
式中,T1,f为第f个有效表面温度采样点的温度值,f=1,2,3,......,N;
步骤5.7:记录轧件头部到出口测温仪的时刻t1,计算轧件由变形区到测温仪的时间为:τ1=t1-troll;
步骤6:计算轧制变形时的轧件平均温度,计算轧件在出口测温仪处的心部温度,具体计算方法为:
步骤6.1:根据轧制力计算模型和温度之间的关系,计算轧件在变形区处的变形温度;
轧制力P的计算公式如下:
P=1.15KmlcQPB/1000
式中,B为轧件宽度,mm;Km为变形抗力,MPa,是变形温度的函数,如下式所示:
T为变形区轧件平均温度,K;lc为考虑压扁后的接触弧长,mm,R′为压扁半径,mm,R为轧辊半径,mm;Δh为压下量,mm,Δh=h0-h1;QP为应力状态影响系数,hm为轧件平均厚度,mm,为变形程度,%, 为变形速率,s-1,
步骤6.2:计算轧件从变形区到出口测温仪处的空冷温降;
根据步骤6.1计算得到轧件在变形区的平均温度记为Troll,根据步骤5.7中计算得到轧件由变形区到粗轧出口测温仪的时间为τ1,到达出口测温仪处的平均温度由下式计算得到:
式中,ε为热辐射率,ε=0.7;σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数,σ=5.69×10-8W/(m2.K4);c为轧件比热,J/kg·K;γ为轧件密度,kg/m3;
步骤6.3:根据出口测温仪处的轧件平均温度计算轧件心部温度Tcore,1:
步骤7:轧件到达精轧入口测温仪,获取实测轧件表面温度平均值;记录轧件头部到达精轧入口测温仪的时刻,计算轧件由粗轧出口测温仪到精轧入口测温仪的时间;所述实测轧件表面温度平均值分别为满足表面温度有效范围的采样点的温度平均值;具体方法为:
步骤7.1:若测温仪采集到的厚度采样点的数值超出规定的温度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤7.2;
步骤7.2:对得到的有效温度采样值进行均值处理,按下式计算实测表面温度平均值T2:
式中,T2,q为第q个有效温度采样点的温度值,q=1,2,3,......,N;
步骤7.3:记录轧件头部到达精轧入口测温仪的时刻t2,计算得到轧件由粗轧出口测温仪到精轧入口测温仪的时间为:τ2=t2-t1;
步骤8:计算轧件在精轧入口测温仪处的平均表面温度,计算得到中间坯的心部温度,具体计算方法为:
步骤8.1:计算轧件从粗轧出口测温仪到精轧入口的空冷温降;
根据步骤6.2计算得到轧件在变形区的平均温度步骤7.3中计算得到轧件由粗轧出口测温仪到精轧入口测温仪的时间τ2,到达精轧入口测温仪处的平均温度由下式计算得到:
步骤8.2:根据精轧入口测温仪处轧件平均温度精轧入口测温仪处轧件表面温度T2,计算精轧入口测温仪处的轧件心部温度Tcore,2为:
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明提供的一种热连轧中间坯心部温度计算方法,根据粗轧区末轧制道次实际测量得到的轧制力速度、宽度和厚度计算得到轧件平均温度,通过空冷温降计算得到轧件在运输辊道上的温降损失,得到轧件的平均温度,再进一步结合轧件在中间辊道的任一位置的表面温度,即可以计算得到轧件的心部温度。本发明安全可高,计算精度高,能够成功应用于热连轧机中间坯心部温度的计算过程,解决了实际过程中中间坯心部温度无法直接在线测量的问题,节约生产投资成本的同时,保证温度的计算精度。本发明与中间辊道测温仪的安装位置无关,仅需利用在线测量得到轧件运行到该测温仪处的时间即可计算得到轧件的心部温度,能够有效提高中间坯的温度预报精度,为成品厚度的在线精准控制提供了良好基础。
附图说明
图1为本发明实施例提供的热连轧粗轧区主要设备及仪表布置图;
图2是本发明实施例提供的热连轧粗轧区末道次轧制示意图;
图3是本发明实施例提供的轧件内部温度抛物线分布示意图;
图4是本发明实施例提供的中间坯心部温度计算流程图。
图中,1、加热炉;2、粗轧机前测厚仪;3、第一测宽仪;4、第一测温仪;5、粗轧机组;6、速度传感器;7、压力传感器;8、粗轧机后测厚仪;9、第二测宽仪;10、第二测温仪;11、精轧机前测温仪;12、板坯;13、中间坯;14、精轧机组。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本实施例采用典型热连轧生产线粗轧机组,粗轧机组采用“立辊+平辊”布置形式如图1所示,立辊在前、平辊在后;板坯在加热炉1内加热至出炉温度,粗轧机组5前布置有测厚仪2、测宽仪3和测温仪4,机后布置有测厚仪8、测宽仪9和测温仪10,粗轧机组5中的轧机上有安装有速度传感器6和压力传感器7;经过总数为奇数道次的粗轧轧制过程,得到中间坯13,经过精轧区入口测温仪11,最后到达精轧机组14。
在热连轧粗轧区生产过程中,测厚仪测量轧件厚度,测宽仪测量轧件宽度,测温仪测量轧件表面温度,轧机压力传感器测量轧件变形过程轧制力、速度传感器测量轧辊的运行速度。粗轧机前测厚仪2、测宽仪3、测温仪4、速度传感器6、压力传感器7、粗轧机后测厚仪8、测宽仪9、测温仪10及精轧机前测温仪11产生的测量信号等由基础自动化级传递至过程自动化级,整个中间坯心部温度计算过程在过程自动化级完成。基础自动化级和过程自动化级的通讯周期为100ms,即每100ms获得一个采样点;轧件在粗轧区往复轧制,最末轧制道次为奇数道次。轧件到轧件头部到变形区、粗轧出口测温仪和精轧入口测温仪的时刻可以由过程自动化级记录,如图2所示。
一种热连轧中间坯心部温度计算方法,如图4所示,具体过程如下所述。
步骤1:板坯出炉,获取板坯PDI数据。
PDI数据主要包括板坯尺寸、中间坯尺寸、成品尺寸、钢种名称以及化学成分,本实施例中的PDI数据如表1所示。板坯出炉时,将PDI数据发送给粗轧过程控制系统。
表1 PDI数据
序号 | 内容 | 数值 | 单位 |
1 | 钢种 | Q235B | |
2 | 板坯尺寸 | 7000×1000×180 | mm×mm×mm |
3 | 中间坯尺寸 | 1050×35.0 | mm×mm |
4 | 成品尺寸 | 1050×3.50 | mm×mm |
5 | 化学元素碳 | 0.16 | % |
6 | 化学元素硅 | 0.19 | % |
7 | 化学元素锰 | 0.30 | % |
8 | 化学元素铬 | 0.10 | % |
9 | 化学元素镍 | 0.12 | % |
10 | 化学元素磷 | 0.03 | % |
11 | 化学元素硫 | 0.03 | % |
步骤2:根据PDI数据触发粗轧设定模型计算,板坯按照粗轧轧制规程进行总道次为奇数道次的轧制过程;
步骤3:最末道次开始,轧件达到粗轧机前的仪表组,获取实测轧件厚度平均值、宽度平均值和表面温度平均值;所述实测轧件厚度平均值、宽度平均值和表面温度平均值分别为满足本道次厚度、宽度和表面温度有效范围的采样点平均值。
步骤3.1:若测厚仪采集到的厚度采样点的数值超出规定的本道次厚度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤3.2;本实施例中N取20;
步骤3.2:对得到的有效厚度采样值进行均值处理,计算实测厚度平均值;
实测厚度平均值h0:
式中,h0,i为第i个有效厚度采样点的厚度值,i=1,2,3,......,20;
步骤3.3:若测温仪采集到的宽度采样点的数值超出规定的本道次宽度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目(此处取20)时,进行步骤3.4;
步骤3.4:对得到的有效宽度采样值进行均值处理,计算实测宽度平均值;
实测宽度平均值w0:
式中,w0,j为第j个有效宽度采样点的宽度值,j=1,2,3,......,20;
步骤3.5:若测温仪采集到的表面温度采样点的数值超出规定的本道次温度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目(此处取20)时,进行步骤3.6;
步骤3.6:对得到的有效表面温度采样值进行均值处理,计算实测表面温度平均值;
实测表面温度平均值T0:
式中,T0,k为第k个有效表面温度采样点的温度值,k=1,2,3,......,20;
步骤4:轧件到达轧制变形区,记录轧件到达轧制变形区的时刻,计算轧件由测温仪到轧制变形区的时间,获取轧制变形区的实测轧制力平均值、轧辊速度平均值;所述实测轧制力平均值、轧辊速度平均值分别为满足本道次轧制力和轧辊速度有效范围的采样点平均值。
步骤4.1:轧件头部到达测温仪的时刻为troll;
步骤4.2:若压力传感器采集到的轧制力采样点的数值超出规定的本道次轧制力有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目(此处取20)时,进行步骤4.3;
步骤4.3:对得到的有效轧制力采样值进行均值处理,计算实测轧制力平均值;
实测轧制力平均值P0:
式中,P0,l为第l个有效粗轧出口温度采样点的轧制力值,l=1,2,3,......,20;
步骤4.4:若速度传感器采集到的轧辊速度采样点的数值超出规定的本道次速度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目(此处取20)时,进行步骤4.5;
步骤4.5:对得到的有效轧辊速度采样值进行均值处理,计算实测轧辊速度平均值;
实测轧辊速度平均值v:
式中,vm为第m个有效粗轧出口温度采样点的温度值,m=1,2,3,......,20;
步骤5:轧件经过粗轧机后的仪表组,获取实测轧件厚度平均值、宽度平均值和表面温度平均值;记录轧件头部到出口测温仪的时刻,计算轧件由变形区到测温仪的时间;所述实测轧件厚度平均值、宽度平均值和表面温度平均值分别为满足本道次厚度、宽度和表面温度有效范围的采样点平均值。
步骤5.1:若测厚仪采集到的厚度采样点的数值超出规定的本道次厚度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目(此处取20)时,进行步骤5.2;
步骤5.2:对得到的有效厚度采样值进行均值处理,计算实测厚度平均值;
实测厚度平均值h1:
式中,h1,n为第n个有效厚度采样点的厚度值,n=1,2,3,......,20;
步骤5.3:若测温仪采集到的宽度采样点的数值超出规定的本道次温度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目(此处取20)时,进行步骤5.4;
步骤5.4:对得到的有效宽度采样值进行均值处理,计算实测宽度平均值;
实测宽度平均值w1:
式中,w1,e为第e个有效宽度采样点的宽度值,e=1,2,3,......,20;
步骤5.5:若测温仪采集到的表面温度采样点的数值超出规定的本道次温度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目(此处取20)时,进行步骤5.6;
步骤5.6:对得到的有效表面温度采样值进行均值处理,计算实测表面温度平均值;
实测表面温度平均值T1:
式中,T1,f为第f个有效表面温度采样点的温度值,f=1,2,3,......,20;
步骤5.7:记录轧件头部到出口测温仪的时刻t1,计算轧件由变形区到测温仪的时间为:
t1-trol1=2.2s
步骤6:计算轧制变形时的轧件平均温度,计算轧件在出口测温仪处的心部温度;
步骤6.1:根据轧制力计算模型和温度之间的关系,计算轧件在变形区处的变形温度;其中,变形抗力Km是变形温度的函数。
轧制力P的计算公式如下:
P=1.15KmlcQPB/1000
式中:B-轧件宽度,mm;
Km-变形抗力,MPa:
T-变形区轧件平均温度,K;
lc-考虑压扁后的接触弧长,mm;
R′-压扁半径,mm;
R-轧辊半径,mm;
Δh-压下量,mm;
Δh=h0-h1;
QP-应力状态影响系数:
hm-轧件平均厚度,mm;
r-变形程度,%;
-变形速率,s-1;
通过求解,得到变形区的平均温度为1158.15K。粗轧末道次计算用数据如表2所示,粗轧末道次变形参数表3所示。
表2粗轧末道次计算用数据
参数名称 | 单位 | 数值 |
入口厚度 | mm | 51.2 |
出口厚度 | mm | 35.1 |
入口宽度 | mm | 1250.1 |
出口宽度 | mm | 1251.2 |
入口温度 | K | 1370.25 |
出口温度 | K | 1345.55 |
轧制力 | kN | 17094.04 |
轧制速度 | m/s | 3.3 |
轧辊半径 | mm | 450 |
表3粗轧末道次变形参数
步骤6.2:计算轧件从变形区到出口测温仪处的空冷温降;
轧件运行过程中,粗轧过程中轧件温度高,辐射损失的热量远远超过自然对流损失以及与辊道的接触热损失,因此在温降计算过程中只需考虑热辐射的影响。
根据步骤6.1计算得到轧件在变形区的平均温度为1358.35K,记为Troll;根据步骤5.7中计算得到轧件由变形区到粗轧出口测温仪的时间为τ1=t1-troll=2.2s:
到达出口测温仪处的平均温度由下式计算得到:
式中:ε为热辐射率,ε=0.7;σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数,σ=5.69×10-8W/(m2·K4);c为轧件比热,J/kg·K;γ为轧件密度,kg/m3;
步骤6.3:根据出口测温仪处的轧件平均温度计算轧件心部温度;
在带钢内部,温度从中心到表面呈抛物线分布,如图3所示。心部温度Tcore的计算公式为:
因此,平均温度表面温度Tm=T1=1345.55K,粗轧出口测温仪处的轧件心部温度Tcore,1为:
步骤7:轧件到达精轧入口测温仪,获取实测轧件表面温度平均值;记录轧件头部到达精轧入口测温仪的时刻,计算轧件由粗轧出口测温仪到精轧入口测温仪的时间;所述实测轧件表面温度平均值分别为满足表面温度有效范围的采样点的温度平均值。
步骤7.1:若测温仪采集到的厚度采样点的数值超出规定的温度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目(此处取20)时,进行步骤7.2;
步骤7.2:对得到的有效温度采样值进行均值处理,计算实测表面温度平均值;
实测表面温度平均值T2:
式中,T2,q为第q个有效温度采样点的温度值,q=1,2,3,......,20;
步骤7.3:记录轧件头部到达精轧入口测温仪的时刻t2,计算得到轧件由粗轧出口测温仪到精轧入口测温仪的时间为:
τ2=t2-t1=15.3s
步骤8:计算轧件在精轧入口测温仪处的平均表面温度,计算得到中间坯的心部温度;
步骤8.1:计算轧件从粗轧出口测温仪到精轧入口的空冷温降;
根据步骤6.2计算得到轧件在变形区的平均温度为根据步骤7.3中计算得到轧件由粗轧出口测温仪到精轧入口测温仪的时间为τ2=t2-t1=15.3s:
到达精轧入口测温仪处的平均温度由下式计算得到:
步骤8.2:重复步骤6.3计算心部温度;
精轧入口测温仪处轧件平均温度精轧入口测温仪处轧件表面温度Tm=T2=1301.75K,精轧入口测温仪处的轧件心部温度Tcore,2为:
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。
Claims (7)
1.一种热连轧中间坯心部温度计算方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:板坯出炉,获取板坯PDI数据;
步骤2:根据PDI数据触发粗轧二级模型计算,板坯按照粗轧轧制规程进行总道次为奇数道次的轧制过程;
步骤3:最末道次开始,轧件达到粗轧机前的仪表组,获取实测轧件厚度平均值、宽度平均值和表面温度平均值;所述实测轧件厚度平均值、宽度平均值和表面温度平均值分别为满足本道次厚度、宽度和表面温度有效范围的采样点平均值;
步骤4:轧件到达轧制变形区,记录轧件到达轧制变形区的时刻,计算轧件由测温仪到轧制变形区的时间,获取轧制变形区的实测轧制力平均值、轧辊速度平均值;所述实测轧制力平均值、轧辊速度平均值分别为满足本道次轧制力和轧辊速度有效范围的采样点平均值;
步骤5:轧件达到粗轧机后的仪表组,获取实测轧件厚度平均值、宽度平均值和表面温度平均值;记录轧件头部到出口测温仪的时刻,计算轧件由变形区到测温仪的时间;所述实测轧件厚度平均值、宽度平均值和表面温度平均值分别为满足本道次厚度、宽度和表面温度有效范围的采样点平均值;
步骤6:计算轧制变形时的轧件平均温度,计算轧件在出口测温仪处的心部温度;
步骤7:轧件到达精轧入口测温仪,获取实测轧件表面温度平均值;记录轧件头部到达精轧入口测温仪的时刻,计算轧件由粗轧出口测温仪到精轧入口测温仪的时间;所述实测轧件表面温度平均值分别为满足表面温度有效范围的采样点的温度平均值;
步骤8:计算轧件在精轧入口测温仪处的平均表面温度,计算得到中间坯的心部温度。
2.根据权利要求1所述的热连轧中间坯心部温度计算方法,其特征在于:所述步骤3的具体方法如下:
步骤3.1:若测厚仪采集到的厚度采样点的数值超出规定的本道次厚度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤3.2;
步骤3.2:对得到的有效厚度采样值进行均值处理,按下式计算实测厚度平均值h0:
式中,h0,i为第i个有效厚度采样点的厚度值,i=1,2,3,......,N;
步骤3.3:若测温仪采集到的宽度采样点的数值超出规定的本道次宽度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤3.4;
步骤3.4:对得到的有效宽度采样值进行均值处理,按下式计算实测宽度平均值w0:
式中,w0,j为第j个有效宽度采样点的宽度值,j=1,2,3,......,N;
步骤3.5:若测温仪采集到的表面温度采样点的数值超出规定的本道次温度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤3.6;
步骤3.6:对得到的有效表面温度采样值进行均值处理,按下式计算实测表面温度平均值T0;
式中,T0,k为第k个有效表面温度采样点的温度值,k=1,2,3,......,N。
3.根据权利要求2所述的热连轧中间坯心部温度计算方法,其特征在于:所述步骤4的具体方法如下:
步骤4.1:轧件头部到达测温仪的时刻为troll;
步骤4.2:若压力传感器采集到的轧制力采样点的数值超出规定的本道次轧制力有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤4.3;
步骤4.3:对得到的有效轧制力采样值进行均值处理,按下式计算实测轧制力平均值P0:
式中,P0,l为第l个有效粗轧出口温度采样点的轧制力值,l=1,2,3,......,N;
步骤4.4:若速度传感器采集到的轧辊速度采样点的数值超出规定的本道次速度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤4.5;
步骤4.5:对得到的有效轧辊速度采样值进行均值处理,按下式计算实测轧辊速度平均值v:
式中,vm为第m个有效粗轧出口温度采样点的温度值,m=1,2,3,......,N。
4.根据权利要求3所述的热连轧中间坯心部温度计算方法,其特征在于:所述步骤5的具体方法如下:
步骤5.1:若测厚仪采集到的厚度采样点的数值超出规定的本道次厚度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤5.2;
步骤5.2:对得到的有效厚度采样值进行均值处理,按下式计算实测厚度平均值h1:
式中,h1,n为第n个有效厚度采样点的厚度值,n=1,2,3,......,N;
步骤5.3:若测温仪采集到的宽度采样点的数值超出规定的本道次温度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤5.4;
步骤5.4:对得到的有效宽度采样值进行均值处理,按下式计算实测宽度平均值w1:
式中,w1,e为第e个有效宽度采样点的宽度值,e=1,2,3,......,N;
步骤5.5:若测温仪采集到的表面温度采样点的数值超出规定的本道次温度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤5.6;
步骤5.6:对得到的有效表面温度采样值进行均值处理,按下式计算实测表面温度平均值T1:
式中,T1,f为第f个有效表面温度采样点的温度值,f=1,2,3,......,N;
步骤5.7:记录轧件头部到出口测温仪的时刻t1,计算轧件由变形区到测温仪的时间为:τ1=t1-troll。
5.根据权利要求4所述的热连轧中间坯心部温度计算方法,其特征在于:所述步骤6的具体计算方法为:
步骤6.1:根据轧制力计算模型和温度之间的关系,计算轧件在变形区处的变形温度;
轧制力P的计算公式如下:
P=1.15KmlcQPB/1000
式中,B为轧件宽度,mm;Km为变形抗力,MPa,是变形温度的函数,如下式所示:
T为变形区轧件平均温度,K;lc为考虑压扁后的接触弧长,mm,R′为压扁半径,mm,R为轧辊半径,mm;Δh为压下量,mm,Δh=h0-h1;QP为应力状态影响系数,hm为轧件平均厚度,mm,为变形程度,%, 为变形速率,s-1,
步骤6.2:计算轧件从变形区到出口测温仪处的空冷温降;
根据步骤6.1计算得到轧件在变形区的平均温度记为Troll,根据步骤5.7中计算得到轧件由变形区到粗轧出口测温仪的时间为τ1,到达出口测温仪处的平均温度由下式计算得到:
式中,ε为热辐射率,ε=0.7;σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数,σ=5.69×10-8W/(m2·K4);c为轧件比热,J/kg·K;γ为轧件密度,kg/m3;
步骤6.3:根据出口测温仪处的轧件平均温度计算轧件心部温度Tcore,1:
6.根据权利要求5所述的热连轧中间坯心部温度计算方法,其特征在于:所述步骤7的具体方法为:
步骤7.1:若测温仪采集到的厚度采样点的数值超出规定的温度有效范围,则剔除,当有效采样点计数达到规定数目N时,进行步骤7.2;
步骤7.2:对得到的有效温度采样值进行均值处理,按下式计算实测表面温度平均值T2:
式中,T2,q为第q个有效温度采样点的温度值,q=1,2,3,......,N;
步骤7.3:记录轧件头部到达精轧入口测温仪的时刻t2,计算得到轧件由粗轧出口测温仪到精轧入口测温仪的时间为:τ2=t2-t1。
7.根据权利要求6所述的热连轧中间坯心部温度计算方法,其特征在于:所述步骤8的具体计算方法为:
步骤8.1:计算轧件从粗轧出口测温仪到精轧入口的空冷温降;
根据步骤6.2计算得到轧件在变形区的平均温度步骤7.3中计算得到轧件由粗轧出口测温仪到精轧入口测温仪的时间τ2,到达精轧入口测温仪处的平均温度由下式计算得到:
步骤8.2:根据精轧入口测温仪处轧件平均温度精轧入口测温仪处轧件表面温度T2,计算精轧入口测温仪处的轧件心部温度Tcore,2为:
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