热轧带钢层流冷却装置与CTC系统的研究

作     者：李军 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙旭光

授予年度：2007年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：层流冷却 层流冷却装置 CFD 数学模型 计算机控制 

摘      要：控制冷却是热轧钢材生产过程中控制与改善钢材质量的重要途径,带钢层流冷却温度控制是热轧带钢生产过程中控制冷却经常采用的一种主要技术方法。 本文的研究是建立在某带钢厂层流冷却计算机控制系统改造的基础之上的。带钢层流冷却卷取温度控制不仅要求带长方向温度保持在所要求范围内,还需要保证在带钢宽度方向上冷却均匀性,论文的主要研究内容就针对这两个方面进行的,其主要内容如下: (1)带钢宽度方向均匀性的研究是建立在CFD技术之上。CFD仿真技术是流体力学研究的一种新兴方法,本文利用它对层流冷却装置的内部流动进行仿真分析,通过对不同内部结构的流场进行模拟分析,找出在带钢宽度方向上冷却均匀性较好的那类模型;并对模型进行改进。 (2)为了比较精确的得出冷却水与带钢表面的强迫对流换热面积,比较精确的确定数学模型,本文利用CFD技术对冷却水自由下落后流场进行仿真研究;此外对CFD技术在钢铁行业中的应用也进行了初步的研究。 (3)带钢长度方向的温度控制是通过分析改进计算机控制系统部分硬件结构、编写计算机控制软件进行的。论文介绍了对层流冷却控制系统硬件改造的情况;并以传热学为基础,介绍了几种数学模型;对层流冷却控制系统的结构以及控制算法进行了分析;这些为控制软件的实施打下了基础。 (4)利用高级语言编制软件,在高稳定性、高可靠性、高温度命中率的要求前提下,力求设计一套交互性、操作性好的友好界面。对软件进行了在线的调试,并最终全部投入长时间的在线运行,取得了较好的控制效果。