連退機組以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節方法技術

本發明專利技術公開了一種連退機組以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節方法，在特定工藝段內預設定張力的情況下，考慮爐輥凸度、來料板形、熱應力等因素，而對連退機組特定工藝段張力橫向分布進行預報及以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節的方法。與現有技術相比，本發明專利技術不但考慮了連退機組內部輥型對張力分布的影響，同時兼顧了來料板形、爐內溫差等因素，對張力的預設定起到了指導作用，大大降低了事故的發生率，提高了生產效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及連續退火領域的設備張力調節方法，更具體地說，涉及連退機組以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節方法。
技術介紹
如圖1所示，連續退火過程中，對帶鋼張力的設定要求較為嚴格，這是因為連退機組各工藝段內的爐輥基本都采用凸度輥，其目的是在退火過程中，帶鋼能起到自動糾偏的效果。然而實際生產過程中，由于帶鋼與爐輥之間長時間的磨損或加工誤差的原因，使爐輥兩端凸度不相等，進而導致帶鋼寬度方向的張力分布不均，這就容易導致帶鋼發生跑偏。另外，由于爐輥安裝精度問題，有可能導致爐輥間軸線不平行，再加上來料帶鋼都或多或少存在板形不良、厚度不均等缺陷，以及工藝段內溫度分布不均等問題，進而促進帶鋼的跑偏，嚴重時會導致帶鋼擦邊甚至斷帶。實際生產中往往根據經驗提高設定張力，以減少跑偏。然而，由于上述問題的存在，提高張力設定值容易導致另一事故——“熱瓢曲”的出現，嚴重時，也會有斷帶的危險。而且，跑偏極易引起熱瓢曲的產生，熱瓢曲又會進一步促進跑偏。因此，了解實際的張力分布值，對張力進行合理的設定，顯得尤為重要。
技術實現思路
針對現有技術中存在的“熱瓢曲”的問題，本專利技術的目的是提供連退機組以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節方法。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種連退機組以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟a，收集機組的關鍵設備與工藝參數；步驟b，計算該工藝段溫度下帶鋼彈性模量和摩擦系數；步驟c，劃分多個單元，并計算各條單元所處位置的相對凸度、輥徑、單元長度、熱應力；步驟d，給定各條張力調整步長，設定目標函數初值，判斷并調整過程參數；步驟e，設定中間條張力；步驟f，計算中間條單元的伸長量步驟g，計算符合條件的張力；步驟h，計算各條張力均值；步驟i，計算目標函數；步驟j，判斷目標函數是否符合條件；步驟k，判斷帶鋼張力預設定值是否符合條件；步驟l，輸出帶鋼寬度方向上各取樣點的張力步驟m，根據張力分布情況以熱瓢曲與跑偏控制為目標調整張力設定值。根據本專利技術的一實施例，步驟a的參數包括：爐輥輥形參數，主要包括：上爐輥最大輥徑Ds；上爐輥輥身長度Ls；上爐輥平直區長度Ss；上爐輥凸度δs；上爐輥表面粗糙度us；下爐輥最大輥徑Dx；下爐輥輥身長度Lx；下爐輥平直區長度Sx；下爐輥凸度δx；下爐輥表面粗糙度ux；上下兩爐輥軸線之間的懸空長度H；待生產的帶鋼的工藝參數，主要包括：帶鋼寬度B；帶鋼厚度h；帶鋼鋼種；帶鋼表面粗糙度u2；來料板型數據ε′i；帶鋼所處工藝段的設定溫度T及該工藝段沿帶寬方向的最大溫差ΔT；以及該工藝段帶鋼張力預設定值σ。根據本專利技術的一實施例，步驟b的彈性模量E(T)＝208639.8-0.21T2，摩擦系數μ；步驟c劃分(2m+1)×n個單元，且定義相對凸度Δδi、輥徑Di、單元長度lij、熱應力Qi；步驟d的各條張力調整步長Δσi，令目標函數初值f0(X)＝1010，判斷過程參數β＝1，調整過程參數t＝0；步驟e令中間條張力σm+1,1＝σm+1,1-tΔσm+1(σm+1,1一般取2σ)；步驟f計算中間條單元的伸長量Δlm+1。根據本專利技術的一實施例，步驟g計算當中間條張力為σm+11時，第i條的張力σi1，其進一步包括：步驟g1，令條單元調整參數i＝1；步驟g2，令目標函數初始值g0(xi)＝1010，過程調整參數a＝1，過程調整參數z＝0；步驟g3，給定調整步長Δσi1，令第i條單元張力初始值σi1＝σi1-zΔσi1(σi1一般取2σ)；步驟g4，計算第i條單元張力為σi1時的伸長量Δli；步驟g5，計算目標函數ga(xi)＝|Δlm+1-Δli-(Δδis+Δδix)π/2|；步驟g6，判斷目標函數ga(xi)＜ga-1(xi)？若成立，則記錄σi1＝σ′i1轉入步驟g7；若不成立，則令ga(xi)＝ga-1(xi)，a＝a+1，轉入步驟g7；步驟g7，判斷不等式σi1＞0？若成立，則z＝z+1，轉入步驟g3；若不成立，則轉入步驟g8；步驟g8，判斷i＜2m+1？若成立，i＝i+1，轉入步驟g2；若不成立，轉入步驟i。根據本專利技術的一實施例，步驟h計算各條張力均值根據本專利技術的一實施例，步驟i計算目標函數fβ(xi)＝|σ-aver|。根據本專利技術的一實施例，步驟j判斷fβ(xi)＜fβ-1(xi)？若成立，記錄σ11.σ21....σ2m+11，轉入步驟k；若不成立，令fβ(xi)＝fβ-1(xi)，β＝β+1，轉入步驟k。根據本專利技術的一實施例，步驟k判斷σm+11＞σ？若成立，則t＝t+1，轉入步驟e，若不成立，轉入步驟l。根據本專利技術的一實施例，步驟l輸出帶鋼寬度方向上各取樣點的張力σ11.σ21....σ2m+11。在上述技術方案中，本專利技術的連退機組以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節方法在特定工藝段內預設定張力的情況下，考慮爐輥凸度、來料板形、熱應力等因素，而對連退機組特定工藝段張力橫向分布進行預報及以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節的方法。與現有技術相比，本專利技術不但考慮了連退機組內部輥型對張力分布的影響，同時兼顧了來料板形、爐內溫差等因素，對張力的預設定起到了指導作用，大大降低了事故的發生率，提高了生產效率。附圖說明圖1是連續退火示意圖；圖2是適用于本專利技術的輥型示意圖；圖3是本專利技術的單元劃分示意圖；圖4是本專利技術的方案流程示意圖；圖5是本專利技術的主要流程示意圖；圖6是圖5中步驟g的子程序流程圖；圖7是本專利技術一實施例的來料板形曲線圖；圖8是本專利技術一實施例的張力分布曲線圖；圖9是本專利技術另一實施例的來料板形曲線圖；圖10是本專利技術另一實施例的張力分布曲線圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例進一步說明本專利技術的技術方案。如圖2和圖3所示，本專利技術充分結合連退機組設備特征及工藝特點，利用輥凸度、來料板形、溫度分布等因素對帶鋼伸長量的影響，提出一種適合于連退機組的，在特定工藝段內預設定張力的情況下，考慮爐輥凸度、來料板形、熱應力等因素，而對連退機組特定工藝段張力橫向分布進行預報及以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節的方法。該技術實施過程中，通過對上下兩爐輥之間的帶鋼沿縱向進行條單元劃分，并對每條單元沿橫向細分為若干小單元，給定最大輥徑處的條單元一個張力值，并根據輥凸度、來料板形、溫度分布等因素對帶鋼伸長量的影響，依次求出其他各條單元的張力值，并對各條張力值的平均值與張力預設定值進行比較，若大于張力預設定值，則給定最大輥徑處的張力值一個步長，重新計算，直至各條張力值的平均值與張力預設定值最接近，則輸出各條的張力值。如圖4、圖5和圖6所示，為了實現上述專利技術目的，本專利技術采用額技術方案包括以下由計算機執行的步驟：(a)收集機組的關鍵設備與工藝參數，主要包括以下步驟：(a1)收集爐輥輥形參數，主要包括：上爐輥最大輥徑Ds；上爐輥輥身長度Ls；上爐輥平直區長度Ss；上爐輥凸度δs；上爐輥表面粗糙度us；下爐輥最大輥徑Dx；下爐輥輥身長度Lx；下爐輥平直區長度Sx；下爐輥凸度δx；下爐輥表面粗糙度ux；上下兩爐輥軸線之間的懸空長度H；(a2)收集待生產的帶鋼的工藝參數，主要包括：帶鋼寬度B；帶鋼厚度h；帶鋼鋼種；帶鋼表面粗糙度u2；來料板型數據ε′i；帶鋼所處工藝段本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種連退機組以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟a，收集機組的關鍵設備與工藝參數；步驟b，計算該工藝段溫度下帶鋼彈性模量和摩擦系數；步驟c，劃分多個單元，并計算各條單元所處位置的相對凸度、輥徑、單元長度、熱應力；步驟d，給定各條張力調整步長，設定目標函數初值，判斷并調整過程參數；步驟e，設定中間條張力；步驟f，計算中間條單元的伸長量步驟g，計算符合條件的張力；步驟h，計算各條張力均值；步驟i，計算目標函數；步驟j，判斷目標函數是否符合條件；步驟k，判斷帶鋼張力預設定值是否符合條件；步驟l，輸出帶鋼寬度方向上各取樣點的張力步驟m，根據張力分布情況以熱瓢曲與跑偏控制為目標調整張力設定值。

【技術特征摘要】
1.一種連退機組以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟a，收集機組的關鍵設備與工藝參數；步驟b，計算該工藝段溫度下帶鋼彈性模量和摩擦系數；步驟c，劃分多個單元，并計算各條單元所處位置的相對凸度、輥徑、單元長度、熱應力；步驟d，給定各條張力調整步長，設定目標函數初值，判斷并調整過程參數；步驟e，設定中間條張力；步驟f，計算中間條單元的伸長量步驟g，計算符合條件的張力；步驟h，計算各條張力均值；步驟i，計算目標函數；步驟j，判斷目標函數是否符合條件；步驟k，判斷帶鋼張力預設定值是否符合條件；步驟l，輸出帶鋼寬度方向上各取樣點的張力步驟m，根據張力分布情況以熱瓢曲與跑偏控制為目標調整張力設定值。2.如權利要求1所述的連退機組以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節方法，其特征在于：步驟a的參數包括：爐輥輥形參數，主要包括：上爐輥最大輥徑Ds；上爐輥輥身長度Ls；上爐輥平直區長度Ss；上爐輥凸度δs；上爐輥表面粗糙度us；下爐輥最大輥徑Dx；下爐輥輥身長度Lx；
\t下爐輥平直區長度Sx；下爐輥凸度δx；下爐輥表面粗糙度ux；上下兩爐輥軸線之間的懸空長度H；待生產的帶鋼的工藝參數，主要包括：帶鋼寬度B；帶鋼厚度h；帶鋼鋼種；帶鋼表面粗糙度u2；來料板型數據εi'；帶鋼所處工藝段的設定溫度T及該工藝段沿帶寬方向的最大溫差ΔT；以及該工藝段帶鋼張力預設定值σ。3.如權利要求2所述的連退機組以熱瓢曲與跑偏控制為目標的張力調節方法，其特征在于：步驟b的彈性模量E(T)＝208639.8-0.21T2，摩擦系數μ；步驟c劃分(2m+1)×n個單元，且定義相對凸度Δδi、輥徑Di、單元長度lij、熱應力Qi；步驟d的各條張力調整步長Δσi，令目標函數初值f0(X)＝1010，判斷過程參數β＝1，調整過程參數t＝0；步驟e令中間條張力σm+1,1＝σm+1,1-tΔσm+1(σm+1,1一般取2σ)；步驟f計算中間條單元的伸長量Δlm+1。4.如權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：段建高，唐智勇，邢德茂，劉益龍，陸子凡，李輝庭，
申請(專利權)人：寶鋼不銹鋼有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31