連續退火機組連退機組爐內張力綜合優化設定方法
2023-05-10 06:52:41
專利名稱：連續退火機組連退機組爐內張力綜合優化設定方法
技術領域：
本發明屬於連續退火技術領域，特別涉及一種連續退火機組連退機組爐內張力綜合優化設定方法。
背景技術：
近年來，隨著家用電器、汽車、電子、建築、造船、軍工、航天等行業的巨大需求，使 得板帶生產工業獲得迅猛發展。而連續退火機組由於採用了快速加熱、高溫退火、快速冷 卻、過時效處理等技術，能夠將清洗、退火、平整、精整等四個工序合而為一，在較低的成本 下生產出平直度好、性能均勻、表面清潔度高的產品，因而獲得了迅速的發展。附圖1為典 型的連續退火機組的生產工藝及設備布置示意圖。如附圖1所示，連續退火機組包括入口 張力輥組1、預熱1段2、預熱2段3、加熱1段4、加熱2段5、加熱3段6、均熱段7、緩冷段 8、快冷段9、過時效1段10、過時效2段11、過時效3段12、終冷段13、淬水槽14、出口張力 輥組15等部分組成。帶材16從入口張力輥組1開始進入連續退火爐內，分別經過預熱、力口 熱、均熱、緩冷、急冷、時效、終冷等子工序後被送入出口張力輥組15，完成退火過程。對於連 退機組而言，其工藝參數的設定主要包括溫度參數與張力參數的設定兩個部分。其中，溫度 參數由帶材的性能指標來決定，在退火過程中可以改變的餘地不是很大，因此一般按照表 格設定完畢後不進行大的調整。而張力則是連續退火過程中比較活躍的一個參數，其可調 範圍比較大。以往，現場對於連退機組張力的設定，採用的是表格與操作工經驗相結合的方 法，以保證穩定通板為主，而沒有考慮到抑制帶鋼運行過程中的振動問題，導致帶鋼因為振 動與爐輥持續拍打，在爐輥與帶鋼表面形成橫向條紋，影響了帶鋼的表面質量。附圖2為典 型的爐輥表面橫向條紋實物圖，附圖3為典型的帶鋼表面橫向條紋實物圖。為此，本發明經 過大量的現場實驗與理論研究，充分結合連退機組的設備與工藝特點，同時兼顧到帶鋼的 穩定通板與振動抑制問題，首次提出了一套連續退火爐內張力綜合優化技術，通過對加熱1 段、加熱2段、加熱3段、均熱段、急冷段、時效1段、時效2段、時效3段以及終冷段等9段張 力的優化設定，不但可以保證帶鋼運行過程中的穩定性，而且可以有效的抑制帶鋼的振動， 減輕帶鋼表面的橫向條紋，提高帶鋼的表面質量，給企業帶來經濟效益。
發明內容
本發明的目的在於提供一種連續退火機組連退機組爐內張力綜合優化設定方法， 通過對加熱1段、加熱2段、加熱3段、均熱段、急冷段、時效1段、時效2段、時效3段以及終 冷段等9段張力的優化設定，在保證帶鋼穩定通板、不出現熱瓢曲與跑偏的前提下，最大限 度的抑制帶鋼振動，減輕帶鋼表面的橫向條紋，提高帶鋼的表面質量。為了實現上述目的， 本發明採用以下技術方案本發明優化步驟如下(如附圖4所示)(a)收集連退機組退火過程中帶鋼的特性參數，包括帶鋼的寬度、厚度、鋼種等；(b)收集特定帶鋼連續退火過程中保證不跑偏各段所允許的最小張力，包括加熱1段最小張力Tjrlmin、加熱2段最小張力Tjr2min、加熱3段最小張力Tjr3min、均熱段最小張力 Tjrmin、急冷段最小張力Tjlmin、時效1段最小張力Tsxlmin、時效2段最小張力Tsx2min、時效3段最 小張力T
sx3min、 終冷段最小張力Tzlmin ；(c)收集特定帶鋼連續退火過程中保證不發生熱瓢曲問題時各段所允許的最大張 力，包括加熱1段最大張力Tjrlmax、加熱2段最大張力Tjr2max、加熱3段最大張力Tjr3max、均熱 段最大張力Tjrmax、急冷段最大張力Tjlmax、時效1段最大張力Tsxlmax、時效2段最大張力Tsx2max、 時效3段最大張力Tsx3max、終冷段最大張力Tzlmax ；(d)設定各段張力的初始設定值Xtl = {TJrl0, T jr20' Tjr30，Tjr0，Tj10，Tsxlo，Tsx20， (e)令爐內各段張力設定值X = ITjrl，T jr2' Tjr3 Tjr，Tjl, Tsxl，Tsx2, TSx3 ， Tzl} ＝X0 ； (f)判斷不等式
是否同時成立？如果同時成立，轉入步驟(g)否則調整Xtl的設定值，轉入步驟(e)；(g)計算張力綜合優化目標函數F(X)，其表達式為 (h)判斷Powell條件是否成立？如果成立，轉入步驟(i)，否則調整Xtl的設定值， 轉入步驟(e)；⑴輸出爐內張力最優設定值Xy = ITjrly，Tjr2y，Tjr3y，Tjry, Tjly, Tsxly, Tsx2y, Tsx3y, TzlyI
=χ ；(j)完成連續退火機組連退機組爐內張力綜合優化設定。本發明的有點在於，生產出來的帶鋼表面橫向條紋要比採用傳統方法而生產出來帶鋼表面橫向條紋輕很多。這個說明採用本發明所述技術有效的抑制了帶鋼在爐內的振 動，減少了帶鋼表面橫向條紋的發生率，提高了帶鋼的表面質量。
通過以下結合附圖對本 發明較佳實施例的描述，可以進一步理解本發明的目的、 特徵和優點，其中圖1是本發明中典型連續退火機組的生產工藝及設備布置示意圖；圖2是本發明中典型的爐輥表面橫向條紋實物圖；圖3是本發明中典型的帶鋼表面橫向條紋實物圖；圖4是本發明中連續退火機組連退機組爐內張力綜合優化設定計算框圖；圖5是本發明第一實施例中採用本發明所述方法設定張力而得到的帶鋼表面實 物圖；圖6是本發明第二實施例中採用傳統方法設定張力而得到的帶鋼表面實物圖；圖7是本發明第二實施例中採用本發明所述方法設定張力而得到的帶鋼表面實 物圖；圖8是本發明第一實施例中採用傳統方法設定張力而得到的帶鋼表面實物圖。
具體實施例方式以下藉助附圖描述本發明的較佳實施例。實施例1為了闡述本發明的基本思想，現選擇來料牌號為SPCC、規格為0. 8mmX 1250mm的 帶鋼連續退火過程為例，藉助於圖4來描述特定鋼種與規格的帶鋼在特定的連續退火機組 上張力優化設定過程。首先，在步驟1中，收集連退機組退火過程中帶鋼的特性參數，得到帶鋼的寬度為 1250mm，厚度為0. 8mm，鋼種為SPCC ；隨後，在步驟2中，收集特定帶鋼連續退火過程中保證不跑偏各段所允許的最小 張力，包括加熱1段最小張力Tjrlmin = 6. 96Mpa、加熱2段最小張力Tjr2min = 6. 24Mpa、加熱 3段最小張力Tjr3min = 5. 6Mpa、均熱段最小張力Tjrmin = 5. 6Mpa、急冷段最小張力Tjlmin = lOMpa、時效1段最小張力Tsxmin = 7. 28Mpa、時效2段最小張力Tsx2min = 7. 52Mpa、時效3段 最小張力Tsx3min = 7. 6Mpa、終冷段最小張力Tzlmin = 8. 08Mpa ；隨後，在步驟3中，收集特定帶鋼連續退火過程中保證不發生熱瓢曲問題時各段 所允許的最大張力，包括加熱1段最大張力Tjrlmax = 10. 44Mpa、加熱2段最大張力Tjr2max = 9. 36Mpa、加熱3段最大張力Tjr3max = 8. 4Mpa、均熱段最大張力Tjrmax = 8. 4Mpa、急冷段最 大張力Tjlmax = 15Mpa、時效1段最大張力Tsxlmax = 10. 92Mpa、時效2段最大張力Tsx2max = 11. 28Mpa、時效3段最大張力Tsx3max = 11. 4Mpa、終冷段最大張力Tzlmax = 12. 12Mpa ；隨後，在步驟4中，設定各段張力的初始設定值Xtl = {8. 7，7. 8，7，7，12. 5,9. 1, 9. 4,9. 5，10. 1}；隨後，在步驟5中，令爐內各段張力設定值X = {TJrl, TJr2, TJr3, Tjr, Tjl, Tsxl，Tsx2， TSX3，TzlI — X0 ； 隨後，在步驟6中，判斷不等式Τ)·-!；,^ ；· 是否同時成立？顯然，同時成
Tsx]mm< Tsx, < Tsxlmax T,x2mm < Tsx2 < Tsx2mm
^x3min ~ ^sχ3 ~ ^jc3max ^z/min — Tzl ~ ^z/max
立，轉入步驟7 ;隨後，在步驟7中，計算張力綜合優化目標函數F(X) = 1. 146 ；隨後，在步驟8中，判斷Powell條件是否成立？如果成立，轉入步驟9，否則調整X。 的設定值，轉入步驟5;隨後，在步驟9中，輸出爐內張力最優設定值Xy = {8. 7,8. 5，8. 4，8. 4，15，10. 9， 10. 9，10. 9，10. 9，10. 9}，完成爐內張力的最優設定。最後，為了方便比較，如表1所示分別列出採用本發明所述方法與傳統方法所得 出的張力設定值。如附圖5、附圖6所示，給出採用兩種方法生產的帶鋼的表面橫向條紋情 況。表1本發明所述方法與傳統法得到的張力設定值對比 與此同時，通過對比附圖5、附圖6可以看出採用本發明所述方法而生產出來的帶 鋼表面橫向條紋要比採用傳統方法而生產出來帶鋼表面橫向條紋輕很多。這個說明採用本 發明所述技術有效的抑制了帶鋼在爐內的振動，減少了帶鋼表面橫向條紋的發生率，提高 了帶鋼的表面質量。實施例2為了進一步的闡述本發明的基本思想，現選擇來料牌號為DC04、規格為 0. 7mmX 1670mm的帶鋼連續退火過程為例，藉助於圖4來描述特定鋼種與規格的帶鋼在特 定的連續退火機組上張力優化設定過程。首先，在步驟1中，收集連退機組退火過程中帶鋼的特性參數，得到帶鋼的寬度為 1670mm，厚度為0. 7mm，鋼種為DC04 ；隨後，在步驟2中，收集特定帶鋼連續退火過程中保證不跑偏各段所允許的最小張力，包括加熱1段最小張力Tjrlmin = 5. 175Mpa、加熱2段最小張力Tjr2min = 4.8Mpa、加熱 3段最小張力Tjr3min = 4. 35Mpa、均熱段最小張力Tjrmin = 4. 35Mpa、急冷段最小張力Tjlmin =
7.875Mpa、時效1段最小張力Tsxlmin = 5. 025Mpa、時效2段最小張力Tsx2min = 5. 25Mpa、時效 3段最小張力Tsx3min = 5. 4Mpa、終冷段最小張力Tzlmin = 5. 625Mpa ；隨後，在步驟3中，收集特定帶鋼連續退火過程中保證不發生熱瓢曲問題時各段 所允許的最大張力，包括加熱1段最大張力Tjrlmax = 8. 625Mpa、加熱2段最大張力Tjr2max = 8Mpa、加熱3段最大張力Tjr3max = 7. 25Mpa、均熱段最大張力Tjrmax = 7. 25Mpa、急冷段最大 張力Tjlmax = 13. 125Mpa、時效1段最大張力Tsxlmax = 8. 375Mpa、時效2段最大張力Tsx2max =
8.75Mpa、時效3段最大張力Tsx3max = 9. OMpa、終冷段最大張力Tzlmax = 9. 375Mpa ；隨後，在步驟4中，設定各段張力的初始設定值X。= {6.9,6.4,5.8,5.8,10.5, 6. 7,7,7. 2,7. 5}；隨後，在步驟5中，令爐內各段張力設定值X = {TJrl, TJr2, TJr3, Tjr, Tjl, Tsxl，Tsx2， TSX3，TzlI — X0 ；隨後，在步驟6中，判斷不等式是否同時成立？顯然，同時成
立，轉入步驟7 ；隨後，在步驟7中，計算張力綜合優化目標函數F(X) = 1.324;隨後，在步驟8中，判斷Powell條件是否成立？如果成立，轉入步驟9，否則調整X。 的設定值，轉入步驟5;隨後，在步驟9中，輸出爐內張力最優設定值Xy = {8,7.5,7.3,7.3,12. 1,8.4, 8.5,8.7,8.9,9. 2}，完成爐內張力的最優設定。最後，為了方便比較，如表2所示分別列出採用本發明所述方法與傳統方法所得 出的張力設定值。如附圖7、附圖8所示，給出採用兩種方法生產的帶鋼的表面橫向條紋情 況。表2本發明所述方法與傳統法得到的張力設定值對比 與此同時，通過對比圖7、圖8可以看出採用本發明所述方法而生產出來的帶鋼表 面橫向條紋要比採用傳統方法而生產出來帶鋼表面橫向條紋輕很多。這個說明採用本發明 所述技術有效的抑制了帶鋼在爐內的振動，減少了帶鋼表面橫向條紋的發生率，提高了帶 鋼的表面質量。
權利要求
一種連續退火機組連退機組爐內張力綜合優化設定方法，其特徵在於，優化步驟如下(a)收集連退機組退火過程中帶鋼的特性參數，包括帶鋼的寬度、厚度、鋼種；(b)收集特定帶鋼連續退火過程中保證不跑偏各段所允許的最小張力，包括加熱1段最小張力Tjr1min、加熱2段最小張力Tjr2min、加熱3段最小張力Tjr3min、均熱段最小張力Tjrmin、急冷段最小張力Tjlmin、時效1段最小張力Tsx1min、時效2段最小張力Tsx2min、時效3段最小張力Tsx3min、終冷段最小張力Tzlmin；(c)收集特定帶鋼連續退火過程中保證不發生熱瓢曲問題時各段所允許的最大張力，包括加熱1段最大張力Tjr1min、加熱2段最大張力Tjr2max、加熱3段最大張力Tjr3min、均熱段最大張力Tjrmax、急冷段最大張力Tjlmax、時效1段最大張力Tsx1max、時效2段最大張力Tsx2max、時效3段最大張力Tsx3max、終冷段最大張力Tzlmax；(d)設定各段張力的初始設定值X0＝{Tjr10，Tjr20，Tjr30，Tjr0，Tjl0，Tsx10，Tsx20，Tsx30，Tzl0}，其中 T jr10 = T jr1max + T jr1min 2, T jr20 = T jr2max + T jr2min 2, T jr30 = T jr3max + T jr3min 2, T jr0 = T jrmax + T jrmin 2, T jl0 = T jlmax + T jlmin 2, T sx10 = T sx1max + T sx1min 2, T sx20 = T sx2max + T sx2min 2, T sx30 = T sx3max + T sx3min 2, T zl0 = T zlmax + T zlmin 2; (e)令爐內各段張力設定值X＝{Tjr1，Tjr2，Tjr3，Tjr，Tjl，Tsx1，Tsx2，Tsx3，Tzl}＝X0；(f)判斷不等式是否同時成立？如果同時成立，轉入步驟(g)否則調整X0的設定值，轉入步驟(e)；(g)計算張力綜合優化目標函數F(X)，其表達式為 F ( X )= ( T jr1 - T ) 2+ ( T jr2 - T ) 2+ ( T jr3 - T ) 2+ ( T jr- T ) 2+ ( T sx1 - T ) 2+ ( T sx2 - T ) 2+ ( T sx3 - T ) 2+ ( T zl- T ) 2 T + ( T jr 1 max - T jr 1 )2 + ( T jr 2 max - T jr 2 )2 + ( T jr 3 max - T jr 3 )2 + ( Tjr - T )2 + ( T sx 1 max - T sx 1 )2 + ( T sx 2 max - T sx 2 )2 + ( T sx 3 max - T sx 3 )2 + ( T zl max - Tzl )2 T T = T jr1 + T jr2 + T jr3 + T jr+ T sx1 + T sx2 + T sx3 + T zl 9; (h)判斷Powell條件是否成立？如果成立，轉入步驟(i)，否則調整X0的設定值，轉入步驟(e)；(i)輸出爐內張力最優設定值Xy＝{Tjr1y，Tjr2y，Tjr3y，Tjry，Tjly，Tsx1y，Tsx2y，Tsx3y，Tzly}＝X；(j)完成連續退火機組連退機組爐內張力綜合優化設定。FSA000001600983000110.tif
全文摘要
一種連續退火機組連退機組爐內張力綜合優化設定方法，屬於連續退火技術領域。本發明通過對加熱1段、加熱2段、加熱3段、均熱段、急冷段、時效1段、時效2段、時效3段以及終冷段等9段張力的優化設定，在保證帶鋼穩定通板、不出現熱瓢曲與跑偏的前提下，最大限度的抑制帶鋼振動，減輕帶鋼表面的橫向條紋，提高帶鋼的表面質量。優點在於，生產出來的帶鋼表面橫向條紋要比採用傳統方法而生產出來帶鋼表面橫向條紋輕很多。這個說明採用本發明所述技術有效的抑制了帶鋼在爐內的振動，減少了帶鋼表面橫向條紋的發生率，提高了帶鋼的表面質量。
文檔編號C21D9/56GK101864517SQ201010200090
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月8日 優先權日2010年6月8日
發明者喬建軍, 於順兵, 任君茹, 尹顯東, 柳智博, 閆瑋, 聞達 申請人:首鋼總公司