[發明專利]一種冷軋熱鍍鋅退火爐板溫協調控制系統及方法

有效

• 申請號: 201610649014.5
• 申請日: 2016-08-09
• 公開（公告）號: CN106119520B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 曹衛華;曹會娟;吳敏;袁艷;陳略峰;張永月;夏凱
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: C21D11/00
• 分類號: C21D11/00;C21D9/56
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 陳薇

技術領域

本發明涉及冷軋熱鍍鋅退火爐的工藝技術領域，尤其涉及一種冷軋熱鍍鋅退火爐板溫協調控制系統及方法。

背景技術

冷軋鋼板的優越性能，使得市場對其的需求不斷增加，提高生產鋼板的合格率能有效的提高企業的市場競爭力。

如圖1所示，在連續退火生產線中，將冷軋的鋼板在焊機上焊接，在清洗區域中將鋼板表面軋制油脂脫以后，在退火爐的加熱區域-均熱區域-冷卻區域-過時效區域進行連續加熱與冷卻的一系列熱處理，如圖2所示，為連續退火的目標鋼板溫度變化曲線。經過調質軋制，連續地卷取抗上進行卷取工序。加熱區域中上部分與下部分排列著被稱為爐滾筒的爐內滾筒，鋼板根據這個爐底滾形成的由爐下部分到爐上部分再到爐下部分的導通路徑。在路徑與路徑之間設置了在內部使煉焦爐氣體燃燒的輻射管，并且由輻射管對鋼板進行間接加熱。

當批量變化時，鋼板的厚度、寬度、退火目標溫度也是變化的。對于鋼板的溫度，將煤氣流量與鋼板傳送速度作為控制量，通過爐溫與加熱時間進行控制，由于響應較慢，因此對變化時間無法做到完全的跟蹤。

冷軋熱鍍鋅退火爐的工藝過程復雜，具有非線性以及強耦合等復雜特性，而且生產過程中，由于對不同鋼板的要求不同，退火爐的操作過程也不同，需要考慮鋼板溫度、鋼板厚度以及機組的速度等，難以實現其高精度的控制。

目前鋼鐵冷軋熱鍍鋅退火爐采用一級PLC交叉限幅PID控制結合二級模型機控制，但是其效果并不理想，溫度控制速度、精度、適應性無法滿足實際生產需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種冷軋熱鍍鋅退火爐板溫協調控制系統及方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

根據本發明的一個方面，提供了一種冷軋熱鍍鋅退火爐板溫協調控制系統，包括退火爐和溫度檢測模塊，所述退火爐包括無氧化加熱爐NOF段和輻射管加熱爐RTF段，所述NOF段和RTF段均分為多個區，所述溫度檢測模塊用于分別檢測NOF段爐溫TF_N、NOF段出口處鋼板實際溫度Treal_N和RTF段爐溫TF_R、RTF段出口處鋼板實際溫度Treal_R，其特征在于：還包括溫度優化及時間設定模塊、溫差檢測模塊、NOF段控制模塊和RTF段控制模塊。

所述溫度優化及時間設定模塊用于計算NOF段出口板溫設定值Tset_N和RTF段出口板溫設定值Tset_R；所述溫差檢測模塊用于計算NOF段出口處板溫偏差e_N和RTF段出口處板溫偏差e_R；所述NOF段控制模塊用于計算NOF段中每個區的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…n)，并控制相應燃料量通入NOF段中對應的每個區中；所述RTF段控制模塊用于計算RTF段中每個區的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3,…m)，并控制相應燃料量通入RTF段中對應的每個區中。

根據本發明的另一個方面，提供了一種冷軋熱鍍鋅退火爐板溫協調控制方法，包括如下步驟：

步驟1：初始化鋼板屬性參數和板速v，并獲取RTF段爐溫TF_R、NOF段出口鋼板實際溫度Treal_N和RTF段出口處鋼板實際溫度Treal_R；

步驟2：根據鋼板屬性參數、板速v和RTF段爐溫TF_R計算NOF段出口板溫設定值Tset_N和RTF段出口板溫設定值Tset_R；

步驟3：根據NOF段出口處鋼板實際溫度Treal_N和NOF段出口板溫設定值Tset_N計算NOF段出口處板溫偏差e_N，以及根據RTF段出口處鋼板實際溫度Treal_R和RTF段出口板溫設定值Tset_R計算RTF段出口處板溫偏差e_R；

步驟4：根據步驟1-3中計算的參數分別計算NOF段中每個區的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…n)和RTF段中每個區的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3,…m)，并分別控制相應燃料量通入NOF段和RTF段內對應的每個區中；

其中，所述鋼板屬性參數包括鋼板的板寬、板厚和板型。

本發明的有益效果是：本發明的一種冷軋熱鍍鋅退火爐板溫協調控制系統及方法，通過實時調節煤氣流量的方法來控制板溫達到工藝要求的精度，采用混合智能控制策略來實現冷軋退火爐的高精度溫度控制，使得退火爐NOF段和RTF段的板溫控制精度滿足工藝要求，使得燃料更合理的通入到退火爐的NOF段和RTF段中，這樣不僅提高了燃料的利用率，降低燃料成本，而且大大提高了冷軋鋼板的性能。

附圖說明

圖1為現有技術中鋼板連續退火過程簡圖；

圖2為現有技術中鋼板連續退火目標鋼板溫度變化曲線；