專利名稱：：一種控制帶鋼頭尾溫度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種控制帶鋼頭尾溫度的方法，尤其涉及一種用于冷軋連續(xù)退火生產(chǎn)線的控制帶鋼頭尾溫度的方法。
背景技術(shù)：
：連續(xù)退火機(jī)組加熱爐概況如圖l所示，采用煤氣加熱，不同厚度，寬度的鋼巻通過焊接實(shí)現(xiàn)在加熱爐內(nèi)連續(xù)通板，按工藝要求的目標(biāo)溫度(可以在上下限范圍內(nèi)波動(dòng))進(jìn)行退火處理，以滿足產(chǎn)品的機(jī)械特性。連續(xù)退火機(jī)組加熱爐的控制分為爐溫控制和帶溫控制。爐溫控制模型以控制加熱爐出口實(shí)際爐溫為目標(biāo)，考慮加熱爐入口帶溫和帶鋼秒流量對爐溫的影響，建立了多變量預(yù)測控制算法，減少與設(shè)定爐溫的偏差從而達(dá)到加熱帶鋼的目的。采用帶溫模型控制時(shí)，模型將帶鋼溫度作為目標(biāo)，計(jì)算得出控制數(shù)據(jù)(如煤氣流量等)后設(shè)定下傳給儀表控制實(shí)際帶溫。在下一鋼巻到達(dá)加熱爐入口前，即模型預(yù)測控制范圍內(nèi)，現(xiàn)有技術(shù)把相應(yīng)控制目標(biāo)(下巻帶溫)不作過渡部位的溫度軌跡處理，直接填入模型的控制數(shù)據(jù)區(qū)域，如圖2。如前后鋼巻板厚發(fā)生變化時(shí)，焊縫過渡部位溫度肯定波動(dòng)，甚至超過工藝要求的退火溫度范圍，導(dǎo)致過渡部位性能波動(dòng)大或不合格。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種控制帶鋼頭尾溫度的方法，當(dāng)帶鋼的厚度、寬度和/或目標(biāo)溫度其中變化時(shí)，優(yōu)化帶鋼焊縫處的退火溫度及其控制精度，確保整個(gè)帶鋼退火溫度的波動(dòng)處在允許范圍內(nèi)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種控制帶鋼頭尾溫度的方法，其包括如下步驟-A.利用檢測儀，檢測帶鋼焊縫位置；4B.利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算前后帶鋼在加熱爐出口的板溫預(yù)測值，并得出兩者之間的板溫變化量；C.考慮板溫變化量，按照上一巻帶鋼尾部和下一巻帶鋼頭部的板溫預(yù)測值不低于帶鋼要求的最低退火溫度的原則，確定焊縫處上下帶鋼的目標(biāo)板溫;D.根據(jù)得到的目標(biāo)板溫，利用加熱爐升溫過程的經(jīng)驗(yàn)公式，確定焊接處的目標(biāo)板溫軌跡；E.根據(jù)目標(biāo)板溫軌跡和板溫預(yù)測值之間的差值，計(jì)算焊縫前后煤氣流量補(bǔ)償值；F.將煤氣流量補(bǔ)償值與模型計(jì)算的煤氣流量設(shè)定值相加，一起傳給加熱爐儀表；G.加熱爐儀表通過回路控制煤氣閥門的開度。優(yōu)選地，所述步驟B中用于計(jì)算前后帶鋼在加熱爐出口板溫預(yù)測值的數(shù)學(xué)模型為,三7F—=1—exp1其中-SVF:爐溫系數(shù)；Tout:板溫預(yù)測値；TH:板厚；VS:爐內(nèi)帶鋼運(yùn)行速度(加熱爐出口時(shí)的帶鋼運(yùn)行速度)；TF:爐溫；TSi:加熱爐入口帶鋼溫度；sls4:模型學(xué)習(xí)參數(shù)；TV:THXVS;TVave:TV的平均値；TFave:TF的平均値；優(yōu)選地，所述步驟E中煤氣流量補(bǔ)償值的計(jì)算方法為5氣,(o=^-^--w+5>(乂')鮮其中:t時(shí)刻的煤氣流量補(bǔ)償值；":控制量的權(quán)重；r:目標(biāo)板溫；y:實(shí)際板溫；DVF:爐溫微分系數(shù)；Nl:控制響應(yīng)延遲時(shí)間；N2:最大預(yù)測范圍時(shí)間；P(j):板溫偏差的權(quán)重；Gj:控制增益系數(shù)；i，j:時(shí)間序列;r(t+j):經(jīng)過焊縫處的目標(biāo)板溫；y(t)+△h(t+i):預(yù)測的出口板溫。w取值范圍為0.30.8，Nl為24，N2為610。優(yōu)選地，在所述步驟A之前，提前6-IO分鐘對帶鋼規(guī)格進(jìn)行判斷，如前后帶鋼規(guī)格一致，則不進(jìn)行上述帶鋼焊縫前后板溫的控制計(jì)算，程序結(jié)束；否則，執(zhí)行步驟A。優(yōu)選地，在所述步驟E中，煤氣補(bǔ)償值每分鐘計(jì)算一次。本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果能根據(jù)具體情況，合理確定焊縫處的目標(biāo)板溫，確保前后帶鋼焊縫處的溫度不低于下限溫度，保證產(chǎn)品質(zhì)量合格。圖1為加熱爐內(nèi)的帶鋼分布示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的控制流程圖；圖3為本實(shí)用新型的控制流程圖；圖4為本實(shí)用新型的控制邏輯圖；圖5為一種比較例的控制曲線圖；圖6為另一種比較例的控制曲線圖；圖7為一種實(shí)施例的控制曲線圖；圖8為另一種實(shí)施例的控制曲線圖。具體實(shí)施例方式如圖3，4所示A。利用焊縫檢測儀，在下一巻帶鋼進(jìn)加熱爐之前的一定距離內(nèi)，檢測帶鋼焊縫。B.利用數(shù)學(xué)模型，計(jì)算前后帶鋼在加熱爐出口的板溫預(yù)測值Tout以及板溫變化量。該數(shù)學(xué)計(jì)算公式-7b"/={7F—r測.,+7577F—757Lsi(rF—池ve)+s2。7T(7T—7Yavt')+、■7T(7F-7F"ve)十.s4其中SVF:爐溫系數(shù)；Tout:板溫予頁領(lǐng)!j値；TH:板厚；VS:爐內(nèi)帶鋼運(yùn)行速度(加熱爐出口時(shí)的帶鋼運(yùn)行速度)；TF:爐溫；TSi:加熱爐入口帶鋼溫度；sls4:模型學(xué)習(xí)參數(shù)；TV:THXVS;TVave:TV的平均値；TFave:TF的平均値。C.結(jié)合帶鋼的材質(zhì)特點(diǎn)(如工藝要求的退火溫度目標(biāo)值和上下限范圍)，利用計(jì)算出的板溫預(yù)測值Tout比較前后帶鋼的溫度偏差，確保相連接的上一巻帶鋼尾部和下一巻帶鋼頭部的板溫預(yù)測值不低于帶鋼要求的最低退火溫度(根據(jù)工藝要求，板溫低會造成性能不合格)，制定前后帶鋼悍縫處的目標(biāo)溫度。D.根據(jù)得到的焊縫處前后帶鋼的目標(biāo)板溫，根據(jù)加熱爐升溫過程的經(jīng)驗(yàn)說明書第5/6頁公式，計(jì)算得出焊縫處的目標(biāo)板溫軌跡，在本實(shí)施例中，連續(xù)退火加熱爐通常板溫變動(dòng)在焊縫進(jìn)入加熱爐前8分鐘開始，以不高于5。C/分的速度設(shè)定目標(biāo)板溫軌跡。E.根據(jù)確定的焊接處目標(biāo)溫度軌跡和出口板溫預(yù)測值之間差值，每分鐘計(jì)算一次煤氣流量補(bǔ)償值，確保焊縫處的帶鋼溫度控制符合工藝要求。該計(jì)算煤氣流量補(bǔ)償值的數(shù)學(xué)公式為2p(;)鮮(,+7)(/+y)—{力+/)+j(,川△，(0=^-^-戶wi其中-:t時(shí)刻的煤氣流量補(bǔ)償值；":控制量的權(quán)重；r:目標(biāo)板溫；y:實(shí)際板溫；DVF:爐溫微分系數(shù)；Nl:控制響應(yīng)延遲時(shí)間；N2:最大預(yù)測范圍時(shí)間；P(j):板溫偏差的權(quán)重；Gj:控制增益系數(shù)；i，j:時(shí)間序列;r(t+j):經(jīng)過焊縫處的目標(biāo)板溫；y(t)+Ah(t+i):預(yù)測的出口板溫。F.煤氣流量補(bǔ)償值與模型計(jì)算的煤氣流量設(shè)定值相加，一起傳給加熱爐儀表。G.加熱爐儀表通過PID回路控制煤氣閥門的開度，實(shí)現(xiàn)加熱爐的精確加執(zhí)。"、、o本實(shí)用新型的實(shí)施例如表1所示表1為前后帶鋼焊縫處板溫不控制和控制的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>如圖5、6、7、8所示，其中l(wèi)為修正后的目標(biāo)板溫rC)，2為實(shí)際板溫rC)，3為原始目標(biāo)板溫(。C)，4為實(shí)際煤氣流量(Nm3/hr)，5為設(shè)定煤氣流量(Nm3/hr)，6為機(jī)組速度(mpm)，7為帶厚(mm)。如圖5所示，其中B部分的原始目標(biāo)帶溫3溫度未作升溫軌跡處理，造成降溫過頭。A部分的機(jī)組速度6進(jìn)行人工了減速干預(yù)，但仍無法阻止降溫過頭趨勢。權(quán)利要求1.一種控制帶鋼頭尾溫度的方法，其包括如下步驟A.利用檢測儀，檢測帶鋼焊縫位置；B.利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算前后帶鋼在加熱爐出口的板溫預(yù)測值，并得出兩者之間的板溫變化量；C.考慮板溫變化量，按照上一卷帶鋼尾部和下一卷帶鋼頭部的板溫預(yù)測值不低于帶鋼要求的最低退火溫度的原則，確定焊縫處上下帶鋼的目標(biāo)板溫；D.根據(jù)得到的目標(biāo)板溫，利用加熱爐升溫過程的經(jīng)驗(yàn)公式，確定焊接處的目標(biāo)板溫軌跡；E.根據(jù)目標(biāo)板溫軌跡和板溫預(yù)測值之間的差值，計(jì)算焊縫前后煤氣流量補(bǔ)償值；F.將煤氣流量補(bǔ)償值與模型計(jì)算的煤氣流量設(shè)定值相加，一起傳給加熱爐儀表；G.加熱爐儀表通過回路控制煤氣閥門的開度。2.如權(quán)利要求1所述的控制帶鋼頭尾溫度的方法，其特征在于所述步驟B中用于計(jì)算前后帶鋼在加熱爐出口板溫預(yù)測值的數(shù)學(xué)模型為卿;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中-SVF:爐溫系數(shù)；Tout:板溫預(yù)測値；TH:板厚;VS:爐內(nèi)帶鋼運(yùn)行速度(加熱爐出口時(shí)的帶鋼運(yùn)行速度)；TF:爐溫；TSi:加熱爐入口帶鋼溫度；sls4:模型學(xué)習(xí)參數(shù)；TV:THXVS;TVave:TV的平均値；TFave:TF的平均値；3.如權(quán)利要求2所述的控制帶鋼頭尾溫度的方法，其特征在于所述步驟E中煤氣流量補(bǔ)償值的計(jì)算方法為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>Zp(刀鮮(W)2'G尸其中-4"一t時(shí)刻的煤氣流量補(bǔ)償值；":控制量的權(quán)重；r:目標(biāo)板溫；y:實(shí)際板溫；DVF:爐溫微分系數(shù)；Nl:控制響應(yīng)延遲時(shí)間；N2:最大預(yù)測范圍時(shí)間；P(j):板溫偏差的權(quán)重；Gj:控制增益系數(shù)；i，j:時(shí)間序列;r(t+j):經(jīng)過焊縫處的目標(biāo)板溫；y(t)+Ah(t+i):預(yù)測的出口板溫。4.如權(quán)利要求3所述的控制帶鋼頭尾溫度的方法，其特征在于在所述步驟A之前，提前6-10分鐘對帶鋼規(guī)格進(jìn)行判斷，如前后帶鋼規(guī)格一致，則不進(jìn)行上述帶鋼焊縫前后板溫的控制計(jì)算，程序結(jié)束；否則，執(zhí)行步驟A。5.如權(quán)利要求4所述的控制帶鋼頭尾溫度的方法，其特征在于在所述步驟E中，煤氣補(bǔ)償值每分鐘計(jì)算一次。全文摘要本發(fā)明公開了一種控制帶鋼頭尾溫度的方法，包括如下步驟，A.利用檢測儀，檢測帶鋼焊縫位置；B.利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算前后帶鋼在加熱爐出口的板溫預(yù)測值，并得出兩者之間的板溫變化量；C.考慮板溫變化量，按照上一卷帶鋼尾部和下一卷帶鋼頭部的板溫預(yù)測值不低于帶鋼要求的最低退火溫度的原則，確定焊縫處上下帶鋼的目標(biāo)板溫；D.根據(jù)得到的目標(biāo)板溫，利用加熱爐升溫過程的經(jīng)驗(yàn)公式，確定焊接處的目標(biāo)板溫軌跡；E.根據(jù)目標(biāo)板溫軌跡和板溫預(yù)測值之間的差值，計(jì)算煤氣流量補(bǔ)償值；F.將煤氣流量補(bǔ)償值與模型計(jì)算的煤氣流量設(shè)定值相加，一起傳給加熱爐儀表；G.加熱爐儀表通過回路控制煤氣閥門的開度。文檔編號C22C1/00GK101519735SQ20081003382公開日2009年9月2日申請日期2008年2月25日優(yōu)先權(quán)日2008年2月25日發(fā)明者何建鋒,林莉軍申請人:寶山鋼鐵股份有限公司;寶鋼新日鐵汽車板有限公司