加热炉计算机最佳化模型的自适应控制

• 作 者: 马珩皞
• 机 构: 武汉科技大学
• 出 处: 武汉科技大学
• 发表日期: 2002年期
• 关键词: 板坯 温度变化 传热学 温降模型 指数平滑法 自适应

在轧钢厂的热轧生产中，必须将要轧制的板坯加热到一定的温度，使它具有一定的可塑性，才能轧制。钢加热的质量直接影响到钢板的质量、产量、能源消耗以及轧机寿命。正确的加热工艺可以保证轧机生产顺利进行。反之，如加热工艺不当，例如加热温度过高或温度不均匀，会直接影响带钢的生产质量。因此加热炉的温度控制在热连轧过程中是一个非常重要的环节。 本文首先对目前加热炉控制中通常采用的计算机最佳化模型进行简要的介绍，通过分析指出采用这种模型的控制过程存在的缺点和不足，提出通过粗轧机的实际出口温度来反算加热炉的实际出炉温度，从而实现自适应控制的意义。 其次通过对板坯从加热炉抽出，一直到出粗轧机组这一过程中的温度变化进行分析，把整个温降过程归纳为三种基本环节：空冷造成温降、水冷造成温降和轧制变形过程中的温度变化；随后对温降过程中所涉及到的传热学基本理论知识做了简要的介绍。 然后，围绕本论文的主要核心——温降模型的建立，详细介绍了模型每一部分的数学推导过程，包括板坯表面温度和平均温度的关系、自然空冷造成的温降方程、除鳞水产生的温降方程以及轧制过程中的温度变化方程。 随后根据总的温降方程建立相应的计算流程图，并通过在实际的生产中的生产数据记录来验证流程图的正确性。 接下来对采用温降模型计算出来的加热炉实际抽出温度和目标温度存在偏差的问题采用指数平滑法进行控制，以实现自适应控制功能，使加热炉各加热段的段末目标温度趋近最佳值。并对采用自适应控制前后的生产状况做了比较，验证自适应控制过程的有效性和正确性。 最后，本文总结了整个课题的主要工作和程序，指出了存在的问题和需要改进的地方，以便在实际的生产中正确的运用该自适应控制。