[发明专利]一种防止退火炉带钢热瓢曲的控制方法

权利要求书

1.一种防止退火炉带钢发生热瓢曲的控制方法，其特征是包括以下步骤，炉辊初始凸度数据、带钢基本数据和炉内运行数据的收集；通过炉辊张力值获取、炉辊温度值获取、炉辊凸度值获取，根据上述各种参数进行热瓢曲风险计算，最后进行热瓢曲风险预报、张力、速度自适应调整。

2.根据权利要求1所述的一种防止退火炉带钢发生热瓢曲的控制方法，其特征是具体的实现步骤如下：

第一步：炉辊张力值获取

（1）收集带钢的规格数据，包括带钢宽度、厚度、钢种；

（2）收集炉辊的分布位置参数，确定炉辊与带钢的接触面积；

炉辊与带钢的接触面积主要为90°和180°两种情况；

（3）计算炉辊的张力：

对于下辊：roll_gloten等于roll_ten；

对于上辊，roll_gloten等于roll_ten和带钢自身的重量之和；

对于与带钢180°接触的炉辊：

roll_gloten=roll_ten+2*ρ*st_wid*st_thk*st_len

对于与带钢90°接触的炉辊：

roll_gloten=roll_ten+ρ*st_wid*st_thk*st_len

式中：roll_gloten－炉辊总张力，roll_ten－炉辊张力，ρ－表示铁的密度，st_wid－表示带钢宽度，st_thk－表示带钢厚度，st_len－表示上辊、下辊之间带钢的长度；

第二步：炉辊温度值获取

（1）采集带钢温度、炉子温度，

（2）炉辊温度的计算，炉辊的温度取决于炉内温度，带钢的温度以及带钢与炉辊的接触面积；炉辊与带钢接触面积的计算：

lg_cont=strip_wid*temp_coef

lg_cont表示带钢与炉辊的接触面积；

strip_wid表示带钢宽度；

temp_coef 为温度系数；

       以炉辊中心为0点位置，将半炉辊分成N个点来进行计算，则每单元炉辊的长度:                                                

式中：△roll_len表示单元炉辊的长度；

roll_len表示炉辊长度；

       点n位置的坐标值为：roll_x[n]= △roll_len *(N-1) 

结合带钢温度、炉子温度、带钢与炉辊的接触面积，通过热传导模型计算出炉辊各个位置的炉辊温度roll_tem[n]；

第三步：炉辊凸度值获取

（1）收集炉辊初始凸度值

（2）炉辊热膨胀凸度的计算

根据炉辊的横坐标位置，如果roll_x[n]小于等于s1/2，roll_c＝0，如果roll_x[n]大于s1/2，则坐标n位置炉辊的初始凸度：

计算炉辊n坐标位置的炉辊热膨胀凸度，其数学表达式为：

式中：roll_f[n]表示初始凸度，

roll_x[n]表示点N距离辊中心位置的距离，

roll_c表示将凸度辊凹度值（以辊的中间部分作为基准值），

s1表示凸度炉辊中间位置平直部分的辊身长度值，

t1表示凸度炉辊两侧有凹进部分的辊身长度值，

c表示凸度炉辊两侧凹进部分的辊凹进值，

roll_dia表示炉辊直径，

roll_alpha表示炉辊的热膨胀系数，

roll_tem[n]表示横坐标n位置的炉辊温度；

(3)炉辊热膨胀后总凸度的计算

初始凸度加上热膨胀凸度，即为炉辊热膨胀后总凸度：  roll_c[n]= roll_f[n]+roll_dila[n]

炉辊n位置的炉辊总半径：；

第四步： 计算热瓢曲风险

(1)钢种热瓢曲性能因子的收集

       modulue_young、limite_e 系数是根据钢种的性能，测试不同钢种在不同温度范围内发生热瓢曲的风险而得出；

modulue_young是钢种在不同温度下对应的屈服强度特性影响系数，

limite_e是钢种在不同温度下对应的抗拉强度特性影响系数，

(2)退火炉热特性因子的收集

       根据不同退火炉的结构设计特性而得到，frict_coef是退火炉炉壁热辐射特性影响系数，coeff_k是退火炉温度变化的热惯性特性影响系数；

(3)热瓢曲风险的计算

通过生产线速度、炉辊的外型、数量位置、带钢的机械性能、带钢的规格和生产线张力，可以确定热瓢曲风险；热瓢曲风险HBR：

式中：hbr_t为了简化公式而引入的中间变量：热瓢曲风险综合系数，

correct为了简化公式而引入的中间变量：炉辊凸度、炉辊位置等综合因子，

roll_len表示带钢相邻的炉上辊与炉下辊之间的距离，

roll_f表示炉辊凸度值；

第五步：带钢的张力、速度的调整流程

当钢卷上线后即启动调整流程，依次进行张力计算、炉辊温度计算、计算瓢曲风险，当瓢曲风险不大时，调整步骤结束；当瓢曲风险大时，进一步计算张力值是否最小，如果不是，则减小张力，再进入张力计算步骤；当张力值是最小值时，通过降低速度、带钢温度设定值降低、炉内温度降低再进入炉辊温度计算步骤。