一种基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102560081A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102560081A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201210046441.6(22)申请日2012.02.27(71)申请人宝山钢铁股份有限公司地址201900上海市宝山区富锦路885号(72)发明人张群亮郭朝晖(74)专利代理机构上海三和万国知识产权代理事务所31230代理人章鸣玉蔡海淳(51)Int.Cl.C21D11/00(2006.01)C21D9/54(2006.01)C21D8/02(2006.01)C21D1/34(2006.01)权利要求书权利要求书4页4页说明书说明书1111页页附图附图11页(54)发明名称一种基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法(57)摘要一种基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法，属过程控制领域。包括基于过程控制计算机对加热炉的炉温进行控制，其建立一个热轧带钢力学性能的工业预报模型；在铸坯进加热炉前，先根据化学成分和预定的工艺参数对轧后带钢的力学性能进行预报；若力学性能的预报值大于其目标值，则考虑对带钢出炉工艺温度进行优化；在保证带钢力学性能及不违反其它必要约束的前提下，通过降低出炉温度减少加热炉的燃气消耗，对带钢出炉工艺温度进行优化控制，实现了加热炉燃气消耗量/单位产品能耗的降低。其控制方法可覆盖钢种范围广，可广泛用于板坯热轧产线加热炉的温度控制领域。CN102568ACN102560081A权利要求书1/4页1.一种基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法，包括基于过程控制计算机对加热炉的炉温进行控制，其特征是所述的节能控制方法至少包括：A、建立热轧带钢的力学性能预报模型；B、在铸坯进加热炉之前，收集带钢的化学成分、工艺参数和力学性能目标值，作为力学性能预报模型的输入参数；C、根据带钢的化学成分和预定的工艺参数，对力学性能预报模型的输入参数进行检查，若不满足预报模型的使用条件/适用范围，则按照原来预定的轧制工艺组织生产；反之，继续下面的步骤；D、基于力学性能预报模型，对轧后带钢的力学性能进行计算/预测，得到带钢力学性能的预测值；E、对比带钢的力学性能的预测值和目标值，判断是否可以降低出炉温度；若预测值接近目标值，则按原来预定的轧制工艺参数组织生产；反之，继续下面的步骤；F、基于所述的力学性能预报模型，优化热轧工艺参数，求得新的出炉温度目标值；G、按新的出炉温度目标值，过程控制计算机对加热炉的出炉温度进行控制/调整；H、找出下一块要加热的铸坯，重复上述步骤。2.按照权利要求1所述的基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法，其特征是所述热轧带钢的力学性能预报模型的表达式如下：其中，式中：yi表示力学性能的预测值，i＝1，2分别表示抗拉强度和屈服强度；C为剩余碳含量；Mn为带钢的锰含量；P为带钢的磷含量；N为剩余氮含量；Si为带钢的硅含量；S为带钢的硫含量；TiC为碳化钛析出量；NbC为碳化铌析出量；VC为碳化矾析出量；TiN为氮化钛析出量；NbN为氮化铌析出量；VN为氮化钒析出量；DT为铸坯出炉温度；RT为粗轧出口温度；FT为精轧机出口温度；CT为卷取温度；H为带钢终轧厚度；F1为粗轧压下率；F2为精轧压下率；βi为模型的修正系数；exp(·)表示以e为底的幂指数；ln(·)表示以e为底的对数。3.按照权利要求1所述的基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法，其特征是在对所述轧后带钢的力学性能进行计算/预测之前，首先计算出轧制过程中的微合金析出物总量。4.按照权利要求3所述的基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法，其特征是所述带钢力学性能预报模型中的各个微合金析出量使用如下的溶解度公式进行确定：氮化钛析出量TiN：log([Ti][N])＝0.32-8000/T；碳化钛析出量TiC：log([Ti][C])＝2.75-7000/T；氮化钒析出量VN：log([V][N])＝3.46-8330/T；碳化矾析出量VC：log([V][C])＝6.72-9500/T；碳化铌析出量NbC：log[Nb][C]＝2.9-7500/T；2CN102560081A权利要求书2/4页氮化铌析出量NbN：log[Nb][N]＝2.8-8500/T；其中，式中的T为带钢的卷取温度。5.按照权利要求1或2所述的基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法，其特征是所述的节能控制方法利用带钢的实际生产数据进行统计回归，确定所述力学性能预报模型的全部未知系数，把模型系数存储于过程计算机的数据库中，把带钢的化学成分、工艺参数和力学性能目标值作为力学性能预报模型的输入参数。6.按照权利要求1所述的基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法，其特征是在所述B