[发明专利]一种立式退火炉带钢切换规格下的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，涉及一种立式退火炉带钢切换规格下的控制方法，尤其涉及一种以退火炉内传热机理为研究对象，采用速度调节和辐射管温度调节相结合的带钢切换规格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，但是其中一部分是针对一级控制来说明，例如CN201020204449.7、CN201020528237.4等专利，它们主要是实现设备与炉温、带温直接的反馈控制。还有少数专利是整体的退火炉控制，包含数学模型，例如201110333416.1等。另外，还有一部分专利是辐射管温度的控制方法，通过带钢温度调整辐射管温度或者是根据热处理曲线来计算辐射管温度等，例如201510455927.9，201510846168.9等。以上专利缺少针对规格切换的详细控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种立式退火炉带钢切换规格下的控制方法，以形成较为完善的控制方法，并适用于立式退火炉的在线换带控制。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种立式退火炉带钢切换规格下的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤1)：通过周期采集换带的两种带钢的规格以及焊缝位置信息，来判断焊缝前后该两种带钢的钢种、厚度和目标温度区间是否一致，以确定换带类型；

步骤2)：根据换带类型，确定换带目标温度，并根据速度模型、传热模型共同作用，计算换带中的不同阶段带钢速度设定值和辐射管温度设定值；

步骤3)：根据焊缝位置，判断换带中的不同阶段，并下达相对应阶段带钢速度设定值和辐射管温度设定值，达到稳定控制目的。

进一步，在步骤1)中，换带类型包括目标温度区间不同或者厚度不同，即两种带钢的目标温度区间可有部分重叠区域，亦可无重叠区域，厚度不同包括薄变厚或厚变薄。

进一步，在步骤2)中，换带目标温度的确定方式是，通过判断两种带钢的目标温度区间是否有重叠区域，若有重叠区域，则根据两种带钢的厚度由薄变厚时，选择前一带钢目标温度区间的上限值T1_up，或者根据两种带钢的厚度由厚变薄时，选择前一带钢目标温度区间的下限值T1_down；若无重叠区域，则无论两种带钢的厚度如何变化，当热处理温度上升时，选择前一带钢目标温度区间的上限值T1_up，其中T1_up会根据后一带钢温度是否满足目标温度区间进行变化，或者当热处理温度下降时，选择前一带钢目标温度区间的下限值T1_down。

进一步，在步骤2)中，通过速度模型计算带钢的最大速度的公式为：

其中，V₀为带钢最大速度，TV值为各工艺退火温度下的TV值，h为带钢厚度。

进一步，在步骤2)中，传热模型为带钢温度跟踪数学模型，用于跟踪节点在炉内的温度变化情况，通过建立目标温度区间内的带钢与辐射管之间的温度关系，并通过迭代法求出平衡下的计算值，其方程组公式为：

cm(t_out-t_in)＝qAt

t_mid＝(t_out+t_in)/2