一种改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法及装置。该方法包括：根据现有含缺陷的带钢建立带钢缺陷数据库；根据缺陷数据库建立有限元计算模型；根据有限元计算模型建立含缺陷带钢在连退炉内的跑偏曲线数据库；将跑偏曲线数据库存储到生产控制系统的控制模块中，控制模块控制纠偏装置纠正连退炉内含缺陷带钢的跑偏。该装置包括：有限元模型处理模块、横向跑偏曲线处理模块及生产控制系统。该方法能有效降低带钢，尤其是有板形缺陷的带钢在炉内的跑偏事故和概率。
【专利说明】一种改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及带钢加工【技术领域】，特别涉及一种改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法及装置。
【背景技术】
[0002]带钢连续退火生产线于上世纪70年代于日本率先实现了工业应用，它将带钢清洗、退火、平整、表面自动检测、涂油、重卷或剪切等多个工艺处理过程集成为一个完整的生产机组，它能够使带钢获得无粘结、无沙粒压入等缺陷且表面质量良好的热处理。在连续退火处理过程中，带钢依靠炉辊转动在温度不同的各区域快速上下往返运行，容易产生横向位移，刮蹭炉膛现象。现有的连续退火过程的张力、速度和炉辊辊形工艺制度在满足带钢的热处理要求的前提下，容易导致板形不良的带钢在炉内发生横向跑偏现象，进而导致带钢刮蹭炉膛甚至断带，使其难以实现稳定可靠的高速通板生产，严重影响机组的产量、质量和效率，造成严重的经济损失。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明提供了一种能有效降低带钢，尤其是有板形缺陷的带钢在炉内的跑偏事故和概率的改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法及装置。
[0004]本发明提供的一种改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法包括:
[0005]根据现有含缺陷的带钢建立带钢缺陷数据库；根据所述缺陷数据库建立有限元计算模型；根据所述有限元计算模型建立含缺陷带钢在连退炉内的跑偏曲线数据库；将所述跑偏曲线数据库存储到生产控制系统的控制模块中，所述控制模块控制纠偏装置纠正连退炉内含缺陷带钢的跑偏。
[0006]作为优选，所述根据现有带钢的缺陷建立带钢缺陷数据库包括:
[0007]对所述现有的含缺陷带钢基于钢种、厚度及宽度划分不同的层别。
[0008]对于同一层别的所述含缺陷带钢，根据带钢缺陷的位置和大小的不同再划分不同的组别。
[0009]根据所有层别及各个层别的不同组别的所有含缺陷带钢，建立带钢缺陷数据库。
[0010]作为优选，根据所述缺陷数据库建立有限元计算模型:
[0011]根据所述缺陷数据库的含缺陷带钢的特征，采用四节点壳单元，开发带钢有限元节点和壳单元通用的有限元计算模型。
[0012]根据所有含缺陷带钢的有限元计算模型建立与所述缺陷数据库对应的有限元计算模型数据库。
[0013]作为优选，根据所述缺陷数据库建立有限元计算模型，还包括:
[0014]根据所述退火炉内的传送辊的特征建立炉辊有限元模型；所述炉辊有限元模型采用解析刚体单元开发得到。
[0015]将所述含缺陷带钢的有限元计算模型与所述炉辊有限元模型耦合形成有限元耦合模型。
[0016]根据所有含缺陷带钢对应的有限元耦合模型建立有限元耦合模型数据库。
[0017]作为优选，根据所述有限元计算模型建立含缺陷带钢在连退炉内的跑偏曲线数据库包括:
[0018]对所述有限元耦合模型施加边界条件和初始条件。
[0019]对所述施加边界条件和初始条件后的有限元耦合模型进行计算，可以得到所述含缺陷带钢中心位置的节点随炉辊旋转过程中的横向偏移量y与节点纵向运行距离χ之间的函数关系y (χ);所述函数关系y (χ)即为所述含缺陷带钢在连续退火炉内的横向跑偏规律的跑偏曲线。
[0020]根据所有含缺陷带钢对应的函数关系y (χ)建立横向跑偏曲线数据库。
[0021]作为优选，将所述跑偏曲线数据库存储到生产控制系统的控制模块:
[0022]所述生产控制系统包括:检测机构、控制模块及纠偏装置。
[0023]所述检测机构用于检测连退炉内的实际生产带钢的缺陷特征，并将缺陷数据输入控制|吴块。
[0024]所述控制模块根据获得的所述缺陷数据，识别出对应在所述带钢缺陷数据库中的特定的含缺陷带钢；根据所述特定的含缺陷带钢导出对应的所述特定的函数关系y U)，从而获得了所述特定的含缺陷带钢进入退火炉后的理论跑偏预测路径。
[0025]所述控制模块根据所述特定的函数关系I (x)控制所述纠偏装置。
[0026]作为优选，多个所述纠偏装置设置在所述退火炉内特定的多个位置；
[0027]所述纠偏装置根据所述控制模块导出的所述特定的函数关系y (X)做出实时反向纠偏量的设定，进而反向补偿了所述特定的含缺陷带钢在炉内的跑偏。
[0028]本发明提供的一种改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法通过运用有限元模拟计算方法获得了含缺陷带钢进入连退炉内的理论跑偏预测路径，并获得了各种缺陷带钢的理论横向跑偏曲线数据库，通过获得的横向跑偏曲线数据库控制生产控制系统对实际生产中的含缺陷带钢进行反向补偿纠偏，有效提高了带钢尤其是非对称板形缺陷的带钢在连退炉内的稳定通板性，降低了其在炉内跑偏的概率和次数。
[0029]本发明提供的一种改善带钢连退炉内跑偏的装置包括:
[0030]有限元模型处理模块、横向跑偏曲线处理模块及生产控制系统。
[0031]所述有限元模型处理模块，用于建立和存储有限元计算模型数据库及有限元耦合模型数据库。
[0032]所述横向跑偏曲线处理模块，用于计算和存储横向跑偏曲线数据库。
[0033]所述生产控制系统，用于纠正连退炉内含缺陷带钢的跑偏。
[0034]作为优选，所述横向跑偏曲线处理模块包括:
[0035]横向跑偏曲线计算单元及横向跑偏曲线存储单元。
[0036]所述横向跑偏曲线计算单元根据所述有限元耦合模型数据库计算出对应的横向跑偏曲线并建立横向跑偏曲线数据库。
[0037]所述横向跑偏曲线存储单元用于存储所述横向跑偏曲线数据库。
[0038]作为优选，所述生产控制系统包括:
[0039]检测机构、控制模块及纠偏装置；[0040]所述检测机构，用于检测连退炉内的实际生产带钢的缺陷特征，并将缺陷数据输入控制模块。
[0041]所述控制模块，用于读取检测机构获得缺陷数据，并识别出对应横向跑偏曲线数据库内的横向跑偏曲线，进而控制所述纠偏装置。
[0042]所述控制模块根据获得的所述缺陷数据，识别出对应在所述带钢缺陷数据库中的特定的含缺陷带钢；根据所述特定的含缺陷带钢导出对应横向跑偏曲线数据库内的所述特定的函数关系I (X)，从而获得了所述特定的含缺陷带钢进入退火炉后的理论跑偏预测路径；所述控制模块根据所述特定的函数关系I (X)控制所述纠偏装置。
[0043]所述纠偏装置设置在所述退火炉内特定的多个位置；所述纠偏装置根据所述控制模块的指示信号做出实时反向纠偏量的设定，进而反向补偿了所述特定的含缺陷带钢在炉内的跑偏。
[0044]本发明提供的一种改善带钢连退炉内跑偏的装置通过设置有限元模型处理模块，建立了各种含缺陷带钢的有限元计算模型数据库以及带钢和炉辊的有限元耦合模型数据库，为其他生产部门提供了参考；通过设置横向跑偏曲线处理模块及生产控制系统对实际生产中的带钢进行了缺陷的检测，并识别该含缺陷带钢对应的理论横向跑偏曲线，进而指示生产控制系统对该含缺陷带钢进行反向补偿纠偏，从而保证了带钢在连退炉内的稳定通板性，降低了其在炉内跑偏的概率和次数。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]图1为本发明实施例提供的带钢缺陷为边浪形且带钢宽度为1200mm的有限元耦合模型的网格图。
[0046]图2为本发明实施例提供的带钢缺陷为边浪形且带钢宽度为1800mm的有限元耦合模型的网格图。
[0047]图3为图1对应的带钢横向跑偏曲线图。
[0048]图4为图2对应的带钢横向跑偏曲线图。
[0049]图5为本发明实施例提供的带钢缺陷为肋浪形且带钢宽度为1200mm的有限元耦合模型的网格图。
[0050]图6为本发明实施例提供的带钢缺陷为肋浪形且带钢宽度为1800mm的有限元耦合模型的网格图。
[0051]图7为图5对应的带钢横向跑偏曲线图。
[0052]图8为图6对应的带钢横向跑偏曲线图。
[0053]图9为本发明实施例提供的带钢缺陷为中浪形且带钢宽度为1200mm的有限元耦合模型的网格图。
[0054]图10为本发明实施例提供的带钢缺陷为中浪形且带钢宽度为1800mm的有限元耦合模型的网格图。
[0055]图11为图9对应的带钢横向跑偏曲线图。
[0056]图12为图10对应的带钢横向跑偏曲线图。
【具体实施方式】[0057]参见附图1?12，本发明提供的一种改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法包括:
[0058]根据现有含缺陷的带钢建立带钢缺陷数据库；根据缺陷数据库建立有限元计算模型；根据有限元计算模型建立含缺陷带钢在连退炉内的跑偏曲线数据库；将跑偏曲线数据库储到生产控制系统的控制模块中，控制模块控制纠偏装置纠正连退炉内含缺陷带钢的跑偏。
[0059]具体为:对现有的含缺陷带钢基于钢种、厚度及宽度划分不同的层别。
[0060]对于同一层别的含缺陷带钢，根据带钢缺陷的位置和大小的不同再划分不同的组另O。将带钢按照宽度划分为NI个层别，按厚度划分为N2个不同的层别；将生产中常见的板形缺陷划分为N3个不同的组别。
[0061]根据所有层别及各个层别的不同组别的所有含缺陷带钢，建立带钢缺陷数据库。根据缺陷数据库的含缺陷带钢的特征，采用四节点壳单元，开发带钢有限元节点和壳单元通用的有限元计算模型。根据所有含缺陷带钢的有限元计算模型建立与缺陷数据库对应的有限元计算模型数据库。根据退火炉内的传送辊的特征建立炉辊有限元模型；炉辊有限元模型采用解析刚体单元开发得到。将含缺陷带钢的有限元计算模型与炉辊有限元模型耦合形成有限元耦合模型。根据所有含缺陷带钢对应的有限元耦合模型建立有限元耦合模型数据库。
[0062]其中，根据有限元计算模型建立含缺陷带钢在连退炉内的跑偏曲线数据库包括:
[0063]对有限元耦合模型施加边界条件和初始条件。对施加边界条件和初始条件后的有限元耦合模型进行计算，可以得到含缺陷带钢中心位置的节点随炉辊旋转过程中的横向偏移量y与节点纵向运行距离χ之间的函数关系y (χ);函数关系y (χ)即为含缺陷带钢在连续退火炉内的横向跑偏规律的跑偏曲线。根据所有含缺陷带钢对应的函数关系y (χ)建立横向跑偏曲线数据库。
[0064]其中，将跑偏曲线数据库植入到生产控制系统:生产控制系统包括:检测机构、控制模块及纠偏装置。检测机构用于检测连退炉内的实际生产带钢的缺陷特征，并将缺陷数据输入控制模块。控制模块根据获得的缺陷数据，识别出对应在带钢缺陷数据库中的特定的含缺陷带钢；根据特定的含缺陷带钢导出对应的特定的函数关系y (χ)，从而获得了特定的含缺陷带钢进入退火炉后的理论跑偏预测路径。控制模块根据特定的函数关系y (χ)控制纠偏装置。
[0065]其中，多个纠偏装置设置在退火炉内特定的多个位置；纠偏装置根据所述控制模块导出的特定的函数关系I (X)做出实时反向纠偏量的设定，进而反向补偿了特定的含缺陷带钢在炉内的跑偏。
[0066]作为优选，含缺陷带钢为含板形缺陷的带钢，改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法对于板形缺陷的带钢具有明显的纠偏效果。
[0067]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明:
[0068]实施例1
[0069]步骤S1:将带钢按照规格和初始板形状态进行划分成不同层别(Nl=2，N2=l,N3=3):本实施例选择带钢的宽度为1200mm，厚度为1.2mm，板形缺陷为边浪，层别记为
WITIF1[0070]步骤S2:采用四节点壳单元，开发带钢有限元节点和壳单元通用的有限元计算模型；采用解析刚体单元，开发炉辊有限元模型，进而建立带钢与炉辊的有限元耦合模型，此模型参见附图1。
[0071]步骤S3:运用横向跑偏曲线计算单元通过设置边界条件和初始条件对有限元耦合模型进行计算，进而得到带钢横向跑偏曲线，并储存于横向跑偏曲线存储单元内，以备生产控制系统的控制模块读取和调用。
[0072]步骤S4:上述带钢进入连退炉前，生产控制系统的检测机构就能获取上述带钢的层别为W1T1F1，然后控制模块读取到层别为WlTlFl带钢的信息，进而识别到该带钢的横向跑偏曲线，该曲线参见附图3。
[0073]步骤S5:生产控制系统中的纠偏装置接受到控制模块的信息指令，从而对上述带钢的特定位置进行纠偏。例如，根据附图3中曲线所示，带钢在30m处的跑偏量为-6.3006mm，那么设置30m处的纠偏装置会做出反向纠偏补偿量6.3006mm，实现对上述带钢的炉区纠偏自动控制。
[0074]实施例2
[0075]步骤S1:将带钢按照规格和初始板形状态进行划分成不同层别(Nl=2，N2=l,N3=3):本实施例选择带钢的宽度为1800mm，厚度为1.2mm，板形缺陷为边浪，层别记为W2T1F1。
[0076]步骤S2:采用四节点壳单元，开发带钢有限元节点和壳单元通用的有限元计算模型；采用解析刚体单元，开发炉辊有限元模型，进而建立带钢与炉辊的有限元耦合模型，此模型参见附图2。
[0077]步骤S3:运用横向跑偏曲线计算单元通过设置边界条件和初始条件对有限元耦合模型进行计算，进而得到带钢横向跑偏曲线，并储存于横向跑偏曲线存储单元内，以备生产控制系统的控制模块读取和调用。
[0078]步骤S4:上述带钢进入连退炉前，生产控制系统的检测机构就能获取上述带钢的层别为W2T1F1，然后控制模块读取到层别为W2T1F1带钢的信息，进而识别到该带钢的横向跑偏曲线，该曲线参见附图4。
[0079]步骤S5:生产控制系统中的纠偏装置接受到控制模块的信息指令，从而对上述带钢的特定位置进行纠偏。例如，根据附图4中曲线所示，带钢在30m处的跑偏量为-6.1322mm，那么设置30m处的纠偏装置会做出反向纠偏补偿量6.1322mm，实现对上述带钢的炉区纠偏自动控制。
[0080]实施例3
[0081]步骤S1:将带钢按照规格和初始板形状态进行划分成不同层别(Nl=2，N2=l,N3=3):本实施例选择带钢的宽度为1200mm，厚度为1.2mm，板形缺陷为肋浪，层别记为W1T1F2。
[0082]步骤S2:采用四节点壳单元，开发带钢有限元节点和壳单元通用的有限元计算模型；采用解析刚体单元，开发炉辊有限元模型，进而建立带钢与炉辊的有限元耦合模型，此模型参见附图5。
[0083]步骤S3:运用横向跑偏曲线计算单元通过设置边界条件和初始条件对有限元耦合模型进行计算，进而得到带钢横向跑偏曲线，并储存于横向跑偏曲线存储单元内，以备生产控制系统的控制模块读取和调用。
[0084]步骤S4:上述带钢进入连退炉前，生产控制系统的检测机构就能获取上述带钢的层别为W1T1F2，然后控制模块读取到层别为W1T1F2带钢的信息，进而识别到该带钢的横向跑偏曲线，该曲线参见附图7。
[0085]步骤S5:生产控制系统中的纠偏装置接受到控制模块的信息指令，从而对上述带钢的特定位置进行纠偏。例如，根据附图7中曲线所示，带钢在30m处的跑偏量为-4.3785mm，那么设置30m处的纠偏装置会做出反向纠偏补偿量4.3785mm，实现对上述带钢的炉区纠偏自动控制。
[0086]实施例4
[0087]步骤S1:将带钢按照规格和初始板形状态进行划分成不同层别(Nl=2，N2=l,N3=3):本实施例选择带钢的宽度为1800mm，厚度为1.2mm，板形缺陷为肋浪，层别记为W2T1F2。
[0088]步骤S2:采用四节点壳单元，开发带钢有限元节点和壳单元通用的有限元计算模型；采用解析刚体单元，开发炉辊有限元模型，进而建立带钢与炉辊的有限元耦合模型，此模型参见附图6。
[0089]步骤S3:运用横向跑偏曲线计算单元通过设置边界条件和初始条件对有限元耦合模型进行计算，进而得到带钢横向跑偏曲线，并储存于横向跑偏曲线存储单元内，以备生产控制系统的控制模块读取和调用。
[0090]步骤S4:上述带钢进入连退炉前，生产控制系统的检测机构就能获取上述带钢的层别为W2T1F2，然后控制模块读取到层别为W2T1F2带钢的信息，进而识别到该带钢的横向跑偏曲线，该曲线参见附图8。
[0091]步骤S5:生产控制系统中的纠偏装置接受到控制模块的信息指令，从而对上述带钢的特定位置进行纠偏。例如，根据附图8中曲线所示，带钢在30m处的跑偏量为-1.9612mm，那么设置30m处的纠偏装置会做出反向纠偏补偿量1.9612mm，实现对上述带钢的炉区纠偏自动控制。
[0092]实施例5
[0093]步骤S1:将带钢按照规格和初始板形状态进行划分成不同层别(Nl=2，N2=l,N3=3):本实施例选择带钢的宽度为1200mm，厚度为1.2mm，板形缺陷为中浪，层别记为W1T1F3。
[0094]步骤S2:采用四节点壳单元，开发带钢有限元节点和壳单元通用的有限元计算模型；采用解析刚体单元，开发炉辊有限元模型，进而建立带钢与炉辊的有限元耦合模型，此模型参见附图9。
[0095]步骤S3:运用横向跑偏曲线计算单元通过设置边界条件和初始条件对有限元耦合模型进行计算，进而得到带钢横向跑偏曲线，并储存于横向跑偏曲线存储单元内，以备生产控制系统的控制模块读取和调用。
[0096]步骤S4:上述带钢进入连退炉前，生产控制系统的检测机构就能获取上述带钢的层别为W1T1F3，然后控制模块读取到层别为W1T1F3带钢的信息，进而识别到该带钢的横向跑偏曲线，该曲线参见附图11。
[0097]步骤S5:生产控制系统中的纠偏装置接受到控制模块的信息指令，从而对上述带钢的特定位置进行纠偏。例如，根据附图11中曲线所示，带钢在30m处的跑偏量为0_，那么设置30m处的纠偏装置会做出反向纠偏补偿量0mm，实现对上述带钢的炉区纠偏自动控制。
[0098]实施例6
[0099]步骤S1:将带钢按照规格和初始板形状态进行划分成不同层别(Nl=2，N2=l,N3=3):本实施例选择带钢的宽度为1800mm，厚度为1.2mm，板形缺陷为中浪，层别记为W2T1F3。
[0100]步骤S2:采用四节点壳单元，开发带钢有限元节点和壳单元通用的有限元计算模型；采用解析刚体单元，开发炉辊有限元模型，进而建立带钢与炉辊的有限元耦合模型，此模型参见附图10。
[0101]步骤S3:运用横向跑偏曲线计算单元通过设置边界条件和初始条件对有限元耦合模型进行计算，进而得到带钢横向跑偏曲线，并储存于横向跑偏曲线存储单元内，以备生产控制系统的控制模块读取和调用。
[0102]步骤S4:上述带钢进入连退炉前，生产控制系统的检测机构就能获取上述带钢的层别为W2T1F3，然后控制模块读取到层别为W2T1F3带钢的信息，进而识别到该带钢的横向跑偏曲线，该曲线参见附图12。
[0103]步骤S5:生产控制系统中的纠偏装置接受到控制模块的信息指令，从而对上述带钢的特定位置进行纠偏。例如，根据附图12中曲线所示，带钢在30m处的跑偏量为0_，那么设置30m处的纠偏装置会做出反向纠偏补偿量0mm，实现对上述带钢的炉区纠偏自动控制。
[0104]通过实施例1?6可以看出本发明提供的一种改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法及装置能很好的实现含缺陷带钢在炉区内的纠偏自动控制。
[0105]本发明提供的一种改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法通过运用有限元模拟计算方法获得了含缺陷带钢进入连退炉内的理论跑偏预测路径，并获得了各种缺陷带钢的理论横向跑偏曲线数据库，通过获得的横向跑偏曲线数据库控制生产控制系统对实际生产中的含缺陷带钢进行反向补偿纠偏，有效提高了带钢尤其是非对称板形缺陷的带钢在连退炉内的稳定通板性，降低了其在炉内跑偏的概率和次数。
[0106]本发明提供的一种改善带钢连退炉内跑偏的装置包括:
[0107]有限元模型处理模块、横向跑偏曲线处理模块及生产控制系统。
[0108]所述有限元模型处理模块，用于建立和存储有限元计算模型数据库及有限元耦合模型数据库。
[0109]所述横向跑偏曲线处理模块，用于计算和存储横向跑偏曲线数据库。
[0110]所述生产控制系统，用于纠正连退炉内含缺陷带钢的跑偏。
[0111]作为优选，所述横向跑偏曲线处理模块包括:
[0112]横向跑偏曲线计算单元及横向跑偏曲线存储单元。
[0113]所述横向跑偏曲线计算单元根据所述有限元耦合模型数据库计算出对应的横向跑偏曲线并建立横向跑偏曲线数据库。
[0114]所述横向跑偏曲线存储单元用于存储所述横向跑偏曲线数据库。
[0115]作为优选，所述生产控制系统包括:[0116]检测机构、控制模块及纠偏装置；
[0117]所述检测机构，用于检测连退炉内的实际生产带钢的缺陷特征，并将缺陷数据输入控制模块。
[0118]所述控制模块，用于读取检测机构获得缺陷数据，并识别出对应横向跑偏曲线数据库内的横向跑偏曲线，进而控制所述纠偏装置。
[0119]所述控制模块根据获得的所述缺陷数据，识别出对应在所述的所述带钢缺陷数据库中的特定的含缺陷带钢；根据所述特定的含缺陷带钢导出对应横向跑偏曲线数据库内的所述特定的函数关系y(x)，从而获得了所述特定的含缺陷带钢进入退火炉后的理论跑偏预测路径；所述控制模块根据所述特定的函数关系I (χ)控制所述纠偏装置。
[0120]所述纠偏装置设置在所述退火炉内特定的多个位置；所述纠偏装置根据所述控制模块的指示信号做出实时反向纠偏量的设定，进而反向补偿了所述特定的含缺陷带钢在炉内的跑偏。
[0121]本发明提供的一种改善带钢连退炉内跑偏的装置通过设置有限元模型处理模块，建立了各种含缺陷带钢的有限元计算模型数据库以及带钢和炉辊的有限元耦合模型数据库，为其他生产部门提供了参考；通过设置横向跑偏曲线处理模块及生产控制系统对实际生产中的带钢进行了缺陷的检测，并识别该含缺陷带钢对应的理论横向跑偏曲线，进而指示生产控制系统对该含缺陷带钢进行反向补偿纠偏，从而保证了带钢在连退炉内的稳定通板性，降低了其在炉内跑偏的概率和次数。
[0122]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法，其特征在于，包括: 根据现有含缺陷的带钢建立带钢缺陷数据库；根据所述缺陷数据库建立有限元计算模型；根据所述有限元计算模型建立含缺陷带钢在连退炉内的跑偏曲线数据库；将所述跑偏曲线数据库存储到生产控制系统的控制模块，所述控制模块控制纠偏装置纠正连退炉内含缺陷带钢的跑偏。
2.根据权利要求1所述的工艺优化方法，其特征在于，所述根据现有带钢的缺陷建立带钢缺陷数据库包括: 对所述现有的含缺陷带钢基于钢种、厚度及宽度划分不同的层别； 对于同一层别的所述含缺陷带钢，根据带钢缺陷的位置和大小的不同再划分不同的组别； 根据所有层别及各个层别的不同组别的所有含缺陷带钢，建立带钢缺陷数据库。
3.根据权利要求1所述的工艺优化方法，其特征在于，根据所述缺陷数据库建立有限元计算模型: 根据所述缺陷数据库的含缺陷带钢的特征，采用四节点壳单元，开发带钢有限元节点和壳单元通用的有限元计算模型； 根据所有含缺陷带钢的有限元计算模型建立与所述缺陷数据库对应的有限元计算模型数据库。
4.根据权利要求3所述的工艺优化方法，其特征在于，根据所述缺陷数据库建立有限元计算模型，还包括: 根据所述退火炉内的传送辊的特征建立炉辊有限元模型；所述炉辊有限元模型采用解析刚体单元开发得到； 将所述含缺陷带钢的有限元计算模型与所述炉辊有限元模型耦合形成有限元耦合模型； 根据所有含缺陷带钢对应的有限元耦合模型建立有限元耦合模型数据库。
5.根据权利要求1所述的工艺优化方法，其特征在于，根据所述有限元计算模型建立含缺陷带钢在连退炉内的跑偏曲线数据库包括: 对所述有限元耦合模型施加边界条件和初始条件； 对所述施加边界条件和初始条件后的有限元耦合模型进行计算，得到所述含缺陷带钢中心位置的节点随炉辊旋转过程中的横向偏移量y与节点纵向运行距离X之间的函数关系y (X);所述函数关系y (X)即为所述含缺陷带钢在连续退火炉内的横向跑偏规律的跑偏曲线.-^4 ， 根据所有含缺陷带钢对应的函数关系I (X)建立横向跑偏曲线数据库。
6.根据权利要求1所述的工艺优化方法，其特征在于，将所述跑偏曲线数据库存储到生产控制系统的控制模块: 所述生产控制系统包括:检测机构、控制模块及纠偏装置； 所述检测机构用于检测连退炉内的实际生产带钢的缺陷特征，并将缺陷数据输入控制模块； 所述控制模块根据获得的所述缺陷数据，识别出对应在所述带钢缺陷数据库中的特定的含缺陷带钢；根据所述特 定的含缺陷带钢导出对应的所述特定的函数关系y (X)，从而获得了所述特定的含缺陷带钢进入退火炉后的理论跑偏预测路径； 所述控制模块根据所述特定的函数关系I (X)控制所述纠偏装置。
7.根据权利要求6所述的工艺优化方法，其特征在于: 多个所述纠偏装置设置在所述退火炉内特定的多个位置； 所述纠偏装置根据所述控制模块导出的所述特定的函数关系I (X)做出实时反向纠偏量的设定，进而反向补偿了所述特定的含缺陷带钢在炉内的跑偏。
8.一种改善带钢连退炉内跑偏的装置，其特征在于，包括: 有限元模型处理模块、横向跑偏曲线处理模块及生产控制系统； 所述有限元模型处理模块，用于建立和存储有限元计算模型数据库及有限元耦合模型数据库； 所述横向跑偏曲线处理模块，用于计算和存储横向跑偏曲线数据库； 所述生产控制系统，用于纠正连退炉内含缺陷带钢的跑偏。
9.根据权利要求8所述的改善带钢连退炉内跑偏的装置，其特征在于，所述横向跑偏曲线处理模块包括: 横向跑偏曲线计算单元及横向跑偏曲线存储单元； 所述横向跑偏曲线计算单元根据所述有限元耦合模型数据库计算出对应的横向跑偏曲线并建立横向跑偏曲线数据库； 所述横向跑偏曲线存储单元用于存储所述横向跑偏曲线数据库。
10.根据权利要求8所述的改善带钢连退炉内跑偏的装置，其特征在于，所述生产控制系统包括: 检测机构、控制模块及纠偏装置； 所述检测机构，用于检测连退炉内的实际生产带钢的缺陷特征，并将缺陷数据输入控制丰旲块; 所述控制模块，用于读取检测机构获得缺陷数据，并识别出对应横向跑偏曲线数据库内的横向跑偏曲线，进而控制所述纠偏装置； 所述控制模块根据获得的所述缺陷数据，识别出对应在所述带钢缺陷数据库中的特定的含缺陷带钢；根据所述特定的含缺陷带钢导出对应横向跑偏曲线数据库内的所述特定的函数关系y (X)，从而获得了所述特定的含缺陷带钢进入退火炉后的理论跑偏预测路径；所述控制模块根据所述特定的函数关系I (χ)控制所述纠偏装置； 所述纠偏装置设置在所述退火炉内特定的多个位置；所述纠偏装置根据所述控制模块的指示信号做出实时反向纠偏量的设定，进而反向补偿了所述特定的含缺陷带钢在炉内的跑偏。
【文档编号】G06F17/50GK103942370SQ201410134057
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】令狐克志, 唐伟, 于孟, 王永强, 任新意, 文杰, 昝现亮, 刘顺明, 窦爱民, 李飞, 尹显东 申请人:首钢总公司