CN104746094A - 一种冷轧带钢酸洗工艺参数优化设定的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷轧带钢酸洗工艺参数优化设定的方法，该方法针对现有机组操作规程设定的酸液温度和酸液浓度值偏大，带钢欠酸洗和过酸洗较多、带钢表面质量不够高和酸洗工艺段能源介质耗量较大的问题，基于大量的酸洗样本数据，综合考虑蒸汽耗量成本、电能消耗成本、再生酸成本、新酸消耗成本和漂洗水成本，利用最优化方法在大量的酸洗样本数据中找出最优的酸洗工艺参数（酸液温度和酸液浓度），指导机组酸洗工艺段生产运行，从而减少机组酸洗工艺段的能源介质耗量，避免欠酸洗最小化过酸洗。

Description

一种冷轧带钢酸洗工艺参数优化设定的方法

技术领域

本发明属于冷轧带钢酸洗技术领域，尤其涉及一种冷轧带钢酸洗工艺参数优化设定的方法。

背景技术

在冷轧带钢酸洗机组中，对于一定品种、一定卷取温度的钢卷，设定不同的酸液温度、酸液浓度等工艺参数，最后的酸洗终点时间不同，酸洗的质量效果也不同，酸洗的成本也不同，目前的酸洗参数设定主要依据操作规程来设定，操作规程为了避免欠酸洗，设定的酸液温度和酸液浓度值偏大，一方面导致能源介质耗量较大，推高了运行成本，另一方面会导致更多的过酸洗，加重了酸洗铁损。因此，对于不同的钢卷，需要优化设定酸洗工艺参数来降低成本提高效益。

针对上述问题，本发明在收集大量酸洗样本数据的基础上，利用最优化方法解决多卷冷轧带钢酸洗工艺参数的优化设定问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种冷轧带钢酸洗工艺参数优化设定的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冷轧带钢酸洗工艺参数优化设定的方法,包括以下步骤:

1)获取生产数据，所述生产数据包括钢卷号、带钢牌号、带钢卷取温度、带钢宽度、带钢厚度和带钢速度；

2)根据生产数据，在大量酸洗样本数据中寻找满足生产要求的多种酸洗工艺参数组合；其中，每条酸洗样本数据包括带钢品种、带钢卷取温度、酸液温度、酸液浓度和对应的酸洗终点时间数据；

3)大量的酸洗样本数据中寻找满足生产要求的多种酸洗工艺参数组合，计算多种组合的目标函数值，求取其中最优值对应的酸洗工艺参数组合，将其作为优化设定的酸洗工艺参数。

按上述方案，所述步骤3)中，目标函数C是考虑蒸汽耗量成本C1、电能消耗成本C2、再生酸成本C3、新酸消耗成本C4和漂洗水成本C5的最优函数，C＝C₁+C₂+C₃+C₄+C₅。

按上述方案，建立酸洗工艺参数(如酸液温度、酸液浓度)与目标函数组成项之间的联系，为分别建立蒸汽耗量成本C1、电能消耗成本C2、再生酸成本C3、新酸消耗成本C4和漂洗水成本C5与酸洗工艺参数的函数关系。以蒸汽耗量成本为例，C₁＝(Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅)*P，其中，Q₁是酸液蒸发带走的热量，Q₂是酸槽酸罐和管道热辐射散热，Q₃是带钢带走的热量，Q₄是反应放热，Q₅是新酸加热所需热量，P为一定热量的蒸汽价格，以酸液蒸发带走的热量为例，Q₁＝0.8908*e^0.071*t/C_in，其中t为酸液温度，C_in是酸液浓度。

本发明产生的有益效果是：

1.本发明方法建立的酸洗工艺参数优化设定模块可以依据机组具体需求设定目标函数并进行扩展；

2.本发明方法建立的酸洗工艺参数优化设定模块依据大量的酸洗样本数据进行决策，有理有据且贴近生产实际。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明冷轧带钢酸洗工艺参数优化设定系统示意图；

图2是本发明冷轧带钢酸洗工艺参数优化流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，建立冷轧带钢酸洗工艺参数优化设定系统。主要包括二级计算机、酸洗样本数据计算机和酸洗工艺参数优化设定计算机，将它们通过工业以太网连接起来。

1)收集大量的酸洗样本数据并存储在酸洗样本数据计算机中。其中酸洗样本数据主要是带钢品种、带钢卷取温度、酸液温度、酸液浓度和对应的酸洗终点时间数据，其中，一条带钢品种、带钢卷取温度、酸液温度、酸液浓度和酸洗终点时间数据组成一条记录，按照不同的带钢品种、带钢卷取温度、酸液温度和酸液浓度收集多组酸洗样本数据，存储在酸洗样本数据计算机中为酸洗工艺参数优化设定模块提供数据支持。

2)依据机组情况设定机组配置数据，其中包括酸槽数据、酸罐数据、管道数据、带钢基本属性数据、酸液基本属性数据、酸循环泵数据、再生酸数据、漂洗水数据和能源介质价格数据等。

3)利用最优化理论，在酸洗工艺参数优化设定计算机上建立酸洗工艺参数优化设定目标函数，其中目标函数C主要考虑蒸汽耗量成本C₁、电能消耗成本C₂、再生酸成本C₃、新酸消耗成本C₄和漂洗水成本C₅，C＝C₁+C₂+C₃+C₄+C₅，建立酸洗工艺参数如酸液温度、酸液浓度与目标函数组成项之间的联系，其中蒸汽耗量与酸液蒸发带走的热量、酸槽酸罐和管道热辐射散热、带钢带走的热量、反应放热和新酸加热所需热量有关。

建立酸洗工艺参数：酸液温度、酸液浓度与目标函数组成项之间的联系方法如下：建立酸洗工艺参数(如酸液温度、酸液浓度)与目标函数组成项之间的联系，以蒸汽耗量成本为例，C1＝(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)*P，其中，Q1是酸液蒸发带走的热量，Q2是酸槽酸罐和管道热辐射散热，Q3是带钢带走的热量，Q4是反应放热，Q5是新酸加热所需热量，P为一定热量的蒸汽价格；同理，可建立电能消耗成本C₂、再生酸成本C₃、新酸消耗成本C₄和漂洗水成本C₅与酸液温度、酸液浓度的联系。Q1、Q2、Q3、Q4和Q5均为酸液温度、酸液浓度的函数，可计算出。以酸液蒸发带走的热量为例，Q1＝0.8908*e0.071*t/Cin，其中t为酸液温度，Cin是酸液浓度。

4)酸洗工艺参数优化设定计算机接收从二级计算机传输过来的钢卷生产数据，以生产数据为前置条件，在酸洗样本数据计算机的酸洗样本数据中寻找满足前置条件的多组酸洗工艺参数组合，将多组酸洗工艺参数组合带入酸洗工艺参数优化设定目标函数并计算各组合的目标函数值，比较各酸洗工艺参数组合目标函数值的大小并获取其中最小值对应的酸洗工艺参数组合，将其作为这一卷带钢对应的优化设定的酸洗工艺参数。对于多卷带钢，逐一按步骤求取各自的酸洗工艺参数，酸洗工艺参数优化设定模块的流程如图2所示。

其中，部分计算的结果如表1所示。从表1中可以看出，酸洗工艺参数优化设定模块能够依据带钢生产数据设定优化的酸洗工艺参数，其中酸液温度在75℃～80℃附近，低于现场生产设定的85℃，从表2中可以看出，优化设定后能够显著的降低蒸汽耗量(8％～15％)从而降低生产成本。

表1酸洗工艺参数优化设定结果

表2不同酸液温度对应的蒸汽耗量

序号	酸液温度(℃)	蒸汽耗量(t/h)
			1	85	12.85
2	84	12.6
			3	83	12.34
4	82	12.1
			5	81	11.86
6	80	11.63
			7	79	11.41
8	78	11.19
			9	77	10.97
10	76	10.77
			11	75	10.36
12	74	10.16

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种冷轧带钢酸洗工艺参数优化设定的方法，其特征在于，包括以下步骤:

1)获取生产数据，所述生产数据包括钢卷号、带钢牌号、带钢卷取温度、带钢宽度、带钢厚度和带钢速度；

2) 根据生产数据，在大量酸洗样本数据中寻找满足生产要求的多种酸洗工艺参数组合；其中，每条酸洗样本数据包括带钢品种、带钢卷取温度、酸液温度、酸液浓度和对应的酸洗终点时间数据；

3）大量的酸洗样本数据中寻找满足生产要求的多种酸洗工艺参数组合，计算多种组合的目标函数值，求取其中最优值对应的酸洗工艺参数组合，将其作为优化设定的酸洗工艺参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3）中，目标函数C是考虑蒸汽耗量成本C1、电能消耗成本C2、再生酸成本C3、新酸消耗成本C4和漂洗水成本C5的最优函数，C= C1+ C2+ C3+C4+C5。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，建立酸洗工艺参数与目标函数组成项之间的联系为分别建立蒸汽耗量成本C1、电能消耗成本C2、再生酸成本C3、新酸消耗成本C4和漂洗水成本C5与酸洗工艺参数的函数关系。