热轧带钢卷取温度直接影响成品带钢的微观组织和性能,而卷取温度的控制精度主要取决于层流冷却系统的控制。本文以某1700热轧厂层流冷却控制系统改造项目为背景,以带钢层流冷却控制系统为研究对象,从传热学机理出发,建立了现场使用的层流冷却数学模型。自从在线运行以来,改造后层流冷却系统运行稳定、可靠,控制精度高,显著提高了产品的性能。本文的主要研究内容如下:(1)从经典传热理论出发,分析该热轧厂层流冷却系统改造前数学模型的原理、具体形式以及模型的特点,建立了现场使用的层流冷却系统数学模型。(2)介绍该厂原层流冷却控制系统的结构、功能和冷却策略等,分析原系统控制精度较低的原因。针对该厂实际情况对层流冷却控制系统进行改造,开发新层流冷却控制系统。改造后层流冷却控制系统包括预设定计算、修正设定计算、反馈控制、前馈控制和自学习等功能,并对这些功能进行详细分析和介绍。(3)该厂原层流冷却系统存在厚规格带钢表面带水、板形瓢曲等现象,严重影响了卷取温度的控制精度。新系统开发了二十余种冷却策略供选择使用,有效解决了上述问题,保证了产品的性能。(4)在升速轧制制度下,带钢在层流冷却区内既有较大升速,也有较大降速,需对带钢速度进行前馈补偿控制。针对带钢在层冷区内升速和降速两种情况分别以不同的计算方式预报带钢样本速度,现场应用表明这种预报带钢速度的方法是有效的,实现了较高的卷取温度控制精度。(5)数据保存采用Oracle9i数据库,数据库客户端通过配置监听器访问数据库服务器,为了方便查询和分析数据,采用Visual Basic 2005开发了数据查询系统。为了便于对系统维护,采用Visual C++语言开发了模型维护工具。(6)改造后层流冷却系统自从投入在线运行以来,在带钢速度和终轧温度波动较大的情况下,该系统仍然运行稳定,具有较高的卷取温度控制精度,显著改善了产品的质量和性能。