热镀锌连续退火炉的在线综合控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102392119A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102392119A(43)申请公布日2012.03.28(21)申请号201110333416.1(22)申请日2011.10.28(71)申请人重庆赛迪工业炉有限公司地址400013重庆市渝中区双钢路1号(72)发明人郭英董斌叶波程淑明杨柏松冯霄红德军刘光玉(74)专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275代理人王海权(51)Int.Cl.C21D9/56(2006.01)C21D1/26(2006.01)G05B13/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称热镀锌连续退火炉的在线综合控制方法(57)摘要本发明公开了一种热镀锌连续退火炉的在线综合控制方法，通过在线检测模块采集带钢运行信息，包括带钢速度、处理工艺、钢卷代码和带钢规格；根据采集的带钢运行信息，通过专家数据库调用主要参数，由速度模型、传热模型以及带温反馈模型共同作用，完成热负荷设定和速度设定，从而根据设定的参数自动控制一级控制系统，实现退火炉的在线生产控制；本发明基于传热机理分析，通过建立一维数学模型及专家数据库，由粗调、微调两种交叉控制方法，实现退火炉的在线生产控制，同时还另外增加了过渡控制方法等一系列完整的控制策略，从而形成较为完善的控制方法，其模型构造方便，运行快，适用于退火炉的在线生产计算和控制。CN10239ACCNN110239211902392127A权利要求书1/2页1.热镀锌连续退火炉的在线综合控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：通过在线检测模块采集带钢运行信息，包括带钢速度、处理工艺、钢卷代码和带钢规格；根据采集的带钢运行信息，通过专家数据库调用主要参数，所述专家数据库根据热处理工艺温度曲线，设定各段热负荷设定值，使带钢在每一行程出口处均达到热处理工艺温度曲线所要求的目标值，由速度模型和传热模型完成速度初始设定和热负荷初始设定，从而根据设定的参数自动控制一级控制系统，开始对退火炉的在线生产进行控制；步骤2：在给定各段各列初始热负荷的基础上，计算每段各列热负荷，然后利用带钢温度跟踪模型进行加热计算，得到各行程出口处的带钢温度，将计算的带钢温度和带钢热处理工艺温度曲线中各行程出口带钢的目标温度进行比较，根据结果修正热负荷，直至计算的带钢温度和目标值之间的误差在允许的范围之内，计算结束；其中，带钢温度跟踪数学模型为长度一维跟踪模型，用于跟踪节点在炉内的温度变化情况，通过以下方式得到：将退火炉沿带钢移动方向展开，由于带钢很薄，忽略厚度上的温差，同时带钢宽度方向梯度较小，假定为零，根据传热学，建立一维非稳态导热方程：式中：x—炉长方向坐标，m；t—时间，s；—带钢温度，K；λ—带钢导热系数，W/(mK)；Q—长度为Δx的带钢获得的热量，W；ρ—带钢密度，kg/m3；C—带钢比热，J/(kg℃)；—带钢体积，m3；ν=hwΔx，h—带钢厚度，m；w—带钢宽度，m。2.在建立模型的同时，在炉内把带钢沿炉长方向分成若干节点，每个节点都采用一维跟踪模型，结合所有节点的温度就会形成全炉温度模型，即用一个追踪模型可以实现带温跟踪和全炉分布两个方式的计算；其中时间步长的取值决定于空间步长与速度的比值，即：式中：V(t)—带钢速度，m/s；步骤3：带温反馈模型根据热负荷修正计算的结果，结合带钢各段出口温度进行反馈优化控制，根据热惰性以及温度偏差，通过不同的调节比例对各段控制参数进行优化控制，包括对热负荷的实时设定和速度的实时设定，根据设定的参数自动控制一级控制系统，使带钢各段热处理温度快速稳定控制在目标温度附近。3.根据权利要求1所述的热镀锌连续退火炉的在线综合控制方法，其特征在于：所述主要参数包括热处理曲线、热负荷设定值、最大速度建议值。4.根据权利要求1所述的热镀锌连续退火炉的在线综合控制方法，其特征在于：本方2CCNN110239211902392127A权利要求书2/2页法还建立有带钢过渡控制模型，所述带钢过渡控制模型是通过检测焊缝前后的带钢信息判断控制方式，分别控制带速以及加热制度，来优化控制焊缝前后带钢热处理曲线的平稳过渡，减少由于达不到热处理要求而产生的废带；所述带钢过渡控制模型的控制方式为：焊缝前一带钢采用该规格下的热负荷预设定，当焊缝被退火炉入口前的焊缝检测装置检测到时，开始修改带温各段出口目标值，达到降温或者升温的目的，此时通过带温目标值和反馈值来比例调节热负荷设定值的输出值，在该阶段内，带钢速度发生阶梯变化，如果该规格下的出口温度超过极限温度，则带速不发生变化，直到出口温度达到极限范围内；当焊缝出退火炉时，模型则按照焊缝后一规格进行调用数据库热负荷设定值以及目标出口，逐渐恢复正常生产控制