CN103255282A - 一种连续退火炉板温控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了连续退火炉板温控制方法，该板温控制方法通过调节均热段出口板温，使其与均热段最后一个区的炉温相等，从而得到辐射率；然后利用所得辐射率测得加热段出口板温实测值，再采用炉温PID闭环控制方法以使所得的板温实测值与板温设定值无限接近，从而实现对板温的精确控制。在实际运用中，稳态时板温控制精度均在±10℃以内，使得温度控制的针对性更强，从而保证了产品的质量。

Description

一种连续退火炉板温控制方法

技术领域

本发明涉及一种温度控制方法，尤其涉及一种带钢板材的温度控制方法。

背景技术

退火炉通过加热来释放带钢应力，改变晶粒结构，从而达到工艺所要求的目标。因此对板温(即带钢加热温度)的控制非常重要，板温实绩能够反映出生产是否处于稳态状态，从而直接关系到产品质量是否处于受控状态。因此，板温测量的精度将会严重影响到产品的质量和性能，板温测量精度的下降将会直接导致产品性能的不合格。

然而，虽然板温是退火炉控制最直接的测量数据，但是在实际控制退火炉温的过程中大多不使用板温，而是使用炉温，这主要是因为：

(1)板温计测量虽然准确(误差为±5℃)，但有一个前提：必须是带钢辐射率准确的情况下，然而辐射率通常较难确定。

(2)由于带钢表面质量不好，板温计测量波动较大，有时波动可达20℃以上，从而使得常规PID无法根据剧烈波动的板温进行控制。

(3)板温仪一般安装在退火炉出口处，由于退火炉通常分为若干个区，因此如果用板温进行控制，除了最后一个区可以用板温计作为反馈设备参与控制外，其他区由于均没有测量装置，无法进行反馈控制。

因此，由于上述原因，在实际生产过程中，板温控制较难实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续退火炉板温控制方法，该板温控制方法应当能够实现利用板温测量来控制带钢在退火过程中的温度，并精确地控制带钢在连续退火炉内的板温，从而保证产品的质量。

根据上述发明目的，本发明提供了一种连续退火炉板温控制方法，其包括下列步骤：

在连续退火炉的均热段的出口处和加热段的出口处分别对应设置一个第一板温计A和一个第二板温计B；

将所述加热段和均热段分别依次分为第1区、第2区……第n-1区、第n区共n个区，带钢在连续退火炉内从加热段的第1区行走至第n区，然后从均热段的第1区行走至第n区；

采用均热段第n区内的热电偶测量得到该区内的炉温，并采用第一板温计A测得此时此处带钢的板温，该初测的板温与炉温具有一差值，调整第一板温计A的辐射率直至测得的板温与炉温相同，将此时第一板温计A的辐射率记为E1；

将辐射率E1赋予第二板温计B，然后采用第二板温计B测得带钢于此处的板温实测值，采用炉温PID闭环控制方法以使第二板温计B测得的板温实测值与一板温设定值无限接近；

其中，炉温PID闭环控制方法根据下述模型对加热段各区的炉温设定值进行调整：

T_sv1＝T_sv0+T×K    (a)

(a)式中，T_sv0为加热段各区初始炉温设定值，T_sv1为加热段各区炉温设定值的调整目标值，T为第二板温计测得的板温实测值与板温设定值之间的差值，K为权重系数。

在本技术方案中，采用PID闭环控制方法控制板温：当板温实测值小于设定值时，根据(a)式对加热段各区进行新的设定值计算，并调整加热段各区至新的设定值，以使各区的输出功率增大，从而达到使板温实测值与设定值相一致的目的；当出口板温实测值大于设定值时，根据(a)式对加热段各区进行新的设定值计算，并调整加热段各区至新的设定值，以使各区的输出功率减小，从而达到使出口板温实测值与设定值相一致的目的。

优选地，在上述的连续退火炉板温控制方法中，还包括：

在采用第一板温计A和第二板温计B测量板温之前，首先给第一板温计A和第二板温计B设定阻尼时间，阻尼时间设定为2-5s。通过设置阻尼时间，使板温计输出的反馈值保持稳定，滤掉波动信号，确保了板温可稳定测量。

优选地，在上述的连续退火炉板温控制方法中：

将加热段分为8个区，权重系数K在各区的取值为：第1区0.05～0.1，第2区0.1～0.15，第3区0.15～0.2，第4区0.2～0.25，第5区0.25～0.3，第6区0.3～0.35，第7区0.4～0.45，第8区0.45～0.5。

根据各区影响板温变化的大小，对各区炉温设定值的变化采用权值控制：第1区由于影响板温变化最小，因此其权值最小；第8区由于影响板温变化最大，因此其权值最大。

本发明所述的连续退火炉板温控制方法在实际使用中，板温控制精度较好，稳态时板温控制精度均在±10℃以内，从而使得温度控制的针对性更强，保证了产品的质量。

附图说明

图1是本发明所述的连续退火炉板温控制方法在一种实施方式下的板温控制系统的结构框图。

图2是本发明所述的连续退火炉板温控制方法在一种实施方式下的流程图。

具体实施方式

图1是本发明所述的连续退火炉板温控制方法在本实施例中的板温控制系统的结构框图。如图1所示，退火炉具有加热段和均热段，加热段与均热段的出口处分别设有板温计B与板温计A，用以测量相应段出口板温。在本实施例中，加热段和均热段均有8个区，带钢在连续退火炉内按照箭头E的方向，从加热段的第1区行走至第8区，然后从均热段的第1区行走至第8区。退火炉各区中，热电偶C用以测量各区的炉温；烧嘴D用以对各区进行燃烧加热，燃料为一定配比的煤气和空气的混合气体，通过调节煤气和空气的配比，从而实现对各区炉温的控制。

图2是本发明所述的连续退火炉板温控制方法在本实施例中的流程图。本实施例所述的板温控制方法的具体步骤如图2所示：

(1)开始；

(2)给板温计A和板温计B设定5s的阻尼时间，以使板温计滤掉脉冲尖峰；

(3)采用均热段第8区内的热电偶测量得到该区内的炉温，并通过板温计A测得此时此处带钢的板温；

(4)调整板温计A的辐射率直至测得的板温与炉温相同，将此时板温计A的辐射率记为E1；

(5)将辐射率E1赋予板温计B并采用板温计B测得带钢于此处的板温实测值；

(6)采用炉温PID闭环控制方法以使板温计B测得的板温实测值与板温设定值无限接近；该炉温PID闭环控制方法是根据下述模型算得加热段各区的新的炉温设定值：

T_sv1＝T_sv0+T×K

式中，T_sv0为加热段各区初始炉温设定值，T_sv1为加热段各区炉温设定值的调整目标值，T为第二板温计测得的板温实测值与板温设定值之间的差值，K为权重系数；其中，加热段各区的权重系数K的取值为：第1区0.05～0.1，第2区0.1～0.15，第3区0.15～0.2，第4区0.2～0.25，第5区0.25～0.3，第6区0.3～0.35，第7区0.4～0.45，第8区0.45～0.5。

要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种连续退火炉板温控制方法，其特征在于，包括下列步骤：

在连续退火炉的均热段的出口处和加热段的出口处分别对应设置一第一板温计A和一第二板温计B；

将所述加热段和均热段分别依次分为第1区、第2区……第n-1区、第n区共n个区，带钢在连续退火炉内从加热段的第1区行走至第n区，然后从均热段的第1区行走至第n区；

采用均热段第n区内的热电偶测量得到该区内的炉温，并采用第一板温计A测得此时此处带钢的板温，该初测的板温与炉温具有一差值，调整第一板温计A的辐射率直至测得的板温与炉温相同，将此时第一板温计A的辐射率记为E1；

将辐射率E1赋予第二板温计B，然后采用第二板温计B测得带钢于此处的板温实测值，采用炉温PID闭环控制方法以使第二板温计测得的板温实测值与一板温设定值无限接近；

其中，炉温PID闭环控制方法根据下述模型对加热段各区的炉温设定值进行调整：

T_sv1＝T_sv0+T×K

式中，T_sv0为加热段各区初始炉温设定值，T_sv1为加热段各区炉温设定值的调整目标值，T为第二板温计测得的板温实测值与板温设定值之间的差值，K为权重系数。

2.如权利要求1所述的连续退火炉板温控制方法，其特征在于，还包括：

在采用第一板温计A和一第二板温计B测量板温之前，首先给第一板温计和第二板温计设定阻尼时间，阻尼时间设定为2-5s。

3.如权利要求1或2所述的连续退火炉板温控制方法，其特征在于：

将加热段分为8个区，权重系数K在各区的取值为：第1区0.05～0.1，第2区0.1～0.15，第3区0.15～0.2，第4区0.2～0.25，第5区0.25～0.3，第6区0.3～0.35，第7区0.4～0.45，第8区0.45～0.5。

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