摘要：结合热轧带钢加速轧制时精轧机组的轧制速度制度，研究了热轧带钢精轧温度的控制设定策略，给出了控制设定系统的预设定和修正设定方法以及设定计算模型的自适应策略。采用国内某厂现场实测数据，对带钢的终轧温度和精轧温度分布进行了模拟计算，并与实际测量数据比较，表明该精轧温度控制设定模型具有较高的计算精度，能满足现场生产需要。

关键词：热轧带钢；温度控制；机架间冷却；设定模型；模拟计算

1  前言

    热轧带钢的终轧温度对带钢的成品质量、性能及技术经济指标都有重要意义，是热轧生产中的主要控制参数之一。本文针对热轧带钢一般采用加速轧制制度的特点，研究了热带精轧温度控制(FTC)设定策略，建立了设定计算模型，并对设定模型系数进行自适应计算，以提高计算精度和带钢终轧温度的控制精度。

2精轧温度控制设定策略

       带钢热轧过程中一般采用加速轧制制度，以减轻带钢在精轧出口处的头尾温差(头高尾低)。其速度制度为：精轧过程中穿带时，采用较低的速度，以保证穿带正常进行；穿带后，带钢以恒速依次经过各机架；带钢头部到达出口高温计后，开始进行一般加速，以达到卷取机咬入速度；卷取机咬入之后，保持一段时间恒速，如果出口温度以及带钢长度允许，转入高加速轧制；高加速段结束后，带钢进行一般加速，然后转入高速平台；当带钢尾部离开第1有效机架时，尾部开始减速，并达到抛钢速度；带钢尾部以抛钢速度依次离开各机架。

       轧件进入精轧机组前，根据具体情况，一般要进行几次精轧温度的设定计算，以便达到最理想的温度控制效果。本研究对精轧温度控制设定系统采用预设定和修正设定计算。

2．1预设定

    预设定的触发点选在轧件到达粗轧机后的出口高温计处，此时粗轧机出El温度、轧件厚度、宽度等数据已有实测值，精轧设定系统进行配置和初始化数据，设定精轧过程TVD(即时间一轧件速度一距离)曲线，在预测轧件到达精轧前除鳞箱时间的基础上，计算出精轧人口温度，并进行初步的出口温度预测，给出带钢穿带状态下冷却水喷嘴组态。预设定过程中，采用实测参数以提高设定精度，同时也可提前对精轧机组进行调整。

2．2修正设定

    修正设定在轧件到达精轧人口高温计后(飞、剪前)启动。根据带钢样本在精轧入口高温计处的温度实测值，以及在精轧除鳞箱入口时预测的带钢温度，计算带钢精轧出口温度，并将二者的差值作为加速度自适应的数据依据。同时根据实际带钢速度，修正TVD曲线，调节机架间冷却水喷嘴状态，使带钢样本温度在当前加速度和速度下达到目标温度。

2·3精轧温度设定计算执行逻辑

    精轧温度控制(FTC)过程机设定模型软件通过主动的过程设定和被动的事件触发控制相结合来达到控制精轧温度的目的，其具体的执行逻辑见图1。负责轧件跟踪的基础自动化向FTC提出触发事件请求，FTC验证该请求成功后，控制系统自动建立任务，FTC通过调度程序调用任务所对应的计算模块，并为基础自动化实施控制动作提供数据依据。当调度程序接到中止命令时，计算模块停止运行，等待新任务。

3精轧FTC设定模型计算模块

    精轧FTC温度设定计算模块主要由配置和初始化数据、TVD曲线计算、温度预测计算和自学习计算等多个模块组成。

3·1  配置和初始化数据

    当设定系统接收到系统给出的轧件信息后，在配置数据中查找相应数据，并完成数据初始化。在读取和配置数据时，程序具备检查数据完整性的功能，如检查到数据不完整信息，及时给出警告提示并退出程序。配置和初始化数据流程见图2。

3·2精轧过程TVD曲线设定模块

    TVD曲线可以用T—V(时间～轧件速度)二维曲线来表示，见图3。设定TVD曲线是FTC保证出口目标温度的重要手段。在带钢头部到达精轧入口时，进行TVD曲线设定。根据TVD曲线的各段特点，在设定曲线时，将曲线分为3个部分来计算，即头部、中部和尾部。但应注意到图3所示只是典型情况，实际生产中的轧制速度制度会根据带钢温度、长度等变化而不同。TVD曲线中各加速度和开始加速位置，可根据带钢在中间辊道上的温降梯度，从配置数据中检索到，作为加速度计算的初值使用。

3．3  自适应计算

    自适应可以使设定模型的计算精度满足过程控制的要求。在FTC模拟计算软件中，带钢尾部离开F₁时，进行自适应计算，不需要触发条件。自适应计算结果存储于层别文件中，以加权方法对下一块带钢相应系数进行修正，以提高模型设定精度。设定模型的自适应包括加速度的自适应计算(图4)和带钢总体温度梯度(图5)的自适应计算。

4模拟计算结果及分析

    使用实验室开发的终轧温度控制模拟软件进行模拟计算，选取SPA—H带钢，含碳量为0．10％～0．19％，精轧入口厚度为40．660mm，精轧出El厚度为4．396mm，带钢目标终轧温度为860℃。通过设定模型计算热带终轧温度、设定带钢温度控制TVD曲线，计算结果与国内某厂现场实际值进行对比(选取的每个样本长5m)，见图6。因为该带钢的成品长度略短，故图6中的速度曲线并不存在高速段。从图6可见，带钢终轧温度模拟计算精度为(860~10)℃，命中率达95％以上。通过模型计算值和实测温度值的比较，说明所采用的设定策略是合理的，设定模型控制精度较高。

5  结语

    本研究对带钢精轧温度控制设定系统采用预设定和修正设定计算方法，给出加速度和通条带钢温度梯度自适应策略，提高了设定模型的计算精度。经实践检验，本设定策略是合理的，设定模型控制精度较高，可在生产现场推广使用。