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专利号: 2022108673220
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种连续退火炉加热过程中带钢规格切换的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1:通过前一钢卷带尾和后一钢卷带头焊缝位置的跟踪实现带钢位置的跟踪;

S2:根据辐射管加热段结构和工艺特点,通过辐射管、带钢、炉墙和炉气之间的传热计算,构建加热段全炉带钢温度分布计算模型,每隔设定时间计算带钢温度,再基于加热段全炉带钢温度分布计算模型,构建加热段各列辐射管温度的动态优化设定模型;

S3:根据焊缝前后带钢厚度跳跃幅度和能否满足焊接要求,分多种情况,采用不同的切换控制方式以及对应的动态切换控制参数,其中,前带钢与后带钢的钢种相同、规格不同;

在所述步骤S3中,根据前后带钢截面积比值是否在0.8~1.2范围内判断是否满足焊接要求,其中,带钢截面积等于带钢宽度和带钢厚度的乘积;

在所述步骤S3中,多种情况分别为前后带钢厚度跳跃幅度不超过0.4mm且能满足焊接要求、前后带钢厚度跳跃幅度超过0.4mm或不能满足焊接要求;

在所述步骤S3中,当焊缝前后带钢厚度跳跃幅度不超过0.4mm且能满足焊接要求,焊缝前后带钢是由薄规格变厚规格、厚规格变薄规格时的切换控制方式包括以下步骤:S301:根据焊缝前后带钢钢种、前后带钢退火温度控制目标、前后带钢规格,并根据稳态工况最优热处理操作参数库,查找对应条件下的前带钢稳态工况和后带钢稳态工况对应的最优处理速度、各列辐射管温度及炉温设定值,其中,前带钢稳态工况记为稳态工况1,后带钢稳态工况记为稳态工况3;

S302:计算确定前后带钢规格过渡的中间稳态工况的最优处理速度、各列辐射管温度和炉温设定值及处理时间,其中,中间稳态工况记为稳态工况2;

S303:前带钢按照其对应的稳态工况1最优热处理操作参数进行生产;

S304:根据加热段全炉带钢温度分布计算模型的动态仿真,计算前后带钢焊缝入炉前的辐射管温度和炉温调整时刻;从该炉温调整时刻,降低辐射管温度,从稳态工况1的辐射管温度设定值按照实际辐射管温度下降速度,调整到稳态工况2的辐射管温度设定值,然后保持不变,达到稳态工况2的处理时间后,按照实际辐射管温度上升速度,提升辐射管温度,从稳态工况2的辐射管温度设定值调整到稳态工况3的辐射管温度设定值;

S305:从炉温调整时刻开始,随着辐射管温度降低,出炉带温随之下降,当出炉带温下降至接近热处理温度下限时,降低一次带速,降低带速幅度须保证出炉带温不超过热处理温度上限;采用上述方式,逐步调整带速,从稳态工况1的带速逐步降低到稳态工况2的最优处理带速设定值;然后在稳态工况2的带速、辐射管壁温和炉温下进行带钢厚度切换,当前后带钢焊缝出炉时,控制出炉带温跳跃幅度小于热处理温度上限减去热处理温度下限的差值;当前后带钢焊缝出炉后,随之辐射管温度的提升,当出炉带温上升至接近热处理温度上限时,提升一次带速,提升带速幅度须保证出炉带温不低于热处理温度下限;采用上述方式,逐步调整带速,从稳态工况2的带速逐步提升到稳态工况3的带速设定值;

S306:达到后带钢的热处理稳态工况3,完成带钢厚度由薄规格到厚规格或者由厚规格到薄规格切换;

所述步骤S302的具体过程如下:

S3021:先选择稳态工况1的带钢速度作为稳态工况2的最优处理速度,在该带钢速度下,按照钢种、前带钢热处理温度上限或前带钢热处理温度下限、前带钢规格,由稳态工况最优热处理操作参数库查询得到稳态工况2的最优热处理操作参数;

S3022:根据稳态工况2对应的最优热处理操作参数,再利用加热段全炉带钢温度分布计算模型,来验证在该带钢速度和稳态工况2的最优热处理操作参数下,用后带钢规格算出来的加热段出炉带钢温度是否低于热处理温度下限或者高于热处理温度上限,如果是,逐步选择更低的带钢速度,重复上述计算过程,直到用后带钢规格算出来的加热段出炉带钢温度刚好不低于热处理温度下限或者不高于热处理温度上限,此时的带钢速度即为稳态工况2的最优处理速度,以及确定此时对应的各列辐射管温度及炉温设定值;

S3023:稳态工况2的处理时间的选取,须保证前带钢出加热段的时候出炉带温稳定到接近热处理温度上限或者接近热处理温度下限保持不变。

2.根据权利要求1所述的一种连续退火炉加热过程中带钢规格切换的控制方法,其特征在于:在所述步骤S1中,焊缝位置的跟踪,是通过焊缝位置的实时计算来实现,计算公式如下:Lw=Ld+Vs·t

其中,Lw为焊缝位置,Ld为焊缝检测仪器的位置,Vs为当前时刻的带钢速度,t为焊缝经过焊缝检测仪器之后的时间。

3.根据权利要求1所述的一种连续退火炉加热过程中带钢规格切换的控制方法,其特征在于:在所述步骤S2中,所述加热段各列辐射管温度的动态优化设定模型根据已知钢种、热处理工艺要求和带钢规格,确定带钢速度、辐射管温度设定值、炉温优化设定值,使得机组产量最大,并基于加热段各列辐射管温度的动态优化设定模型计算,建立稳定工况下不同钢种、规格和带速下,满足退火工艺要求的最优热处理操作参数库,即稳定工况最优热处理操作参数库。

4.根据权利要求3所述的一种连续退火炉加热过程中带钢规格切换的控制方法,其特征在于:在所述步骤S3中,当焊缝前后带钢厚度跳跃幅度超过0.4mm或不能满足焊接要求,无论带钢厚度是由薄变厚或厚变薄,在前后带钢之间插入一种厚度或多种厚度的过渡卷带钢进行过渡,转变为多步且满足焊缝前后带钢厚度跳跃幅度不超过0.4mm且能满足焊接要求情况的带钢厚度切换过程,每步分别按照焊缝前后带钢厚度跳跃幅度不超过0.4mm且能满足焊接要求情况下的切换控制方式,完成整个切换过程。

5.根据权利要求4所述的一种连续退火炉加热过程中带钢规格切换的控制方法,其特征在于:在前后带钢之间插入的一种厚度或多种厚度的过渡卷带钢须满足焊接要求且带钢厚度跳跃不超过0.4mm。