CN105714231B - 连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节方法和系统，所述温度动态调节方法包括：一旦检测到当前钢带上的冷凝线高度在第一预设范围/第二预设范围，则对应控制提高/降低镀锅加热器对铝锌熔体进行加热的温度；获取所述铝锌熔体的当前温度，将其与预设的标准温差进行加运算得到钢带的目标温度，钢带冷却系统依据所述目标温度对当前钢带温度进行调节，本发明通过冷凝线和铝锌熔体为参考来实现对钢带连续热浸镀铝温度的控制，具有较高的稳定性和准确性。

Description

连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节方法和系统
技术领域
本发明涉及一种钢带连续热浸镀铝锌生产方法，具体涉及钢带连续热镀铝锌过程时的钢带温度和熔体温度动态调节方法和系统。
背景技术
钢带连续热浸镀铝锌时的钢带温度和熔体温度是钢铁生产技术中最关键的两个工艺参数，对生产的顺利进行和最终的产品质量有很大的影响。但是，在制定工艺时，至今没有一套科学合理的方法，大多靠实验结果或经验数据，所以，在出现问题时，不能寻找到解决问题的方向，也影响了产品性能的稳定性。同时，由于测量钢带温度一般都是采用光学高温计，受钢带品种和表面状态、炉内光线传导性能的影响很大，而缺少方便实用的在线校验方法，也影响了工艺参数的准确控制。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钢带连续热浸镀铝时的钢带温度和熔体温度动态调节方法和系统，用于解决现有技术在对钢带连续热浸镀铝温度的控制缺乏稳定性和准确性问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下技术方案：
一种钢带在连续热镀铝锌过程时的钢带温度和熔体温度动态调节方法，包括：一旦检测到当前钢带上的冷凝线高度在第一预设范围/第二预设范围，则对应控制提高/降低镀锅加热器对铝锌熔体进行加热的温度；获取所述铝锌熔体的当前温度，将其与预设的标准温差进行加运算得到钢带的目标温度，钢带冷却系统依据所述目标温度对当前钢带温度进行调节。
优选地，在获取所述铝锌熔体的当前温度来对当前钢带温度进行调节之前，还包括步骤：一旦检测到镀锅加热器在当前正常工作条件下的单位能耗值等于预设能耗值，则将测温仪器的显示温度调至为当前铝锌熔体的温度，其中，所述预设能耗值为镀锅的单位散热能耗值与镀锅的单位工作能耗值之和。
优选地，镀锅的单位散热能耗值的获取步骤包括：在生产线停机时，在停止镀铝锌、停止加入铝锌锭，但气刀装置正常工作，镀锅处于与正常工作时相同的散热状态下，记录单位时间内镀锅加热器所消耗的电能，并将其转换成热量后得到镀锅的单位散热能耗值。
优选地，镀锅的单位工作能耗值的获取步骤包括：计算单位时间内加入镀锅内的铝锌锭的融化热和升温到镀铝锌温度时所吸收的热量。
优选地，第一预设范围是指冷凝线高度低于2米，第二预设范围是指冷凝线高度大于4米。
此外，本发明还提供了一种连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节系统，所述系统包括：第一控制装置，用于一旦检测到当前钢带上的冷凝线高度在第一预设范围/第二预设范围，则对应控制提高/降低所述镀锅加热器对所述铝锌熔体进行加热的温度；第二控制装置，连接于所述第一控制装置，用于获取所述铝锌熔体的当前温度，将其与预设的标准温差进行加运算得到钢带的目标温度，并依据所述目标温度控制钢带冷却系统对当前钢带温度进行调节。
优选地，所述第二控制装置中包括：基准温度校验模块，用于一旦检测到镀锅加热器在当前正常工作条件下的单位能耗值等于预设能耗值，则将测温仪器的显示温度调至为当前铝锌熔体的温度，其中，所述预设能耗值为镀锅的单位散热能耗值与镀锅的单位工作能耗值之和。
优选地，第一预设范围是指冷凝线高度低于2米，第二预设范围是指冷凝线高度大于4米。
如上所述，本发明具有以下有益效果：
1)通过热量的动态平衡方法控制熔体温度和钢带温度，确保了工艺的稳定性；
2)通过在实际中对钢带测温仪器进行动态校验，确保了测量的准确性；
3)以冷凝线的高度为基准来调整熔体的温度，符合热浸镀的工艺原理，确保了镀层结晶的质量；
4)通过控制钢带温度与熔体的温度差来调整钢带温度，符合热浸镀的工艺原理，确保了镀层与钢带结合的质量。
附图说明
图1为本发明提供的钢带连续热镀铝锌过程的原理图。
图2为本发明提供的一种连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节方法的流程图。
图3为本发明提供的一种连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节系统的原理图。
图4为图3中温度动态调节系统的第二控制装置的原理图。
附图标号说明
S101～S103步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，为本发明提供的钢带连续热镀铝锌过程的原理图，如图所示，钢带3依次通过炉子冷却段1和镀锅2，在炉子冷却段1中设置有供钢带3从其中通过来进行冷却的冷却风箱11，冷却风箱11连接在一通过变频电机13驱动来输出冷风的冷却风机12，所述变频电机13连接在一控制计算机14上，所述控制计算机14还连接于一用于检测钢带温度的测温仪器15；在镀锅2中，通过设置在镀锅2上的镀锅加热器21来对放入镀锅2内的铝锌锭22进行融化和加热，镀锅加热器21通过另一控制计算机23依据熔体温度热电偶24检测到的温度信号来进行控制，在钢带3移出镀锅的路径上还设有气刀装置4。
实施例1
本实施例将提供一种连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节方法，请参见图2，以下将对该方法的详细实现步骤进行阐述。
步骤S101，一旦检测到当前钢带上的冷凝线高度在第一预设范围/第二预设范围，则对应控制提高/降低所述镀锅加热器对所述铝锌熔体进行加热的温度。
在具体实施中，结合图1，钢带在从镀锅出来以后到达气刀装置4位置，以气刀装置4为起点继续沿着钢带3的运动方向行进，会出现一个钢带表面为液体和固定的分界线，这个分界线即为冷凝线5，气刀装置4至冷凝线5之间的钢带由于刚从镀锅中出来，表面有一定的液体镀层，远离镀锅以后随着温度的下降液体镀层凝固形成固体。而本实施例就是检测冷凝线高度来对镀锅内铝锌熔体的温度进行控制。
具体地，本实施例所指的冷凝线高度是指气刀装置4至冷凝线5之间的距离。而只要检测到这个冷凝线高度进入了预设的某一高度范围时，就会对镀锅上的镀锅加热器进行控制以达到降低或者提高铝锌熔体温度的目的。
更为具体地说，步骤S101中的第一预设范围是指冷凝线高度低于1-2米，而第二预设范围是指冷凝线高度大于4-6米。通过上述步骤S101的控制可以将冷凝线控制在理想的距离内，即2-4米内，而相应的铝锌熔体的设定温度在590～630℃范围内，此时是较为理想的。
需要理解的是，本实施例中所给出的具体实施例子是按照钢带产品厚度为0.2mm～1.5mm进行实验得到的。当然，本领域技术人员也可以根据上述所给原理来设定其它范围产品的相关第一预设范围、第二预设范围以及设定温度等参数。
下面给出一组实施例的具体数据，见表1，从中可以看出，不同的钢带厚度其所对应的设定温度是不一样的，且对应的冷凝线实际高度也不一样。而提高熔体温度可以相应增加冷凝线的高度，本发明控制的原则是以保障冷凝线的高度为基准来调节铝锌熔体温度。
钢带厚度/mm 熔体温度/℃ 实际冷凝线高度/m
0.2 618 2.2
0.4 616 2.5
0.6 614 2.9
0.8 612 3.2
1.0 611 3.4
1.2 610 3.6
1.5 610 3.8
表1
此外，在具体实施中，可能出现熔体温度低于610℃但冷凝线高于6米的情况，这种情况则必须采用人工进行镀后冷却的方法，降低冷凝线高度。这属于特殊情况，而且通过人工处理降低冷凝线后，上述方法还是正常工作的，不会产生其它影响。
通过上述步骤S101就实现了铝锌熔体温度的动态控制。
步骤S102，一旦检测到镀锅加热器在当前正常工作条件下的单位能耗值等于预设能耗值，则将测温仪器的显示温度调至为当前铝锌熔体的温度，其中，所述预设能耗值为镀锅的单位散热能耗值与镀锅的单位工作能耗值之和。
在具体实施中，钢带冷却系统可是为上述炉子冷却段1，而测温仪器可以优选采用光学高温计。
在具体实施中，镀锅的单位散热能耗值的可以通过以下方法测量得到：
在生产线停机时，在停止镀铝锌、停止加入铝锌锭，但气刀装置正常工作，镀锅处于与正常工作时相同的散热状态下，记录单位时间内镀锅加热器所消耗的电能，并将其转换成热量后得到镀锅的单位散热能耗值。
例如，在本发明的一个实施例中，经过测量镀锅加热器在24小时内消耗的电能为E,以此为基础，再计算出每小时镀锅散热为Q1(即E/24)，即镀锅的单位散热能耗值。
在具体实施中，镀锅的单位工作能耗值可以通过以下方法测量得到：通过计算单位时间内加入镀锅内的铝锌锭的融化热和升温到镀铝锌温度时所吸收的热量。
例如，在本发明的一个实施例中，经计算每小时铝锌锭的融化惹和升温至镀铝锌温度所需的热量为Q2，即镀锅的单位工作能耗值。
在具体实施中，请结合图1，由于控制计算机会根据测温仪器的温度来对变频电机进行控制来实现对冷却风箱的控制，从而达到控制钢带温度的目的。因此，本发明中通过检测镀锅加热器在当前正常工作条件下的单位能耗值，并且当该单位能耗值达到上述所阐述的镀锅的单位散热能耗值与镀锅的单位工作能耗值之和时(即Q1+Q2)，通过将测温仪器显示的温度调整至与镀锅内铝锌熔体的温度一致，从而实现对钢带测温仪显示温度的在线动态校对。
例如，在本发明的一个实施例中，生产线设计的钢带的产品厚度范围为0.2mm～1.5mm，采用0.8mm厚的钢带进行实验，当镀锅加热器所消耗的电能正好等于镀锅散热的数量Q1与加入镀锅内铝锌锭融化和升温所需的热量Q2之和时，热电偶测量到的熔体的温度为603℃，而测温仪器显示温度的为624℃，则将测温仪显示温度调整为603℃。
通过上述步骤S102将测量钢带温度的光学高温计校正以后，就可以对钢带的温度进行动态控制。
步骤S103，获取所述铝锌熔体的当前温度，将其与预设的标准温差进行加运算得到钢带的目标温度，钢带冷却系统依据所述目标温度对当前钢带温度进行调节。
上述步骤S103是以铝锌熔体的温度为基准，控制不同厚度钢带的温度与铝锌熔体温度之间的温差，钢带厚度越大，则所述温度差越大，从而实现钢带温度的控制。
见表2，给出了一组实际实施例的应用数据，即在生产某一厚度的产品时，先按照工艺需要设定(熔体温度-钢带温度)的数值，然后计算出所需的钢带温度。
表2
通过上述步骤S103就实现了钢带温度的动态控制。
在实际操作时，可以是按照一个周期来执行一次步骤S102，而步骤S101和S103则为动态进行，优先进行S101步骤，然后进行S103步骤。
实施例2
本实施例还将提供一种连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节系统，请结合图1和3，该温度动态调节系统6包括第一控制装置61，用于一旦检测到当前钢带上的冷凝线高度在第一预设范围/第二预设范围，则对应控制提高/降低所述镀锅加热器对所述铝锌熔体进行加热的温度；第二控制装置62，连接于所述第一控制装置，用于获取所述铝锌熔体的当前温度，将其与预设的标准温差进行加运算得到钢带的目标温度，并依据所述目标温度控制钢带冷却系统对当前钢带温度进行调节。
在具体实施中，见图4，所述第二控制装置62中包括还基准温度校验模块621，用于一旦检测到镀锅加热器在当前正常工作条件下的单位能耗值等于预设能耗值，则将测温仪器的显示温度调至为当前铝锌熔体的温度，其中，所述预设能耗值为镀锅的单位散热能耗值与镀锅的单位工作能耗值之和。
在具体实施中，单位散热能耗值可以通过在生产线停机时，在停止镀铝锌、停止加入铝锌锭，但气刀装置正常工作，镀锅处于与正常工作时相同的散热状态下，记录单位时间内镀锅加热器所消耗的电能，并将其转换成热量后得到镀锅的单位散热能耗值。
在具体实施中，镀锅的单位工作能耗值可以通过计算单位时间内加入镀锅内的铝锌锭的融化热和升温到镀铝锌温度时所吸收的热量得到。
在具体实施中，第一预设范围是指冷凝线高度低于1-2米，第二预设范围是指冷凝线高度大于4-6米。
由于上述实施例1已经对钢带的温度控制和铝锌熔体的温度控制的原理进行了详细的描述，这里就不再赘述。
综上所述，本发明相对现有技术，其至少具有以下优点：
1)通过热量的动态平衡方法控制熔体温度和钢带温度，确保了工艺的稳定性；
2)通过在实际中对钢带测温仪器进行动态校验，确保了测量的准确性；
3)以冷凝线的高度为基准来调整熔体的温度，符合热浸镀的工艺原理，确保了镀层结晶的质量；
4)通过控制钢带温度与熔体的温度差来调整钢带温度，符合热浸镀的工艺原理，确保了镀层与钢带结合的质量。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节方法，其特征在于，所述温度动态调节方法包括：
一旦检测到当前钢带上的冷凝线高度在第一预设范围/第二预设范围，则对应控制提高/降低镀锅加热器对铝锌熔体进行加热的温度；
获取所述铝锌熔体的当前温度，将其与预设的标准温差进行加运算得到钢带的目标温度，钢带冷却系统依据所述目标温度对当前钢带温度进行调节。
2.根据权利要求1所述的连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节方法，其特征在于：在获取所述铝锌熔体的当前温度来对当前钢带温度进行调节之前，还包括步骤：
一旦检测到镀锅加热器在当前正常工作条件下的单位能耗值等于预设能耗值，则将测温仪器的显示温度调至为当前铝锌熔体的温度，其中，所述预设能耗值为镀锅的单位散热能耗值与镀锅的单位工作能耗值之和。
3.根据权利要求1所述的连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节方法，其特征在于，镀锅的单位散热能耗值的获取步骤包括：
在生产线停机时，在停止镀铝锌、停止加入铝锌锭，但气刀装置正常工作，镀锅处于与正常工作时相同的散热状态下，记录单位时间内镀锅加热器所消耗的电能，并将其转换成热量后得到镀锅的单位散热能耗值。
4.根据权利要求1所述的连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节方法，其特征在于，镀锅的单位工作能耗值的获取步骤包括：
计算单位时间内加入镀锅内的铝锌锭的融化热和升温到镀铝锌温度时所吸收的热量。
5.根据权利要求1所述的连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节方法，其特征在于，第一预设范围是指冷凝线高度低于2米，第二预设范围是指冷凝线高度大于4米。
6.一种连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节系统，其特征在于，所述系统包括：
第一控制装置，用于一旦检测到当前钢带上的冷凝线高度在第一预设范围/第二预设范围，则对应控制提高/降低镀锅加热器对铝锌熔体进行加热的温度；
第二控制装置，连接于所述第一控制装置，用于获取所述铝锌熔体的当前温度，将其与预设的标准温差进行加运算得到钢带的目标温度，并依据所述目标温度控制钢带冷却系统对当前钢带温度进行调节。
7.根据权利要求6所述的连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节系统，其特征在于，所述第二控制装置中包括：
基准温度校验模块，用于一旦检测到镀锅加热器在当前正常工作条件下的单位能耗值等于预设能耗值，则将测温仪器的显示温度调至为当前铝锌熔体的温度，其中，所述预设能耗值为镀锅的单位散热能耗值与镀锅的单位工作能耗值之和。
8.根据权利要求6所述的连续热镀铝锌钢带温度和熔体温度的动态调节系统，其特征在于，第一预设范围是指冷凝线高度低于2米，第二预设范围是指冷凝线高度大于4米。
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