一種防止退火爐帶鋼熱瓢曲的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及帶鋼退火處理技術(shù)，特別涉及一種防止退火爐帶鋼發(fā)生熱瓢曲的控制方法。主要解決視頻監(jiān)視存在的調(diào)整滯后性的技術(shù)問題。本發(fā)明技術(shù)方案為：一種防止退火爐帶鋼發(fā)生熱瓢曲的控制方法，包括以下步驟，爐輥初始凸度數(shù)據(jù)、帶鋼基本數(shù)據(jù)和爐內(nèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集；通過爐輥張力值獲取、爐輥溫度值獲取、爐輥凸度值獲取，根據(jù)上述各種參數(shù)進(jìn)行熱瓢曲風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，最后進(jìn)行熱瓢曲風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)、張力、速度自適應(yīng)調(diào)整。當(dāng)帶鋼發(fā)生熱瓢曲的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，調(diào)整帶鋼張力、帶鋼速度避免熱瓢曲的發(fā)生。
【專利說明】一種防止退火爐帶鋼熱瓢曲的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶鋼退火處理技術(shù)，特別涉及一種防止退火爐帶鋼發(fā)生熱瓢曲的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為連續(xù)退火生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，退火爐的穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到連續(xù)退火機(jī)組的產(chǎn)能。隨著連續(xù)退火產(chǎn)品向薄、寬方向發(fā)展，而且通板速度越來越高，0.15毫米厚度的帶鋼最高可達(dá)到1000米/分鐘，退火熱瓢曲是困擾退火爐穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要因素，當(dāng)帶鋼發(fā)生熱瓢曲時(shí)，非常容易發(fā)生起筋、斷帶等故障，一旦發(fā)生退火爐內(nèi)斷帶，就需要停機(jī)進(jìn)行手動(dòng)焊接、穿帶，爐內(nèi)斷帶停機(jī)往往需要將近24小時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)，嚴(yán)重影響了機(jī)組產(chǎn)能。熱瓢曲的產(chǎn)生與帶鋼特性尺寸、帶鋼原始板形、爐輥表面狀態(tài)及現(xiàn)場(chǎng)條件(如爐溫、張力)等諸多因素有關(guān)。
[0003]為了避免在連續(xù)退火過程中發(fā)生熱瓢曲，一種常用的方法是在連退爐內(nèi)安裝工業(yè)電視監(jiān)視裝置，生產(chǎn)操作人員通過工業(yè)電視監(jiān)視裝置觀察板型的變化情況，然后根據(jù)帶鋼的運(yùn)行情況調(diào)整帶鋼的張力，速度，以免發(fā)生斷帶。該方法的缺點(diǎn)是操作人員憑目測(cè)來判定帶鋼的熱瓢曲情況，當(dāng)觀察到帶鋼板型變化時(shí)，帶鋼已經(jīng)發(fā)生熱瓢曲了，因此調(diào)整具有滯后性，即使通過大幅度的降速操作，僥幸避免 爐內(nèi)斷帶故障的發(fā)生，也會(huì)導(dǎo)致帶鋼溫度劇烈波動(dòng)、從而造成產(chǎn)品質(zhì)量溫度不符等問題、影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
[0004]經(jīng)過檢索，與本案有關(guān)的連退機(jī)組張力在線設(shè)定方法的專利如下:專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N102004812.A，本發(fā)明公開了一種連續(xù)退火機(jī)組爐內(nèi)張力的在線設(shè)定方法，包括收集退火爐的設(shè)備結(jié)構(gòu)影響系數(shù)、連退爐分段影響系數(shù)、連退爐各段的爐輥直徑；計(jì)算出考慮到跑偏、瓢曲及板形影響時(shí)的模型系數(shù)；計(jì)算出退火爐內(nèi)的張力預(yù)設(shè)定值；將退火爐內(nèi)的張力設(shè)定值投入機(jī)組運(yùn)行，完成張力的在線設(shè)定。
[0005]以上專利是基于計(jì)算連退爐張力的預(yù)設(shè)定值，主要是為連退爐爐內(nèi)的張力設(shè)定提供依據(jù)，該專利考慮了來料的板形，但是沒有考慮生產(chǎn)過程中溫度對(duì)于爐輥凸度的影響，也未考慮溫度以及速度的變化對(duì)于熱瓢曲的影響，而本發(fā)明主要是為了預(yù)報(bào)退火處理中熱瓢曲發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，張力、速度的調(diào)整只是避免熱瓢曲發(fā)生的手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種防止退火處理中帶鋼熱瓢曲的控制方法，主要解決視頻監(jiān)視存在的調(diào)整滯后性的技術(shù)問題。通過實(shí)時(shí)計(jì)算退火爐內(nèi)熱瓢曲發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)先調(diào)整帶鋼的張力、帶鋼運(yùn)行的速度、溫度，從而預(yù)防熱瓢曲的發(fā)生，避免由于熱瓢曲而造成的帶鋼起筋、爐內(nèi)帶鋼斷帶等重大停機(jī)故障。
[0007]本發(fā)明技術(shù)方案為:一種防止退火爐帶鋼發(fā)生熱瓢曲的控制方法，包括以下步驟，爐輥初始凸度數(shù)據(jù)、帶鋼基本數(shù)據(jù)和爐內(nèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集；通過爐輥張力值獲取、爐輥溫度值獲取、爐輥凸度值獲取，根據(jù)上述各種參數(shù)進(jìn)行熱瓢曲風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，最后進(jìn)行熱瓢曲風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)、張力、速度自適應(yīng)調(diào)整。按新方案測(cè)量爐輥的凸度，測(cè)量爐內(nèi)溫度，利用熱膨脹函數(shù)對(duì)爐輥凸度進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)算，得到更加逼近實(shí)際的爐輥凸度，然后結(jié)合爐內(nèi)張力、帶鋼規(guī)格、帶鋼與爐輥的接觸長(zhǎng)度、爐輥位于爐內(nèi)的位置等參數(shù)，經(jīng)過一系列的計(jì)算，計(jì)算出帶鋼發(fā)生熱瓢曲的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)帶鋼發(fā)生熱瓢曲的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，調(diào)整帶鋼張力、帶鋼速度避免熱瓢曲的發(fā)生。
[0008]具體的實(shí)現(xiàn)步驟如下:
第一步:爐輥張力值獲取
(1).收集帶鋼的規(guī)格數(shù)據(jù)，包括帶鋼寬度、厚度、鋼種；
(2).收集爐輥的分布位置參數(shù)，確定爐輥與帶鋼的接觸面積；
在一般的立式連續(xù)退火爐內(nèi)，根據(jù)爐輥的位置分布，爐輥的總張力也不同。由于連退爐爐輥上有帶鋼纏繞，爐輥的總張力受到帶鋼重力的影響，相同規(guī)格的帶鋼，爐輥與帶鋼的接觸面積不同，則rollgl(rtm會(huì)不同，爐輥張力IOlltm (不考慮帶鋼自身重量)通過安裝在底輥的張力儀測(cè)得。爐輥與帶鋼的接觸面積主要為90°和180°兩種情況，參照?qǐng)D1 ;
(3).計(jì)算爐輥的張力
對(duì)于下棍，rollgl()ten不考慮帶鋼自身的重量，因此rollgl(rten等于rollten。對(duì)于上棍， rollgl(rtm等于rolltm和帶鋼自身的重量之和，帶鋼自身重量取決于帶鋼的規(guī)格以及爐輥與 帶鋼的接觸面積，對(duì)于與帶鋼180°接觸的爐輥: rollgloten=rollten+2* P *stwid*stthk*stlen 對(duì)于與帶鋼90°接觸的爐輥: rollgloten=rollten+P *stwid*stthk*stlen 式中:P —表示鐵的密度 Stwid 一表示 帶鋼寬度 Stthk 一表示帶鋼厚度 Stlen 一表示上輥、下輥之間帶鋼的長(zhǎng)度。
[0009]第二步:爐輥溫度值獲取
(I).采集帶鋼溫度、爐子溫度
帶鋼的溫度，可以通過安裝在爐子出口的紅外線測(cè)溫儀測(cè)得，爐區(qū)的爐溫可以通過安裝在爐內(nèi)的熱電偶測(cè)得；
(2).爐輥溫度的計(jì)算
爐輥的溫度取決于爐內(nèi)溫度，帶鋼的溫度以及帶鋼與爐輥的接觸面積；
由于爐內(nèi)溫度比帶鋼溫度高很多，因此，爐輥與帶鋼接觸的部分溫度較低，爐輥邊部位置溫度較高，參照?qǐng)D2。爐輥與帶鋼接觸面積的計(jì)算:
lgcont=stripwid*temp


coef
Igcont表示帶鋼與爐輥的接觸面積；
Stripwid表示帶鋼寬度；
temp。。#為溫度系數(shù)，不同溫度范圍內(nèi)該系統(tǒng)略有不同；
為了提高爐輥溫度、爐輥張力、爐輥的熱凸度的計(jì)算精度(如圖3所示)，以爐輥中心為O點(diǎn)位置，將半爐輥分成N個(gè)點(diǎn)來進(jìn)行計(jì)算，則每單元爐輥的長(zhǎng)度:
【權(quán)利要求】
1.一種防止退火爐帶鋼發(fā)生熱瓢曲的控制方法，其特征是包括以下步驟，爐輥初始凸度數(shù)據(jù)、帶鋼基本數(shù)據(jù)和爐內(nèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集；通過爐輥張力值獲取、爐輥溫度值獲取、爐輥凸度值獲取，根據(jù)上述各種參數(shù)進(jìn)行熱瓢曲風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，最后進(jìn)行熱瓢曲風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)、張力、速度自適應(yīng)調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防止退火爐帶鋼發(fā)生熱瓢曲的控制方法，其特征是具體的實(shí)現(xiàn)步驟如下: 第一步:爐輥張力值獲取 (1)收集帶鋼的規(guī)格數(shù)據(jù)，包括帶鋼寬度、厚度、鋼種； (2)收集爐輥的分布位置參數(shù)，確定爐輥與帶鋼的接觸面積； 爐輥與帶鋼的接觸面積主要為90°和180°兩種情況； (3)計(jì)算爐輥的張力:
對(duì)于下輥:rolIgltrten 等于 rollten ； 對(duì)于上輥，rollgl(rtm等于roll-和帶鋼自身的重量之和； 對(duì)于與帶鋼180°接觸的爐輥: rollgloten=rollten+2* P *stwid*stthk*stlen 對(duì)于與帶鋼90°接觸的爐輥: rollgloten=rollten+P *stwid*stthk*stlen 式中:rollgl()ten—爐棍總 張力，rollten—爐棍張力，P —表不鐵的密度，Stwid —表不帶鋼寬度，Stthk 一表示帶鋼厚度，Stlen 一表示上輥、下輥之間帶鋼的長(zhǎng)度； 第二步:爐輥溫度值獲取 (1)采集帶鋼溫度、爐子溫度， (2)爐輥溫度的計(jì)算，爐輥的溫度取決于爐內(nèi)溫度，帶鋼的溫度以及帶鋼與爐輥的接觸面積；爐輥與帶鋼接觸面積的計(jì)算:
lgcont=stripwid*temp


coef Igcont表示帶鋼與爐輥的接觸面積； Stripwid表示帶鋼寬度； tempcoef為溫度系數(shù)； 以爐輥中心為O點(diǎn)位置，將半爐輥分成N個(gè)點(diǎn)來進(jìn)行計(jì)算，則每單元爐輥的長(zhǎng)度:^roIlen =^i￡/〔Ar-1) 式中= Arolllm表示單元爐輥的長(zhǎng)度； rolllen表不爐棍長(zhǎng)度；
點(diǎn) η 位置的坐標(biāo)值為:rollx[n]= Arolllen * (N-1) 結(jié)合帶鋼溫度、爐子溫度、帶鋼與爐輥的接觸面積，通過熱傳導(dǎo)模型計(jì)算出爐輥各個(gè)位直的爐棍溫度roIltemtd ; 第三步:爐輥凸度值獲取 (O收集爐輥初始凸度值 (2)爐輥熱膨脹凸度的計(jì)算根據(jù)爐輥的橫坐標(biāo)位置，如果rollxh]小于等于sl/2，roll。= 0，如果ι.011χω大于sl/2,則坐標(biāo)η位置爐輥的初始凸度:= 一 [rollXb^1-,)+η ψ c.計(jì)算爐輥η坐標(biāo)位置的爐輥熱膨脹凸度，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為: 式中:rollfh]表示初始凸度， rollx[n]表示點(diǎn)N距離輥中心位置的距離， roll。表示將凸度輥凹度值(以輥的中間部分作為基準(zhǔn)值)， Si表示凸度爐輥中間位置平直部分的輥身長(zhǎng)度值， tl表示凸度爐輥兩側(cè)有凹進(jìn)部分的輥身長(zhǎng)度值， c表示凸度爐輥兩側(cè)凹進(jìn)部分的輥凹進(jìn)值， rolldia表不爐棍直徑， rollalpha表示爐輥的熱膨脹系數(shù)， rollteffl[n]表示橫坐標(biāo)η位置的爐輥溫度； (3)爐輥熱膨脹后總凸度的計(jì)算 初始凸度加上熱膨脹凸度，即為爐輥熱膨脹后總凸度:roll^= rollf[n]+rolldila[n] 爐輥η位置的爐輥總半徑:TOUP?fU[a] = ro31c[n]； 第四步:計(jì)算熱瓢曲風(fēng)險(xiǎn) (1)鋼種熱瓢曲性能因子的收集 modulueyoung, Iimitee系數(shù)是根據(jù)鋼種的性能，測(cè)試不同鋼種在不同溫度范圍內(nèi)發(fā)生熱瓢曲的風(fēng)險(xiǎn)而得出； modulueyoung是鋼種在不同溫度下對(duì)應(yīng)的屈服強(qiáng)度特性影響系數(shù)， Iimitee是鋼種在不同溫度下對(duì)應(yīng)的抗拉強(qiáng)度特性影響系數(shù)， (2)退火爐熱特性因子的收集 根據(jù)不同退火爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特性而得到，是退火爐爐壁熱輻射特性影響系數(shù)，Coeffk是退火爐溫度變化的熱慣性特性影響系數(shù)； (3)熱瓢曲風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算 通過生產(chǎn)線速度、爐輥的外型、數(shù)量位置、帶鋼的機(jī)械性能、帶鋼的規(guī)格和生產(chǎn)線張力，可以確定熱瓢曲風(fēng)險(xiǎn)；熱瓢曲風(fēng)險(xiǎn)HBR:
【文檔編號(hào)】C21D1/26GK103468922SQ201210183432
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月6日
【發(fā)明者】李雙喜, 賈銀芳, 湯紅生, 王宏學(xué) 申請(qǐng)人:上海梅山鋼鐵股份有限公司