專利名稱：連續(xù)退火機(jī)組連退機(jī)組爐內(nèi)張力綜合優(yōu)化設(shè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于連續(xù)退火技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種連續(xù)退火機(jī)組連退機(jī)組爐內(nèi)張力綜合優(yōu)化設(shè)定方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著家用電器、汽車、電子、建筑、造船、軍工、航天等行業(yè)的巨大需求，使 得板帶生產(chǎn)工業(yè)獲得迅猛發(fā)展。而連續(xù)退火機(jī)組由于采用了快速加熱、高溫退火、快速冷 卻、過時(shí)效處理等技術(shù)，能夠?qū)⑶逑础⑼嘶?、平整、精整等四個(gè)工序合而為一，在較低的成本 下生產(chǎn)出平直度好、性能均勻、表面清潔度高的產(chǎn)品，因而獲得了迅速的發(fā)展。附圖1為典 型的連續(xù)退火機(jī)組的生產(chǎn)工藝及設(shè)備布置示意圖。如附圖1所示，連續(xù)退火機(jī)組包括入口 張力輥組1、預(yù)熱1段2、預(yù)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(shí)效1段10、過時(shí)效2段11、過時(shí)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(jìn)入連續(xù)退火爐內(nèi)，分別經(jīng)過預(yù)熱、力口 熱、均熱、緩冷、急冷、時(shí)效、終冷等子工序后被送入出口張力輥組15，完成退火過程。對(duì)于連 退機(jī)組而言，其工藝參數(shù)的設(shè)定主要包括溫度參數(shù)與張力參數(shù)的設(shè)定兩個(gè)部分。其中，溫度 參數(shù)由帶材的性能指標(biāo)來決定，在退火過程中可以改變的余地不是很大，因此一般按照表 格設(shè)定完畢后不進(jìn)行大的調(diào)整。而張力則是連續(xù)退火過程中比較活躍的一個(gè)參數(shù)，其可調(diào) 范圍比較大。以往，現(xiàn)場對(duì)于連退機(jī)組張力的設(shè)定，采用的是表格與操作工經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方 法，以保證穩(wěn)定通板為主，而沒有考慮到抑制帶鋼運(yùn)行過程中的振動(dòng)問題，導(dǎo)致帶鋼因?yàn)檎?動(dòng)與爐輥持續(xù)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(zhì)量。附圖2為典 型的爐輥表面橫向條紋實(shí)物圖，附圖3為典型的帶鋼表面橫向條紋實(shí)物圖。為此，本發(fā)明經(jīng) 過大量的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)與理論研究，充分結(jié)合連退機(jī)組的設(shè)備與工藝特點(diǎn)，同時(shí)兼顧到帶鋼的 穩(wěn)定通板與振動(dòng)抑制問題，首次提出了一套連續(xù)退火爐內(nèi)張力綜合優(yōu)化技術(shù)，通過對(duì)加熱1 段、加熱2段、加熱3段、均熱段、急冷段、時(shí)效1段、時(shí)效2段、時(shí)效3段以及終冷段等9段張 力的優(yōu)化設(shè)定，不但可以保證帶鋼運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性，而且可以有效的抑制帶鋼的振動(dòng)， 減輕帶鋼表面的橫向條紋，提高帶鋼的表面質(zhì)量，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)退火機(jī)組連退機(jī)組爐內(nèi)張力綜合優(yōu)化設(shè)定方法， 通過對(duì)加熱1段、加熱2段、加熱3段、均熱段、急冷段、時(shí)效1段、時(shí)效2段、時(shí)效3段以及終 冷段等9段張力的優(yōu)化設(shè)定，在保證帶鋼穩(wěn)定通板、不出現(xiàn)熱瓢曲與跑偏的前提下，最大限 度的抑制帶鋼振動(dòng)，減輕帶鋼表面的橫向條紋，提高帶鋼的表面質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)上述目的， 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明優(yōu)化步驟如下(如附圖4所示)(a)收集連退機(jī)組退火過程中帶鋼的特性參數(shù)，包括帶鋼的寬度、厚度、鋼種等；(b)收集特定帶鋼連續(xù)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(shí)效1段最小張力Tsxlmin、時(shí)效2段最小張力Tsx2min、時(shí)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(xù)退火過程中保證不發(fā)生熱瓢曲問題時(shí)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(shí)效1段最大張力Tsxlmax、時(shí)效2段最大張力Tsx2max、 時(shí)效3段最大張力Tsx3max、終冷段最大張力Tzlmax ；(d)設(shè)定各段張力的初始設(shè)定值Xtl = {TJrl0, T jr20' Tjr30，Tjr0，Tj10，Tsxlo，Tsx20， (e)令爐內(nèi)各段張力設(shè)定值X = ITjrl，T jr2' Tjr3 Tjr，Tjl, Tsxl，Tsx2, TSx3 ， Tzl} ＝X0 ； (f)判斷不等式
是否同時(shí)成立？如果同時(shí)成立，轉(zhuǎn)入步驟(g)否則調(diào)整Xtl的設(shè)定值，轉(zhuǎn)入步驟(e)；(g)計(jì)算張力綜合優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)F(X)，其表達(dá)式為 (h)判斷Powell條件是否成立？如果成立，轉(zhuǎn)入步驟(i)，否則調(diào)整Xtl的設(shè)定值， 轉(zhuǎn)入步驟(e)；⑴輸出爐內(nèi)張力最優(yōu)設(shè)定值Xy = ITjrly，Tjr2y，Tjr3y，Tjry, Tjly, Tsxly, Tsx2y, Tsx3y, TzlyI
=χ ；(j)完成連續(xù)退火機(jī)組連退機(jī)組爐內(nèi)張力綜合優(yōu)化設(shè)定。本發(fā)明的有點(diǎn)在于，生產(chǎn)出來的帶鋼表面橫向條紋要比采用傳統(tǒng)方法而生產(chǎn)出來帶鋼表面橫向條紋輕很多。這個(gè)說明采用本發(fā)明所述技術(shù)有效的抑制了帶鋼在爐內(nèi)的振 動(dòng)，減少了帶鋼表面橫向條紋的發(fā)生率，提高了帶鋼的表面質(zhì)量。


通過以下結(jié)合附圖對(duì)本 發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的、 特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是本發(fā)明中典型連續(xù)退火機(jī)組的生產(chǎn)工藝及設(shè)備布置示意圖；圖2是本發(fā)明中典型的爐輥表面橫向條紋實(shí)物圖；圖3是本發(fā)明中典型的帶鋼表面橫向條紋實(shí)物圖；圖4是本發(fā)明中連續(xù)退火機(jī)組連退機(jī)組爐內(nèi)張力綜合優(yōu)化設(shè)定計(jì)算框圖；圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例中采用本發(fā)明所述方法設(shè)定張力而得到的帶鋼表面實(shí) 物圖；圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例中采用傳統(tǒng)方法設(shè)定張力而得到的帶鋼表面實(shí)物圖；圖7是本發(fā)明第二實(shí)施例中采用本發(fā)明所述方法設(shè)定張力而得到的帶鋼表面實(shí) 物圖；圖8是本發(fā)明第一實(shí)施例中采用傳統(tǒng)方法設(shè)定張力而得到的帶鋼表面實(shí)物圖。
具體實(shí)施例方式以下借助附圖描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。實(shí)施例1為了闡述本發(fā)明的基本思想，現(xiàn)選擇來料牌號(hào)為SPCC、規(guī)格為0. 8mmX 1250mm的 帶鋼連續(xù)退火過程為例，借助于圖4來描述特定鋼種與規(guī)格的帶鋼在特定的連續(xù)退火機(jī)組 上張力優(yōu)化設(shè)定過程。首先，在步驟1中，收集連退機(jī)組退火過程中帶鋼的特性參數(shù)，得到帶鋼的寬度為 1250mm，厚度為0. 8mm，鋼種為SPCC ；隨后，在步驟2中，收集特定帶鋼連續(xù)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(shí)效1段最小張力Tsxmin = 7. 28Mpa、時(shí)效2段最小張力Tsx2min = 7. 52Mpa、時(shí)效3段 最小張力Tsx3min = 7. 6Mpa、終冷段最小張力Tzlmin = 8. 08Mpa ；隨后，在步驟3中，收集特定帶鋼連續(xù)退火過程中保證不發(fā)生熱瓢曲問題時(shí)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(shí)效1段最大張力Tsxlmax = 10. 92Mpa、時(shí)效2段最大張力Tsx2max = 11. 28Mpa、時(shí)效3段最大張力Tsx3max = 11. 4Mpa、終冷段最大張力Tzlmax = 12. 12Mpa ；隨后，在步驟4中，設(shè)定各段張力的初始設(shè)定值Xtl = {8. 7，7. 8，7，7，12. 5,9. 1, 9. 4,9. 5，10. 1}；隨后，在步驟5中，令爐內(nèi)各段張力設(shè)定值X = {TJrl, TJr2, TJr3, Tjr, Tjl, Tsxl，Tsx2， TSX3，TzlI — X0 ； 隨后，在步驟6中，判斷不等式Τ)·-!；,^ ；· 是否同時(shí)成立？顯然，同時(shí)成
Tsx]mm< Tsx, < Tsxlmax T,x2mm < Tsx2 < Tsx2mm
^x3min ~ ^sχ3 ~ ^jc3max ^z/min — Tzl ~ ^z/max
立，轉(zhuǎn)入步驟7 ;隨后，在步驟7中，計(jì)算張力綜合優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)F(X) = 1. 146 ；隨后，在步驟8中，判斷Powell條件是否成立？如果成立，轉(zhuǎn)入步驟9，否則調(diào)整X。 的設(shè)定值，轉(zhuǎn)入步驟5;隨后，在步驟9中，輸出爐內(nèi)張力最優(yōu)設(shè)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(nèi)張力的最優(yōu)設(shè)定。最后，為了方便比較，如表1所示分別列出采用本發(fā)明所述方法與傳統(tǒng)方法所得 出的張力設(shè)定值。如附圖5、附圖6所示，給出采用兩種方法生產(chǎn)的帶鋼的表面橫向條紋情 況。表1本發(fā)明所述方法與傳統(tǒng)法得到的張力設(shè)定值對(duì)比 與此同時(shí)，通過對(duì)比附圖5、附圖6可以看出采用本發(fā)明所述方法而生產(chǎn)出來的帶 鋼表面橫向條紋要比采用傳統(tǒng)方法而生產(chǎn)出來帶鋼表面橫向條紋輕很多。這個(gè)說明采用本 發(fā)明所述技術(shù)有效的抑制了帶鋼在爐內(nèi)的振動(dòng)，減少了帶鋼表面橫向條紋的發(fā)生率，提高 了帶鋼的表面質(zhì)量。實(shí)施例2為了進(jìn)一步的闡述本發(fā)明的基本思想，現(xiàn)選擇來料牌號(hào)為DC04、規(guī)格為 0. 7mmX 1670mm的帶鋼連續(xù)退火過程為例，借助于圖4來描述特定鋼種與規(guī)格的帶鋼在特 定的連續(xù)退火機(jī)組上張力優(yōu)化設(shè)定過程。首先，在步驟1中，收集連退機(jī)組退火過程中帶鋼的特性參數(shù)，得到帶鋼的寬度為 1670mm，厚度為0. 7mm，鋼種為DC04 ；隨后，在步驟2中，收集特定帶鋼連續(xù)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(shí)效1段最小張力Tsxlmin = 5. 025Mpa、時(shí)效2段最小張力Tsx2min = 5. 25Mpa、時(shí)效 3段最小張力Tsx3min = 5. 4Mpa、終冷段最小張力Tzlmin = 5. 625Mpa ；隨后，在步驟3中，收集特定帶鋼連續(xù)退火過程中保證不發(fā)生熱瓢曲問題時(shí)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(shí)效1段最大張力Tsxlmax = 8. 375Mpa、時(shí)效2段最大張力Tsx2max =
8.75Mpa、時(shí)效3段最大張力Tsx3max = 9. OMpa、終冷段最大張力Tzlmax = 9. 375Mpa ；隨后，在步驟4中，設(shè)定各段張力的初始設(shè)定值X。= {6.9,6.4,5.8,5.8,10.5, 6. 7,7,7. 2,7. 5}；隨后，在步驟5中，令爐內(nèi)各段張力設(shè)定值X = {TJrl, TJr2, TJr3, Tjr, Tjl, Tsxl，Tsx2， TSX3，TzlI — X0 ；隨后，在步驟6中，判斷不等式是否同時(shí)成立？顯然，同時(shí)成
立，轉(zhuǎn)入步驟7 ；隨后，在步驟7中，計(jì)算張力綜合優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)F(X) = 1.324;隨后，在步驟8中，判斷Powell條件是否成立？如果成立，轉(zhuǎn)入步驟9，否則調(diào)整X。 的設(shè)定值，轉(zhuǎn)入步驟5;隨后，在步驟9中，輸出爐內(nèi)張力最優(yōu)設(shè)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(nèi)張力的最優(yōu)設(shè)定。最后，為了方便比較，如表2所示分別列出采用本發(fā)明所述方法與傳統(tǒng)方法所得 出的張力設(shè)定值。如附圖7、附圖8所示，給出采用兩種方法生產(chǎn)的帶鋼的表面橫向條紋情 況。表2本發(fā)明所述方法與傳統(tǒng)法得到的張力設(shè)定值對(duì)比 與此同時(shí)，通過對(duì)比圖7、圖8可以看出采用本發(fā)明所述方法而生產(chǎn)出來的帶鋼表 面橫向條紋要比采用傳統(tǒng)方法而生產(chǎn)出來帶鋼表面橫向條紋輕很多。這個(gè)說明采用本發(fā)明 所述技術(shù)有效的抑制了帶鋼在爐內(nèi)的振動(dòng)，減少了帶鋼表面橫向條紋的發(fā)生率，提高了帶 鋼的表面質(zhì)量。
權(quán)利要求
一種連續(xù)退火機(jī)組連退機(jī)組爐內(nèi)張力綜合優(yōu)化設(shè)定方法，其特征在于，優(yōu)化步驟如下(a)收集連退機(jī)組退火過程中帶鋼的特性參數(shù)，包括帶鋼的寬度、厚度、鋼種；(b)收集特定帶鋼連續(xù)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(shí)效1段最小張力Tsx1min、時(shí)效2段最小張力Tsx2min、時(shí)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(xù)退火過程中保證不發(fā)生熱瓢曲問題時(shí)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(shí)效1段最大張力Tsx1max、時(shí)效2段最大張力Tsx2max、時(shí)效3段最大張力Tsx3max、終冷段最大張力Tzlmax；(d)設(shè)定各段張力的初始設(shè)定值X0＝{Tjr10，Tjr20，Tjr30，Tjr0，Tjl0，Tsx10，Tsx20，Tsx30，Tzl0}，其中 <mrow><msub> <mi>T</mi> <mrow><mi>jr</mi><mn>10</mn> </mrow></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>T</mi> <mrow><mi>jr</mi><mn>1</mn><mi>max</mi> </mrow></msub><mo>+</mo><msub> <mi>T</mi> <mrow><mi>jr</mi><mn>1</mn><mi>min</mi> </mrow></msub> </mrow> <mn>2</mn></mfrac><mo>,</mo> </mrow> <mrow><msub> <mi>T</mi> <mrow><mi>jr</mi><mn>20</mn> </mrow></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>T</mi> 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全文摘要
一種連續(xù)退火機(jī)組連退機(jī)組爐內(nèi)張力綜合優(yōu)化設(shè)定方法，屬于連續(xù)退火技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過對(duì)加熱1段、加熱2段、加熱3段、均熱段、急冷段、時(shí)效1段、時(shí)效2段、時(shí)效3段以及終冷段等9段張力的優(yōu)化設(shè)定，在保證帶鋼穩(wěn)定通板、不出現(xiàn)熱瓢曲與跑偏的前提下，最大限度的抑制帶鋼振動(dòng)，減輕帶鋼表面的橫向條紋，提高帶鋼的表面質(zhì)量。優(yōu)點(diǎn)在于，生產(chǎn)出來的帶鋼表面橫向條紋要比采用傳統(tǒng)方法而生產(chǎn)出來帶鋼表面橫向條紋輕很多。這個(gè)說明采用本發(fā)明所述技術(shù)有效的抑制了帶鋼在爐內(nèi)的振動(dòng)，減少了帶鋼表面橫向條紋的發(fā)生率，提高了帶鋼的表面質(zhì)量。
文檔編號(hào)C21D9/56GK101864517SQ201010200090
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者喬建軍, 于順兵, 任君茹, 尹顯東, 柳智博, 閆瑋, 聞達(dá) 申請(qǐng)人:首鋼總公司