【摘 要】
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控制冷却是一种低成本的钢材生产工艺,目前国内部分棒材控冷产线应用基础自动化技术进行逻辑控制,控冷方案主要依赖生产经验,很难做到对材料规格和影响因素进行系统性分析。本课题以某小棒生产线为研究对象,开发小棒产线冷却过程预报系统,实现离线模拟功能,对现场制定控冷生产方案具有较好的指导意义。本文所做的主要研究工作及取得的结果包括:（1）将整个棒材产线按设备分布划分为不同的组件类型,并根据冷却水箱的结构,确
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控制冷却是一种低成本的钢材生产工艺,目前国内部分棒材控冷产线应用基础自动化技术进行逻辑控制,控冷方案主要依赖生产经验,很难做到对材料规格和影响因素进行系统性分析。本课题以某小棒生产线为研究对象,开发小棒产线冷却过程预报系统,实现离线模拟功能,对现场制定控冷生产方案具有较好的指导意义。本文所做的主要研究工作及取得的结果包括:（1）将整个棒材产线按设备分布划分为不同的组件类型,并根据冷却水箱的结构,确定不同位置的换热形式,分别建立换热系数和钢筋温度、水温和流量等变量的数学表达式。（2）根据对称性原则,结合不同单元之间传热面积对热流量和体积对热容量的影响,将钢筋内部的传热过程简化为一维传热模型;根据钢筋成分和温度确定内部不同单元间的热物性参数,将整个冷却过程从时间上划分成多个时间片,每个时间片内物性参数不变,多个循环之后,完成整个冷却过程,得到冷却后钢筋截面上的温度分布情况。（3）开发了一套基于Windows平台的可视化生产控制软件。分别对现场产品规格、冷却水量、初始温度、集管顺序等控冷影响因素进行分析,得到各变量对钢筋冷却效果的影响关系:随着钢筋直径的增加,钢筋心部冷却效果变差;随着冷却水量的增加,钢筋冷却加强效果逐渐减弱;随着初始温度的增加,钢筋整体温度呈线性增长;分段集管顺序相较于集中冷却更易避免钢筋表面温度过低。（4）对现场试验生产工艺和实际生产工艺进行预报验证,预报值和实际值符合性较好,温度偏差在±10℃之内,验证了温度预报模型的可靠性。
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