专利名称：立式镀锌退火炉的加热控制方法
技术领域：
本发明涉及一种退火炉的加热控制方法，尤其是一种立式镀锌退火炉的加热控制方法。
背景技术：
立式镀锌退火炉，除了与其它类型退火炉(如步进炉、推钢炉等)同样具有非线性、滞后性外，还具有带钢规格、热处理周期及带钢运行速度变化较频繁的特点，特别是在由于产品合同、生产计划组织带来的带钢规格、热处理周期变化的过渡过程中，退火炉在处理完前一批带钢后立即要处理下一批规格的带钢，而此时不可能将立式镀锌退火炉关闭后再重 新启动调整。这就需要对两种规格带钢的加热控制进行精确调整，以使后一种规格的带钢能够快速的达到稳定的温度，以往通常都是通过操作人员手动调整热处理目标温度设定值和带钢运行速度来实现对过渡过程的控制，劳动强度大、控制精度低、效果不佳。因此，通过控制系统自动控制过渡过程期间的退火炉加热状态，在兼顾产品质量性能指标的前提下，提高过渡过程自动化程度、实现产量最大化、降低能源消耗，是退火炉加热控制的重要研究内容之一。目前国内就退火炉的控制方法提出了一些专利申请，但是大部分针对一级控制来说明，例如中国专利CN201020295645. X和CN201020539388. X，它们主要是实现设备与炉温、带温直接的反馈控制，缺少数学模型和影响因素权重的分析。专利号为CN201020256197. 2的退火窑加热系统主要是针对加热分区仪表位置布置的设计，也属于一级控制。上述专利均是采用自动控制的方法控制退火炉加热，其根据带钢温度与目标温度的比较来控制退火炉中辐射管的功率，然而在立式镀锌退火炉，由于带钢的规格会经常发生变化，而上述方法均是根据带钢温度比较目标温度来反复调整辐射管的功率，这个过程非常缓慢，即后一规格的带钢要经过比较长的时间才能达到温度稳态，这无疑影响了这一规格带钢起始端的质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在带钢规格、热处理周期及带钢运行速度变化时能快速使带钢温度达到稳态的立式镀锌退火炉的加热控制方法。本发明解决其技术问题所采用的立式镀锌退火炉的加热控制方法，包括以下步骤A、在带钢的加热过程中，通过检测模块采集加热段出口温度、辐射管设定值和带钢信息，包括带钢速度、处理工艺、带钢规格；根据带钢信息判断当前辐射管功率控制是否需要改变当带钢规格发生变化时，通过知识库调用初始辐射管功率；当带钢规格未发生变化，以当前辐射管功率为判断的初始辐射管功率；以初始辐射管功率作为辐射管的功率设定；B、在给定各控制段的初始辐射管功率后，利用检测到的带钢出口温度与目标温度进行比较，根据结果比例调节辐射管设定值，然后将计算后的设定值下达给一级控制系统；C、重复A步骤和B步骤，逐渐使带钢温度趋于稳定控制。进一步的是，在C步骤中，当带钢温度趋于稳定控制后，将稳定后的辐射管功率通过自学习功能保存在知识库中以作为该类型带钢的初始辐射管功率。进一步的是，所述自学习功能采用如下方式实现当一定时间内带钢出口温度稳定在目标值附近时，同时该时间内各控制段的辐射管功率恒定，则将此时的 辐射管功率保存在知识库中；当知识库中保存的当前规格、带速下的辐射管功率值超过15条以上时，删除误差最大的5条，同时将保存在知识库中所有当前规格和带速下初始辐射管功率的平均值作为知识库中当前规格以及带速下的初始辐射管功率。进一步的是，在C步骤中，所述带钢加热段比例调节遵守一定准则，如下所示Pi=P' i+k| (τ-τ; )| (I)Pi ^ 100%(2)式中=Pi—第i控制段福射管的输出功率值，% ；Pi—第i控制段辐射管的当前功率值，% ；k 一比例系数；T一加热段出口带温目标值，K ；T厂加热段出口带温当前值，K。其中K值比例系数决定于三个因素温度控制段(高温区或低温度)、加热方式(升温还是降温)、变温速率以及加热段带温出口温差关系，即K=K1XK2XK3Kl取值范围在(0-1)之间，控制段温度越高Kl值越大，反之越小，见下表。表I控制段影响系数Kl
权利要求
1.立式镀锌退火炉的加热控制方法，其特征在于包括以下步骤 A、在带钢的加热过程中，通过检测模块采集加热段出口温度、辐射管设定值和带钢信息，包括带钢速度、处理工艺、带钢规格；根据带钢信息判断当前辐射管功率控制是否需要改变当带钢规格发生变化时，通过知识库调用初始辐射管功率；当带钢规格未发生变化，以当前辐射管功率为判断的初始辐射管功率；以初始辐射管功率作为辐射管的功率设定； B、在给定各控制段的初始辐射管功率后，利用检测到的带钢出口温度与目标温度进行比较，根据结果比例调节辐射管设定值，然后将计算后的设定值下达给一级控制系统； C、重复A步骤和B步骤，逐渐使带钢温度趋于稳定控制。
2.如权利要求I所述的立式镀锌退火炉的加热控制方法，其特征在于在C步骤中，当带钢温度趋于稳定控制后，将稳定后的辐射管功率通过自学习功能保存在知识库中以作为该类型带钢的初始辐射管功率。
3.如权利要求2所述的立式镀锌退火炉的加热控制方法，其特征在于所述自学习功能采用如下方式实现当一定时间内带钢出口温度稳定在目标值附近时，同时该时间内各控制段的辐射管功率恒定，则将此时的辐射管功率保存在知识库中；当知识库中保存的当前规格、带速下的辐射管功率值超过15条以上时，删除误差最大的5条，同时将保存在知识库中所有当前规格和带速下初始辐射管功率的平均值作为知识库中当前规格以及带速下的初始辐射管功率。
4.如权利要求1、2或3所述的立式镀锌退火炉的加热控制方法，其特征在于在C步骤中，所述带钢加热段比例调节遵守一定准则，如下所示 Pi=Pi i+k| (T-Ti ) I(I) Pi ^ 100%(2) 式中=Pi—第i控制段辐射管的输出功率值，% ； Pi-第i控制段辐射管的当前功率值，% ； k-比例系数； T-加热段出口带温目标值，K ; Ti i-加热段出口带温当前值，K。
5.如权利要求1、2或3所述的立式镀锌退火炉的加热控制方法，其特征在于所述知识库的初始辐射管功率的计算方法为利用二维带钢温度跟踪模型进行加热计算，将计算的带钢温度和带钢热处理工艺温度曲线的目标温度进行比较，计算出各控制段的辐射管设定值； 二维、无内热源导热微分方程为
全文摘要
本发明公开了一种退火炉的加热控制方法，尤其是一种立式镀锌退火炉的加热控制方法，包括以下步骤A、在带钢的加热过程中，通过检测模块采集加热段出口温度、辐射管设定值和带钢信息，包括带钢速度、处理工艺、带钢规格；根据带钢信息判断当前辐射管功率控制是否需要改变当带钢规格发生变化时，通过知识库调用初始辐射管功率；当带钢规格未发生变化，以当前辐射管功率为判断的初始辐射管功率；B、在给定各控制段的初始辐射管功率后，利用检测到的带钢出口温度与目标温度进行比较，根据结果比例调节辐射管设定值，然后将计算后的设定值下达给一级控制系统；C、重复A步骤和B步骤，逐渐使带钢温度趋于稳定控制。
文档编号C21D9/56GK102876880SQ20121036424
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者王良兵, 杨泽猛, 罗开野, 周兵 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司