在热连轧带钢生产中，如何做到既保证带钢头部及全长的终轧温度在要求的范围内，又保证较高的生产率，一直是现代热连轧生产技术人员研究的重要课题。实际生产中影响终轧温度的因素很多，但其中最主要的因素之一是精轧温度模型的计算精度。提高终轧温度的精确度，提出符合生产条件且行之有效的温度控制模型，是十分必要的。目前由于热连轧生产线采了计算机控制，带钢的终轧温度的控制精度进一步提高，同时还能利用反馈系统等计算机辅助手段对轧件温度进行在线调节，这为提高终轧温度的控制精度提供了便利条件。本文详细介绍热连轧精轧机组温度控制数学模型，这对于提高终轧温度计算精度，进一步改善产品质量具有十分重要的理论意义和实际指导意义。

1 机架间温度控制数学模型研究

精轧机组温降模型是热连轧的关键模型。图1 是热连轧精轧机组设备布置图，从图中我们可以看出，精轧入口处设有高温计、热金属检测仪各一台。精轧f7 出口处设高温计、厚度仪和宽度仪各一台。卷曲机入口处有高温计一台。机架间设有活套。精轧前设有除鳞箱，清除次生氧化铁皮。为了提高带钢表面质量，进一步清除再生氧化铁皮，在f1-f2’ 机架后设有高压水除鳞装置。在精轧各机架间有喷水冷却喷嘴。

1.1机架间温度变化区段分析

准确地计算精轧各个环节的温度变化是分析带钢热连轧过程的重要前提。本文以热轧带钢实际生产过程为计算条件，把热连轧精轧温降过程归结为以下5 种基本传热环节：

1）带钢（钢坯，板坯）在辊道上或机架间传送时的温降；

2）喷水或高压水除鳞时的温降；

3）轧制时的带钢与轧辊接触时产生的变形温升；

4）轧制时的带钢与轧辊接触时产生的温度变化；

5）轧制时的带钢与轧辊间的摩擦所产生的温度变化。

带钢在精轧过程中的温度变化过程如图2 所示。从图中可以看出，整个温度变化过程又可为3 个区域。

1空冷区

如图2 所示1，2区为空冷区。当喷嘴未打开时，,5区也为空冷区。

2水冷区

水冷区有除鳞区、轧辊冷却区和机架间喷水冷却区，三个区域的对流换热系数不同。

3带钢与轧辊接触区

接触区带钢温度变化分为：带钢与轧辊接触温降、变形温升和摩擦温升三个部分。

该空冷温降模型物理意义明确、结构完整，充分反映了精轧出口温度、比热、厚度等各主要因素的影响，能够较精确地计算出轧件轧制过程中由空冷引起的温降。提高轧件热辐射系数计算精度，可以提高空冷温降计算精度。空冷温降模型通过建立其与轧件厚度的线性关系来计算。可是轧件的热辐射系数与许多物理因素有关如轧件表面上的氧化铁皮的程度，氧化铁皮较多时其值较大，反之较小，因此如果增加一些其它的影响因素如轧件温度，重新建立线性关系，该模型精度有可能进一步提高。

1.2 温度模型介绍

1.2.1 空冷温度模型

带钢自由表面在空冷过程中，主要有热辐射和热对流两种传热方式。热带轧制时的辐射传热是通过轧件的高温表面以辐射的形式向外散失热量，而对流传热为自然对流，它引起的温降约为辐射温降的1%，且在高温区对流热量损失只占总热量损失的5%-7%，因此可以只考虑辐射损失，而把其他影响都包含在根据实测数据确定的辐射率£。

1.2.2 水冷温降模型

因水冷时带钢在长度和宽度方向上的传热条件均比较一致，故可认为长度和宽度方向上温度分布均匀。因带钢较薄，故可认为在一定的厚度范围内，沿厚度方向上的温度相同，这样，带钢水冷过程就简化为零维非稳态导热问题。机架间冷却实质上属于低压喷水冷却，虽然工作压力较小，但是流量比较大，带钢是在层流水中通过，所以，它也是强迫对流的一种形式。

该模型考虑了带钢与冷却水之间的热传导以及喷水对带钢的影响，对各种影响对流换热的因素考虑地较全面。该模型可以满足较高控制精度的要求，是一种较先进的水冷温度控制模型。

1.2.3 接触温降模型

轧制过程中，温度较高的钢板和温度较低的轧辊发生接触，钢板热量流向轧辊，使得钢板温度降低。该模型考虑了带钢与轧辊之间的热传导对带钢温度的影响，对各种影响接触换热的因素考虑地较全面。

1.2.4变形升温模型

研究表明，金属在塑性变形过程中，轧辊传递给轧件的机械能，在使轧件发生形状改变的同时，还会使金属产生加工硬化，在随后的再结晶过程中，加工硬化组织中累积的机械能就会以热能的形式释放出来，使轧件的温度升高。

1.2.5摩擦升温模型

带钢与轧辊相互摩擦产生的热量是由一部分塑性变形功转化来的。假若变形区中粘着区范围很大，则此部分热量可以忽略不计。但是，精轧时滑动区范围很大，克服摩擦的功增大，接触摩擦所产生的热量就不能忽略了。

2计算结果及分析

本研究中给出的带钢在轧制过程中温度变化模型物理意义明确，是理论性很强的数学模型。实际上，现场很难对带钢机架间温度进行测量，也不可能得到轧制过程温度变化的真实值。为了验证本文所阐述规律，将精轧温度控制软件的精轧出口温度计算值，与国内某厂的精出口温度实测值进行了比较，如图3 所示。

从图中可见，由精轧温度控制软件计算所得的带钢精轧出口温度与现场实测值之差在7 $. 8之内，这可以间接证明本研究中带钢在轧制过程中的温度变化规律接近真实情况。采用本文模型的计算结果与实际生产数据吻合良好，证明了该模型完全可以适合生产现场实际。

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