[发明专利]一种改善带钢连退炉内跑偏的工艺优化方法及装置

说明书

技术领域

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

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

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。

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：

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。

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：

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。

作为优选，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。

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：

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。

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：

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，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。

根据所有含缺陷带钢对应的函数关系y（x）建立横向跑偏曲线数据库。

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：

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y（x）控制所述纠偏装置。

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；

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。

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。

本发明提供的一种改善带钢连退炉内跑偏的装置包括：

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。