紊流酸洗数学模型分析 紊流酸洗数学模型分析:刘:姜，，孙清泉(济南钢铁集团公司冷轧板厂，山东济南250101)摘要:酸洗数学模型能提高酸洗效率，既能防止带钢酸洗不足，又能把过酸洗控制在最低限度。 有两个主要的控制点，即酸槽中的酸温度和由喷嘴压力或流量决定的酸的紊流值。酸洗温度是最佳带材速度的函数θ(Vopt ),紊流是酸洗温度的函数p(θ)。 最佳控制策略是仅通过温度来控制酸洗过程。 关键词:带钢酸洗；数学模型；湍流；带材速度；酸洗温度分类号:TG335.5+5，文件识别码:A，文号:1004-4620 (2005) 05-0045-02: 1酸洗工序是冷轧生产线前的关键工序。 根据缩短酸洗时间和提高酸洗质量的发展趋势，酸洗线经历了深度酸洗和浅度酸洗，现已发展为紊流酸洗工艺。 紊流酸洗工艺的发展和技术实现原理是电化学过程在酸洗工艺中的具体应用，考虑了影响酸洗工艺结果的基本参数，包括无氧化皮的铁表面、这些铁表面的可接触性、反应部位的酸交换、酸洗材料的表面温度、酸浓度等。 在没有过程控制模型的酸洗线中，为了保证最佳的酸洗效果，需要手动设定酸洗槽可能的最高温度和喷嘴的最大压力。然而，如果接收的材料是多种多样的或者卷绕程序是可变的，则操作者不可能在正确的时间准确地设置操作过程参数。 因此采用酸洗模型控制计算机，通过一定的控制策略对酸洗线进行控制[1]。控制策略是通过确定特定材料程序的目标温度和喷嘴压力曲线，保证酸洗过程达到最佳状态。 2酸洗控制过程中的紊流酸洗主要是指快速改变和调整喷在带钢表面的酸液流量，以适应当前的带钢速度。 另一个控制点是酸的温度，它主要由流入热交换器的热能控制[2] 图1表明，当带钢速度降低时，可以控制酸液温度和紊流，以避免带钢的过度酸洗。 & nbsp部分I表示带钢1在最佳温度和湍流值下被酸洗；第二部分表明温度降低，酸湍流增加以进行补偿；III段表示温度已经达到了1号带钢和2号带钢都能正常酸洗的数值，速度的变化只能靠湍流的变化来补偿。在这一部分，带钢发生了变化；部分IV表示温度仍然需要降低以达到带钢2的最佳状态，并且在所有的转变中，湍流也被降低以补偿仍然高的温度值；部分v表示带钢2已经达到最佳温度和湍流值。 【接下来】3模型参数之间的关系【3】酸洗模型控制的目的是避免带钢酸洗不足或酸洗过度，主要有两个控制点，即酸槽中的酸温以及取决于喷嘴压力或流量的酸的紊流值。 酸洗的数学模型包括以下参数:湍流、温度θ、带钢速度Vcrt(酸洗速度)、当前酸洗时间tcrt、钢卷温度(HCT)Th、最佳带钢速度Vopt(最佳酸洗速度)和最佳酸洗时间topt。 酸洗温度是最佳带钢速度的函数θ(Vopt ),紊流是酸洗温度的函数p(θ)。 3.1 θ作为Vopt的函数酸洗温度和最佳带钢速度之间的关系是二次函数，如图2所示。 它包含两条曲线，即最大紊流曲线和非紊流状态曲线。 & nbsp& nbsp图2显示了酸洗温度和最佳酸洗速度之间的关系。 这样，根据这个关系曲线，数学模型就可以假定在温度和带速不变的情况下，湍流与带速成线性关系。 对于给定的温度，其最小湍流和最大湍流表示允许的最小和最大带材速度，这决定了湍流对最佳速度的依赖性。 3.2紊流作为酸洗温度的函数紊流和酸洗温度之间的关系如图3所示。 需要指出的是，温度θ和湍动P的零值是达不到的，因为对于酸洗槽来说，酸洗线必须有酸进行酸洗，也就是必须有湍动值。 & nbsp4酸洗线控制策略酸洗线控制只计算正常情况下的设定值。在这种情况下，控制模型必须调整酸温θ和湍流P的参数，以达到最佳酸洗目的，即在防止酸洗不足和酸洗过度的同时，降低酸温，达到最佳经济状态。 图4中的两条曲线反映了每条带钢的最佳酸洗时间间隔。根据当前酸洗温度保温时间，在给定的时间间隔内，θmin，1 < θ < θ max，1和θmin，2 < θ < θ max，2，两条带钢都处于最佳酸洗状态；在特殊情况下，如果温度选择在θmin，2 < θ < θ max，1的范围内，则不需要改变温度来酸洗这两条带钢，因此仅湍流调节就足以保证最佳的带钢质量。 & nbsp据此，采用最简单的控制策略:酸洗过程只受温度控制，新带钢一到就改变温度。 如果在两个连续的时间间隔中有许多不同的条，一些条可能被过度腌制。 5 & nbsp应用酸洗数学模型可以提高酸洗效率，降低运行成本，既可以防止带钢酸洗不足，又可以将酸洗过度控制在最低限度。 同时，通过使用模型优化系统，酸洗槽的温度可以保持在尽可能低的水平，这不仅意味着节约热能，还意味着延长暴露在酸和高温下的设备的使用寿命，减少维修频率。 参考文献:[1]杨杰。轧制过程的数学模型[M]。北京:冶金工业出版社，1983。[2]宋培春，魏光。板带材生产技术[M]。Xi安:Xi交通大学出版社，1989年。[3]赵青峰。连续酸洗线极限参数的优化选择[J].钢铁 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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