一种卧式退火炉分段式带钢工艺过渡控制方法与流程

本发明属于自动控制领域，涉及一种卧式退火炉分段式带钢工艺过渡控制方法，尤其涉及一种以退火炉为研究对象，通过控制出口带温的目标值的在线自动控制方法。

背景技术：

目前，国内拥有退火炉较多，但是我国退火炉控制水平与国外相比，存在一定的差距，整体系统和单体设备的控制水平都有待进一步地提高。其中带钢规格切换控制要求较高，操作不当时，不仅容易造成带钢加热不足或者超温，产生废带，更有严重的造成带钢断带，从停炉、开炉，到取带、重新焊接，一般需要停产2-3天，产量降低。

目前国内就退火炉的控制方法提出了一些专利申请，针对规格切换的详细控制方法有以下几种：201910649970.7，cn201610793150.1等，他们均是通过控制辐射管加热段段实现换带，只涉及一个段，当在卧式退火炉中，除了辐射管加热段还有明火段，若只控制辐射管加热段，可能会出现超负荷加热仍达不到加热目标的情况，因此需要两个控制段结合控制方式。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种卧式退火炉分段式带钢工艺过渡控制方法，解决多段加热式卧式退火炉的在线换带控制问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种卧式退火炉分段式带钢工艺过渡控制方法，包括：

步骤1)：获取换带前后两种带钢的规格及焊缝位置，来判断焊缝前后两种规格参数是否完全相同，以确定换带过渡类型。

步骤2)：根据换带过渡类型，确定出带钢换带过渡中三个不同阶段的明火段和辐射管段的带钢目标出口温度。

步骤3)：根据焊缝位置，判断出带钢换带过渡中三个不同阶段的两个切换点，并根据该两个切换点下达相对应阶段的明火段和辐射管段的带钢目标出口温度设定值。

优选的，所述带钢换带过渡中三个不同阶段包括：

第一阶段，为前一带钢的稳态阶段，其带钢在明火段和辐射管段的带钢目标出口温度分别为t1、t1。

第二阶段，为前后带钢的过渡阶段，其带钢在明火段和辐射管段的带钢目标出口温度分别为tg、tg。

第三阶段，为后一带钢的稳态阶段，其带钢在明火段和辐射管段的带钢目标出口温度分别为t2、t2。

优选的，确定出t2、t2的临界值。保证了带钢不超过极限温度。

优选的，根据该两个切换点下达相对应阶段的明火段和辐射管段的带钢目标出口温度设定值包括：

在t1＝t2、t1＝t2，且d1>d2时，设定tg＝t1、tg＝t1-δt。

在t1＝t2、t1＝t2，且d1<d2，d1<1mm时，设定tg＝t1、tg＝t1+δt。

在t1＝t2、t1＝t2，且d1<d2，d1>1mm时，设定tg＝t1+δt/2、tg＝t1+δt。

在t1>t2、t1>t2，且d1≥d2时，设定tg＝t1、tg＝t1-δt。

在t1>t2、t1>t2，且d1<d2时，设定tg＝t1、tg＝t1-δt。

在t1<t2、t1<t2，且d1≥d2时，设定tg＝t1、tg＝t1+δt。

在t1<t2、t1<t2,且d1<d2，d1<1mm时，设定tg＝t1、tg＝t1+δt。

在t1<t2、t1<t2,且d1<d2，d1>1mm时，设定tg＝t1+δt/2、tg＝t1+δt。

其中，d1、d2为前后两种带钢的厚度，δt为允许温差，取值为5-20℃。

优选的，焊缝位置所在的两个切换点分别为：x1表示估算焊缝入炉前带钢温升或温降所需要的时间点所对应位置，x2表示焊缝在辐射管段出口位置。

本发明的优点在于：

1、本发明通过判断焊缝前后两种规格参数是否完全相同，参数包括厚度、钢种；确定带钢在不同阶段时的各段带钢目标出口温度，主要包括明火段、辐射管段，避免了出现超负荷加热仍达不到加热目标的情况，适用于采用多段加热方式的卧式退火炉的在线换带控制。

2、本发明根据焊缝位置的两个切换点x1和x2实现了自动对换带时的明火段、辐射管段的带钢目标出口温度进行过渡控制，从而提高控制稳定性。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为带钢规格切换下的逻辑流程图。

图2为换带过程中明火段出口带温(目标值和实际值)随着焊缝位置的变化情况(换带过渡类型1)。

图3为换带过程中辐射管段出口带温(目标值和实际值)随着焊缝位置的变化情况(换带过渡类型1)。

备注：薄变厚或者厚度不变下的其他换带过渡类型可参考上述图2、3进行相应变化。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本发明提供的一种卧式退火炉分段式带钢工艺过渡控制方法，包括：通过采集带钢规格、钢种、焊缝信息等，判断焊缝前后两种带钢规格参数是否完全相同，参数包括厚度、钢种，以确定出换带过渡类型；接着，根据换带类型，确定带钢在三个阶段时的各段带钢目标出口温度，主要包括明火段和辐射管段；然后，根据确定的焊缝所在的位置x1,x2,从前一阶段切换至后一阶段，即当焊缝到达x1点时，表示从第一阶段切换到第二阶段，当焊缝到达x2点时，表示从第二阶段切换到第三阶段，同时，对应带钢目标温度重新进行设定。

其中，带钢换带过渡中三个不同阶段包括：第一阶段为前一带钢的稳态阶段，其带钢在明火段和辐射管段的带钢目标出口温度分别为t1、t1；第二阶段为前后带钢的过渡阶段，其带钢在明火段和辐射管段的带钢目标出口温度分别为tg、tg；第三阶段为后一带钢的稳态阶段，其带钢在明火段和辐射管段的带钢目标出口温度分别为t2、t2。焊缝位置所在的两个切换点分别为：x1表示估算焊缝入炉前带钢温升或温降所需要的时间点所对应位置，x2表示焊缝在辐射管段出口位置。

此外，确定出t2、t2的临界值。以保证带钢不超过极限温度。

根据该两个切换点下达相对应阶段的明火段和辐射管段的带钢目标出口温度设定值主要包括如下几种换带过渡类型：

1)在第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t1等于第三阶段(后一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t2、及第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t1等于第三阶段(后一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t2下。

1.1)且d1>d2时(即：厚带变薄带的情况)，设定tg＝t1、tg＝t1-δt，即将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的明火段带钢目标出口温度tg设定为与第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t1相等，而将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的辐射管段带钢目标出口温度tg设定为比第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t1高5-20℃，如高5℃、或高8℃、或高10℃、或高13℃、或高15℃、或高17℃、或高20℃。

1.2)且d1<d2，d1<1mm时(即：薄带变厚带、薄带厚度小于1mm的情况)，设定tg＝t1、tg＝t1+δt，即将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的明火段带钢目标出口温度tg设定为与第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t1相等，而将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的辐射管段带钢目标出口温度tg设定为比第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t1低5-20℃，如低5℃、或低7℃、或低9℃、或低12℃、或低14℃、或低18℃、或低20℃。

1.3)且d1<d2，d1>1mm时(即：薄带变厚带、薄带厚度大于1mm的情况)，设定tg＝t1+δt/2、tg＝t1+δt，即将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的明火段带钢目标出口温度tg设定为比第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t1低2.5-10℃，如低2.5℃、或低3℃、或低5℃、或低7.5℃、或低10℃，而将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的辐射管段带钢目标出口温度tg设定为比第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t1低5-20℃，如低5℃、或低7℃、或低9℃、或低12℃、或低14℃、或低18℃、或低20℃。

2)在第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t1大于第三阶段(后一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t2、及第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t1大于第三阶段(后一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t2下。

2.1)且d1≥d2时(即：厚带变薄带、厚薄不变的情况)，设定tg＝t1、tg＝t1-δt。即将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的明火段带钢目标出口温度tg设定为与第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t1相等，而将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的辐射管段带钢目标出口温度tg设定为比第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t1高5-20℃，如高5℃、或高6℃、或高11℃、或高13℃、或高15℃、或高19℃、或高20℃。

2.2)且d1<d2时(即：薄带变厚带的情况)，设定tg＝t1、tg＝t1-δt。即将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的明火段带钢目标出口温度tg设定为与第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t1相等，而将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的辐射管段带钢目标出口温度tg设定为比第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t1高5-20℃，如高5℃、或高7℃、或高9℃、或高12℃、或高14℃、或高18℃、或高20℃。

3)在第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t1小于第三阶段(后一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t2、及第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t1小于第三阶段(后一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t2下。

3.1)且d1≥d2时(即：厚带变薄带、厚薄不变的情况)，设定tg＝t1、tg＝t1+δt。即将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的明火段带钢目标出口温度tg设定为与第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t1相等，而将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的辐射管段带钢目标出口温度tg设定为比第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t1低5-20℃，如低5℃、或低8℃、或低10℃、或低13℃、或低16℃、或低19℃、或低20℃。

3.2)且d1<d2，d1<1mm时(即：薄带变厚带、薄带厚度小于1mm的情况)，设定tg＝t1、tg＝t1+δt。即将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的明火段带钢目标出口温度tg设定为与第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t1相等，而将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的辐射管段带钢目标出口温度tg设定为比第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t1低5-20℃，如低5℃、或低6℃、或低9℃、或低14℃、或低17℃、或低20℃。

3.3)且d1<d2，d1>1mm时(即：薄带变厚带、薄带厚度大于1mm的情况)，设定tg＝t1+δt/2、tg＝t1+δt。即将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的明火段带钢目标出口温度tg设定为比第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的明火段带钢目标出口温度t1低2.5-10℃，如低2.5℃、或低3.5℃、或低6℃、或低8.5℃、或低10℃，而将第二阶段(前后带钢的过渡阶段)的辐射管段带钢目标出口温度tg设定为比第一阶段(前一带钢的稳态阶段)的辐射管段带钢目标出口温度t1低5-20℃，如低5℃、或低8℃、或低11℃、或低15℃、或低17℃、或低20℃。

举例来讲，结合图2、3所示，判断前后带钢规格不同阶段需要进行过渡控制时，首先根据前面步骤确定相关参数(t1,t2,tg,t1,t2,tg,x1,x2)；然后，实时检测焊缝位置，当检测焊缝位置未到达切换点x1时，保持第一阶段的设定值不变，即带钢在明火段和辐射管段的带钢目标出口温度为t1,t1,当焊缝位置到达x1点，表示进入过渡控制阶段，此时带钢在明火段和辐射管段的带钢目标出口温度为tg,tg，当焊缝位置到达x2后，说明退火炉加热部分只有后一带钢，因此可以切换回第三阶段，带钢在明火段和辐射管段的带钢目标出口温度为t2,t2，退火炉会逐渐恢复到后一带钢的稳定生产状态，表示过渡控制结束。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。