本發(fā)明涉及冶金方法，更具體地說，涉及考慮拉矯破鱗效果的酸洗時(shí)間預(yù)報(bào)方法。

背景技術(shù)：

本發(fā)明來源于現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)踐，尤其涉及一種考慮到拉矯破鱗效果的酸洗時(shí)間預(yù)報(bào)方法。

酸洗槽是帶鋼酸洗線中去除帶鋼表面氧化鐵皮的主要設(shè)備，是決定帶鋼酸洗線生產(chǎn)線能力的關(guān)鍵性設(shè)備。酸洗時(shí)間決定帶鋼通過酸洗槽的速度，因而酸洗時(shí)間的計(jì)算對(duì)于指導(dǎo)操作人員控制帶鋼通過酸槽的速度有實(shí)際意義。當(dāng)酸液的溫度，濃度，紊流度等不變時(shí)，酸洗時(shí)間是可計(jì)算的值。

破鱗是由拉矯機(jī)完成的，通過壓應(yīng)力和張應(yīng)力的作用，將熱軋帶鋼表面堅(jiān)硬的氧化鐵皮被破壞，更加有利于酸液與其反應(yīng)。因此破鱗是紊流酸洗工藝中的一道重要的環(huán)節(jié)，破鱗的效果對(duì)酸洗速率的提升具有重要的作用。

在生產(chǎn)中，由于拉矯機(jī)與酸槽是連接在一起的，因此酸洗時(shí)間的計(jì)算在理論上必須考慮拉矯機(jī)的影響。而現(xiàn)有酸洗時(shí)間計(jì)算模型通常忽略了拉矯機(jī)的影響因素，導(dǎo)致酸洗時(shí)間計(jì)算不夠精確，繼而影響到帶鋼通過酸洗槽的速度的計(jì)算，降低了機(jī)組的生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的現(xiàn)有酸洗時(shí)間計(jì)算模型通常忽略了拉矯機(jī)的影響因素的問題，本發(fā)明的目的是提供考慮拉矯破鱗效果的酸洗時(shí)間預(yù)報(bào)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種考慮拉矯破鱗效果的酸洗時(shí)間預(yù)報(bào)方法，包括以下步驟：

步驟a，收集試驗(yàn)參數(shù)；

步驟b，構(gòu)造拉矯破鱗對(duì)酸洗時(shí)間的影響系數(shù)模型；

步驟c，通過回歸方法計(jì)算影響系數(shù)模型的參數(shù)；

步驟d，構(gòu)造考慮酸洗液濃度、溫度和拉矯破鱗影響下的酸洗時(shí)間計(jì)算模型；

步驟e，通過回歸方法計(jì)算酸洗時(shí)間系數(shù)；

步驟f，根據(jù)酸洗時(shí)間計(jì)算模型計(jì)算酸洗時(shí)間；

步驟g，由最優(yōu)解得到酸洗時(shí)間的計(jì)算公式；

步驟h，計(jì)算考慮到工況影響的酸洗時(shí)間。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，步驟a的試驗(yàn)參數(shù)包括：拉矯機(jī)壓下量x，壓下量中心點(diǎn)x₀、拉矯機(jī)張力F、不經(jīng)過拉矯機(jī)破鱗的酸洗時(shí)間t₀。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，拉矯破鱗對(duì)酸洗時(shí)間的影響系數(shù)模型為：

式中，t_p為拉矯破鱗的影響系數(shù)；u,P為模型參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，步驟c進(jìn)一步包括：

步驟c1，通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)收集酸洗液在平均濃度(如15％)和溫度(如80℃)條件下，n組張力F_i(i＝1,2,3,...n)與m組壓下量x_j(j＝1,2,3,...m)及與之所對(duì)應(yīng)的最佳酸洗時(shí)間t_pij；

步驟c2，回歸計(jì)算，得到u和P的最優(yōu)解。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，酸洗時(shí)間計(jì)算模型為：

式中，B為酸洗液濃度影響系數(shù)、D為酸洗液溫度影響系數(shù)、A為零次項(xiàng)影響系數(shù)，C為酸液濃度，T為酸液溫度。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，通過回歸方法計(jì)算酸洗時(shí)間系數(shù)A,B,D的步 驟為：

步驟e1，通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)收集拉矯機(jī)在平均張力和壓下量條件下，n組酸洗液濃度C_i(i＝1,2,3,...n)與m組酸洗液溫度T_j(j＝1,2,3,...m)及與之所對(duì)應(yīng)的最佳酸洗時(shí)間t_ij；

步驟e2，回歸計(jì)算，得到A,B,D的最優(yōu)解。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，步驟f計(jì)算最終酸洗時(shí)間系數(shù)Y＝{A,B,D}，具體步驟為：

步驟f1，通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)收集拉矯機(jī)在特定張力和壓下量條件下，n組酸洗液濃度C_i(i＝1,2,3,...n)與m組酸洗液溫度T_j(j＝1,2,3,...m)及與之所對(duì)應(yīng)的最佳酸洗時(shí)間t'_ij；

步驟f2，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際給定初步酸洗時(shí)間系數(shù)的初始值Y₀＝{A₀,B₀,D₀}和優(yōu)化步長□Y＝{□A,□B,□D}，優(yōu)化參數(shù)k＝n□m；

步驟f3，令Y＝Y(jié)₀+k□Y

步驟f4，計(jì)算與C_i和T_j對(duì)應(yīng)的初步酸洗時(shí)間計(jì)算值

$t_{ij}={10}^{A+{\mathrm{BlgC}}_i+\frac{D}{T_j+273}+\lg \left(t_0\right)};$

步驟f5，構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)式

$G\left(Y\right)=\mathrm{\α}\frac{1}{mn}\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{(t_{ij}^{\′}-t_{ij})}^2}+(1-\mathrm{\α})max\left\{\right|t_{ij}^{\′}-t_{ij}|,i=1,2,...,n;j=1,2,...,m\};$

步驟f6，判斷Powell條件是否成立？成立則出入步驟f7；不成立則令k＝k+1轉(zhuǎn)入步驟f3；

步驟f7，計(jì)算出G(Y)取最小值的Y＝{A,B,D}最優(yōu)解。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，由最優(yōu)解Y＝{A,B,D}得到t的計(jì)算公式

$t={10}^{A+BlgC+\frac{D}{T+273}+lg\left(t_0\right)}.$

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，考慮到工況影響的酸洗時(shí)間為：

$t=\mathrm{\δ}{10}^{A+BlgC+\frac{D}{T+273}+\lg \left(t_0\right)};$

式中，δ為工況調(diào)整系數(shù)，具體根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際取值，取值范圍為0.8～1.2。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的考慮拉矯破鱗效果的酸洗時(shí)間預(yù)報(bào)方法結(jié)合了帶鋼酸洗生產(chǎn)線拉矯機(jī)的設(shè)備與工藝特點(diǎn)，提供一種考慮拉矯破鱗效果的酸洗時(shí)間預(yù)報(bào)方法。本發(fā)明較原有酸洗時(shí)間計(jì)算方法和結(jié)果更為準(zhǔn)確，解決了現(xiàn)場生產(chǎn)難題，提高了帶鋼的酸洗速度，提升了經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明考慮拉矯破鱗效果的酸洗時(shí)間預(yù)報(bào)方法的流程圖；

圖2是步驟f的具體計(jì)算流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1所示，為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

步驟a，收集試驗(yàn)參數(shù)：拉矯機(jī)壓下量x，壓下量中心點(diǎn)x₀、拉矯機(jī)張力F、不經(jīng)過拉矯機(jī)破鱗的酸洗時(shí)間t₀；

步驟b，構(gòu)造拉矯破鱗對(duì)酸洗時(shí)間的影響系數(shù)的模型：

$t_p=\frac{t_0(1-\frac{u}{F})}{1+{\left(\frac{x}{x_0}\right)}^p}+\frac{u}{F}{t}_0$

式中，t_p為拉矯破鱗的影響系數(shù)；u,P為模型參數(shù)；

步驟c，通過回歸方法計(jì)算u,P：

步驟c1，通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)收集酸洗液在平均濃度(如15％)和溫度(如80℃)條件下，n組張力F_i(i＝1,2,3,...n)與m組壓下量x_j(j＝1,2,3,...m) 及與之所對(duì)應(yīng)的最佳酸洗時(shí)間t_pij；

步驟c2，回歸計(jì)算，得到u和P的最優(yōu)解；

步驟d，構(gòu)造考慮酸洗液濃度、溫度和拉矯破鱗影響下的酸洗時(shí)間計(jì)算模型

$t={10}^{A+B\lg \left(C\right)+\frac{D}{T+273}+\lg \left(t_p\right)}$

式中，B為酸洗液濃度影響系數(shù)、D為酸洗液溫度影響系數(shù)、A為零次項(xiàng)影響系數(shù)，C為酸液濃度，T為酸液溫度；

步驟e，通過回歸方法計(jì)算酸洗時(shí)間系數(shù)A,B,D：

步驟e1，通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)收集拉矯機(jī)在平均張力和壓下量條件下，n組酸洗液濃度C_i(i＝1,2,3,...n)與m組酸洗液溫度T_j(j＝1,2,3,...m)及與之所對(duì)應(yīng)的最佳酸洗時(shí)間t_ij；

步驟e2，回歸計(jì)算，得到A,B,D的最優(yōu)解。

步驟f，根據(jù)模型計(jì)算酸洗時(shí)間。

如圖2所示，計(jì)算最終酸洗時(shí)間系數(shù)Y＝{A,B,D}，可采用以下由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的步驟：

步驟f1，通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)收集拉矯機(jī)在特定張力和壓下量條件下，n組酸洗液濃度C_i(i＝1,2,3,...n)與m組酸洗液溫度T_j(j＝1,2,3,...m)及與之所對(duì)應(yīng)的最佳酸洗時(shí)間t'_ij；

步驟f2，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際給定初步酸洗時(shí)間系數(shù)的初始值Y₀＝{A₀,B₀,D₀}和優(yōu)化步長□Y＝{□A,□B,□D}，優(yōu)化參數(shù)k＝n□m；

步驟f3，令Y＝Y(jié)₀+k□Y

步驟f4，計(jì)算與C_i和T_j對(duì)應(yīng)的初步酸洗時(shí)間計(jì)算值

$t_{ij}={10}^{A+{\mathrm{BlgC}}_i+\frac{D}{T_j+273}+\lg \left(t_0\right)};$

步驟f5，構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)式

$G\left(Y\right)=\mathrm{\α}\frac{1}{mn}\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{(t_{ij}^{\′}-t_{ij})}^2}+(1-\mathrm{\α})max\left\{\right|t_{ij}^{\′}-t_{ij}|,i=1,2,...,n;j=1,2,...,m\};$

步驟f6，判斷Powell條件是否成立？成立則出入步驟f7；不成立則令k＝k+1轉(zhuǎn)入步驟f3；

步驟f7，計(jì)算出G(Y)取最小值的Y＝{A,B,D}最優(yōu)解。

步驟g，由最優(yōu)解Y＝{A,B,D}得到t的計(jì)算公式

步驟h，計(jì)算考慮到工況影響的酸洗時(shí)間(式中，δ為工況調(diào)整系數(shù)，取值范圍為0.8～1.2，具體根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際取值)。

下面通過一個(gè)實(shí)施例來進(jìn)一步說明上述技術(shù)方案。

實(shí)施例

步驟a，收集試驗(yàn)參數(shù)：拉矯機(jī)的平均壓下量x₀＝12、無拉矯機(jī)破鱗的酸洗時(shí)間t₀＝80s；

步驟b，構(gòu)造拉矯破鱗對(duì)酸洗時(shí)間的影響系數(shù)計(jì)算模型：

$t_p=\frac{t_0(1-\frac{u}{F})}{1+{\left(\frac{x}{x_0}\right)}^P}+\frac{u}{F}{t}_0,$式中：

t_p—拉矯破鱗對(duì)酸洗時(shí)間的影響系數(shù)；

u,P—拉矯破鱗對(duì)酸洗時(shí)間的影響系數(shù)模型的參數(shù)。

步驟c，計(jì)算u,P：收集現(xiàn)場給出的特定濃度和溫度條件下，100組張力F_i(i＝1,2,3,...100)與100組壓下量x_j(j＝1,2,3,...100)及與之所對(duì)應(yīng)的最佳酸洗時(shí)間t_pij，可以得到{u＝2,P＝-4}最優(yōu)解；

步驟d，得到t_p的計(jì)算公式：

$t_p=\frac{80(1-\frac{2}{F})}{1+{\left(\frac{x}{x_0}\right)}^{-4}}+\frac{2}{F}80$

步驟e，構(gòu)造考慮酸洗液濃度、溫度和拉矯機(jī)破鱗影響下的酸洗時(shí)間 計(jì)算模型：

$t={10}^{A+B\lg C+\frac{D}{T+273}+\lg \left(t_0\right)},$式中：

B—酸洗液濃度影響系數(shù)；

D—酸洗液溫度影響系數(shù)；

A—常數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際取值。

步驟f，計(jì)算最終酸洗時(shí)間系數(shù)A,B,D：收集現(xiàn)場給出的平均張力和平均壓下量條件下，100組酸洗液濃度C_i(i＝1,2,3,...100)與100組酸洗液溫度T_j(j＝1,2,3,...100)及與之所對(duì)應(yīng)的最佳酸洗時(shí)間t_ij，得到{A＝-2,B＝-2,D＝54}最優(yōu)解；

步驟g，得到t的計(jì)算公式：

步驟h，將拉矯機(jī)張力F＝60、壓下量x＝20，酸洗液濃度C＝5％，溫度T＝90等已知參數(shù)代入公式，計(jì)算得到酸洗時(shí)間t＝76.01。

根據(jù)實(shí)測酸洗時(shí)間為t'＝77.5，由于|(t-t')/t'|＝0.019≤0.05，可知其誤差非常小，滿足現(xiàn)場要求。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。