CN106238470A - 考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法，包括以下步骤：步骤a，收集试验参数；步骤b，构造拉矫破鳞对酸洗时间的影响系数模型；步骤c，通过回归方法计算所述影响系数模型的参数；步骤d，构造考虑酸洗液浓度、温度和拉矫破鳞影响下的酸洗时间计算模型；步骤e，通过回归方法计算酸洗时间系数；步骤f，根据所述酸洗时间计算模型计算酸洗时间；步骤g，由最优解得到酸洗时间的计算公式；步骤h，计算考虑到工况影响的酸洗时间。本发明的方法结合了带钢酸洗生产线拉矫机的设备与工艺特点，较原有酸洗时间计算方法和结果更为准确，解决了现场生产难题，提高了带钢的酸洗速度。

Description

考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法

技术领域

本发明涉及冶金方法，更具体地说，涉及考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法。

背景技术

本发明来源于现场生产实践，尤其涉及一种考虑到拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法。

酸洗槽是带钢酸洗线中去除带钢表面氧化铁皮的主要设备，是决定带钢酸洗线生产线能力的关键性设备。酸洗时间决定带钢通过酸洗槽的速度，因而酸洗时间的计算对于指导操作人员控制带钢通过酸槽的速度有实际意义。当酸液的温度，浓度，紊流度等不变时，酸洗时间是可计算的值。

破鳞是由拉矫机完成的，通过压应力和张应力的作用，将热轧带钢表面坚硬的氧化铁皮被破坏，更加有利于酸液与其反应。因此破鳞是紊流酸洗工艺中的一道重要的环节，破鳞的效果对酸洗速率的提升具有重要的作用。

在生产中，由于拉矫机与酸槽是连接在一起的，因此酸洗时间的计算在理论上必须考虑拉矫机的影响。而现有酸洗时间计算模型通常忽略了拉矫机的影响因素，导致酸洗时间计算不够精确，继而影响到带钢通过酸洗槽的速度的计算，降低了机组的生产效率。

发明内容

针对现有技术中存在的现有酸洗时间计算模型通常忽略了拉矫机的影响因素的问题，本发明的目的是提供考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法，包括以下步骤：

步骤a，收集试验参数；

步骤b，构造拉矫破鳞对酸洗时间的影响系数模型；

步骤c，通过回归方法计算影响系数模型的参数；

步骤d，构造考虑酸洗液浓度、温度和拉矫破鳞影响下的酸洗时间计算模型；

步骤e，通过回归方法计算酸洗时间系数；

步骤f，根据酸洗时间计算模型计算酸洗时间；

步骤g，由最优解得到酸洗时间的计算公式；

步骤h，计算考虑到工况影响的酸洗时间。

根据本发明的一实施例，步骤a的试验参数包括：拉矫机压下量x，压下量中心点x₀、拉矫机张力F、不经过拉矫机破鳞的酸洗时间t₀。

根据本发明的一实施例，拉矫破鳞对酸洗时间的影响系数模型为：

式中，t_p为拉矫破鳞的影响系数；u,P为模型参数。

根据本发明的一实施例，步骤c进一步包括：

步骤c1，通过现场实验收集酸洗液在平均浓度(如15％)和温度(如80℃)条件下，n组张力F_i(i＝1,2,3,...n)与m组压下量x_j(j＝1,2,3,...m)及与之所对应的最佳酸洗时间t_pij；

步骤c2，回归计算，得到u和P的最优解。

根据本发明的一实施例，酸洗时间计算模型为：

式中，B为酸洗液浓度影响系数、D为酸洗液温度影响系数、A为零次项影响系数，C为酸液浓度，T为酸液温度。

根据本发明的一实施例，通过回归方法计算酸洗时间系数A,B,D的步骤为：

步骤e1，通过现场实验收集拉矫机在平均张力和压下量条件下，n组酸洗液浓度C_i(i＝1,2,3,...n)与m组酸洗液温度T_j(j＝1,2,3,...m)及与之所对应的最佳酸洗时间t_ij；

步骤e2，回归计算，得到A,B,D的最优解。

根据本发明的一实施例，步骤f计算最终酸洗时间系数Y＝{A,B,D}，具体步骤为：

步骤f1，通过现场实验收集拉矫机在特定张力和压下量条件下，n组酸洗液浓度C_i(i＝1,2,3,...n)与m组酸洗液温度T_j(j＝1,2,3,...m)及与之所对应的最佳酸洗时间t'_ij；

步骤f2，根据现场实际给定初步酸洗时间系数的初始值Y₀＝{A₀,B₀,D₀}和优化步长□Y＝{□A,□B,□D}，优化参数k＝n□m；

步骤f3，令Y＝Y₀+k□Y

步骤f4，计算与C_i和T_j对应的初步酸洗时间计算值

$t_{ij}={10}^{A+{\mathrm{BlgC}}_i+\frac{D}{T_j+273}+\lg \left(t_0\right)};$

步骤f5，构造目标函数式

$G\left(Y\right)=\mathrm{\α}\frac{1}{mn}\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{(t_{ij}^{\′}-t_{ij})}^2}+(1-\mathrm{\α})max\left\{\right|t_{ij}^{\′}-t_{ij}|,i=1,2,...,n;j=1,2,...,m\};$

步骤f6，判断Powell条件是否成立？成立则出入步骤f7；不成立则令k＝k+1转入步骤f3；

步骤f7，计算出G(Y)取最小值的Y＝{A,B,D}最优解。

根据本发明的一实施例，由最优解Y＝{A,B,D}得到t的计算公式

$t={10}^{A+BlgC+\frac{D}{T+273}+lg\left(t_0\right)}.$

根据本发明的一实施例，考虑到工况影响的酸洗时间为：

$t=\mathrm{\δ}{10}^{A+BlgC+\frac{D}{T+273}+\lg \left(t_0\right)};$

式中，δ为工况调整系数，具体根据现场实际取值，取值范围为0.8～1.2。

在上述技术方案中，本发明的考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法结合了带钢酸洗生产线拉矫机的设备与工艺特点，提供一种考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法。本发明较原有酸洗时间计算方法和结果更为准确，解决了现场生产难题，提高了带钢的酸洗速度，提升了经济效益。

附图说明

图1是本发明考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法的流程图；

图2是步骤f的具体计算流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

步骤a，收集试验参数：拉矫机压下量x，压下量中心点x₀、拉矫机张力F、不经过拉矫机破鳞的酸洗时间t₀；

步骤b，构造拉矫破鳞对酸洗时间的影响系数的模型：

$t_p=\frac{t_0(1-\frac{u}{F})}{1+{\left(\frac{x}{x_0}\right)}^p}+\frac{u}{F}{t}_0$

式中，t_p为拉矫破鳞的影响系数；u,P为模型参数；

步骤c，通过回归方法计算u,P：

步骤c1，通过现场实验收集酸洗液在平均浓度(如15％)和温度(如80℃)条件下，n组张力F_i(i＝1,2,3,...n)与m组压下量x_j(j＝1,2,3,...m)及与之所对应的最佳酸洗时间t_pij；

步骤c2，回归计算，得到u和P的最优解；

步骤d，构造考虑酸洗液浓度、温度和拉矫破鳞影响下的酸洗时间计算模型

$t={10}^{A+B\lg \left(C\right)+\frac{D}{T+273}+\lg \left(t_p\right)}$

式中，B为酸洗液浓度影响系数、D为酸洗液温度影响系数、A为零次项影响系数，C为酸液浓度，T为酸液温度；

步骤e，通过回归方法计算酸洗时间系数A,B,D：

步骤e1，通过现场实验收集拉矫机在平均张力和压下量条件下，n组酸洗液浓度C_i(i＝1,2,3,...n)与m组酸洗液温度T_j(j＝1,2,3,...m)及与之所对应的最佳酸洗时间t_ij；

步骤e2，回归计算，得到A,B,D的最优解。

步骤f，根据模型计算酸洗时间。

如图2所示，计算最终酸洗时间系数Y＝{A,B,D}，可采用以下由计算机执行的步骤：

步骤f1，通过现场实验收集拉矫机在特定张力和压下量条件下，n组酸洗液浓度C_i(i＝1,2,3,...n)与m组酸洗液温度T_j(j＝1,2,3,...m)及与之所对应的最佳酸洗时间t'_ij；

步骤f2，根据现场实际给定初步酸洗时间系数的初始值Y₀＝{A₀,B₀,D₀}和优化步长□Y＝{□A,□B,□D}，优化参数k＝n□m；

步骤f3，令Y＝Y₀+k□Y

步骤f4，计算与C_i和T_j对应的初步酸洗时间计算值

$t_{ij}={10}^{A+{\mathrm{BlgC}}_i+\frac{D}{T_j+273}+\lg \left(t_0\right)};$

步骤f5，构造目标函数式

$G\left(Y\right)=\mathrm{\α}\frac{1}{mn}\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{(t_{ij}^{\′}-t_{ij})}^2}+(1-\mathrm{\α})max\left\{\right|t_{ij}^{\′}-t_{ij}|,i=1,2,...,n;j=1,2,...,m\};$

步骤f6，判断Powell条件是否成立？成立则出入步骤f7；不成立则令k＝k+1转入步骤f3；

步骤f7，计算出G(Y)取最小值的Y＝{A,B,D}最优解。

步骤g，由最优解Y＝{A,B,D}得到t的计算公式

步骤h，计算考虑到工况影响的酸洗时间(式中，δ为工况调整系数，取值范围为0.8～1.2，具体根据现场实际取值)。

下面通过一个实施例来进一步说明上述技术方案。

实施例

步骤a，收集试验参数：拉矫机的平均压下量x₀＝12、无拉矫机破鳞的酸洗时间t₀＝80s；

步骤b，构造拉矫破鳞对酸洗时间的影响系数计算模型：

$t_p=\frac{t_0(1-\frac{u}{F})}{1+{\left(\frac{x}{x_0}\right)}^P}+\frac{u}{F}{t}_0,$ 式中：

t_p—拉矫破鳞对酸洗时间的影响系数；

u,P—拉矫破鳞对酸洗时间的影响系数模型的参数。

步骤c，计算u,P：收集现场给出的特定浓度和温度条件下，100组张力F_i(i＝1,2,3,...100)与100组压下量x_j(j＝1,2,3,...100)及与之所对应的最佳酸洗时间t_pij，可以得到{u＝2,P＝-4}最优解；

步骤d，得到t_p的计算公式：

$t_p=\frac{80(1-\frac{2}{F})}{1+{\left(\frac{x}{x_0}\right)}^{-4}}+\frac{2}{F}80$

步骤e，构造考虑酸洗液浓度、温度和拉矫机破鳞影响下的酸洗时间计算模型：

$t={10}^{A+B\lg C+\frac{D}{T+273}+\lg \left(t_0\right)},$ 式中：

B—酸洗液浓度影响系数；

D—酸洗液温度影响系数；

A—常数，根据现场实际取值。

步骤f，计算最终酸洗时间系数A,B,D：收集现场给出的平均张力和平均压下量条件下，100组酸洗液浓度C_i(i＝1,2,3,...100)与100组酸洗液温度T_j(j＝1,2,3,...100)及与之所对应的最佳酸洗时间t_ij，得到{A＝-2,B＝-2,D＝54}最优解；

步骤g，得到t的计算公式：

步骤h，将拉矫机张力F＝60、压下量x＝20，酸洗液浓度C＝5％，温度T＝90等已知参数代入公式，计算得到酸洗时间t＝76.01。

根据实测酸洗时间为t'＝77.5，由于|(t-t')/t'|＝0.019≤0.05，可知其误差非常小，满足现场要求。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (9)

1.一种考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a，收集试验参数；

步骤b，构造拉矫破鳞对酸洗时间的影响系数模型；

步骤c，通过回归方法计算所述影响系数模型的参数；

步骤d，构造考虑酸洗液浓度、温度和拉矫破鳞影响下的酸洗时间计算模型；

步骤e，通过回归方法计算酸洗时间系数；

步骤f，根据所述酸洗时间计算模型计算酸洗时间；

步骤g，由最优解得到酸洗时间的计算公式；

步骤h，计算考虑到工况影响的酸洗时间。

2.如权利要求1所述的考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法，其特征在于：

步骤a的试验参数包括：拉矫机压下量x，压下量中心点x₀、拉矫机张力F、不经过拉矫机破鳞的酸洗时间t₀。

3.如权利要求2所述的考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法，其特征在于：

所述拉矫破鳞对酸洗时间的影响系数模型为：

式中，t_p为拉矫破鳞的影响系数；u,P为模型参数。

4.如权利要求3所述的考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法，其特征在于：

步骤c进一步包括：

步骤c1，通过现场实验收集酸洗液在平均浓度(如15％)和温度(如80℃)条件下，n组张力F_i(i＝1,2,3,...n)与m组压下量x_j(j＝1,2,3,...m)及与之所对应的最佳酸洗时间t_pij；

步骤c2，回归计算，得到u和P的最优解。

5.如权利要求4所述的考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法，其特征在于：

所述酸洗时间计算模型为：

式中，B为酸洗液浓度影响系数、D为酸洗液温度影响系数、A为零次项影响系数，C为酸液浓度，T为酸液温度。

6.如权利要求5所述的考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法，其特征在于：

通过回归方法计算酸洗时间系数A,B,D的步骤为：

步骤e1，通过现场实验收集拉矫机在平均张力和压下量条件下，n组酸洗液浓度C_i(i＝1,2,3,...n)与m组酸洗液温度T_j(j＝1,2,3,...m)及与之所对应的最佳酸洗时间t_ij；

步骤e2，回归计算，得到A,B,D的最优解。

7.如权利要求6所述的考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法，其特征在于：

步骤f计算最终酸洗时间系数Y＝{A,B,D}，具体步骤为：

步骤f1，通过现场实验收集拉矫机在特定张力和压下量条件下，n组酸洗液浓度C_i(i＝1,2,3,...n)与m组酸洗液温度T_j(j＝1,2,3,...m)及与之所对应的最佳酸洗时间t'_ij；

步骤f2，根据现场实际给定初步酸洗时间系数的初始值Y₀＝{A₀,B₀,D₀}和优化步长□Y＝{□A,□B,□D}，优化参数k＝n□m；

步骤f3，令Y＝Y₀+k□Y

步骤f4，计算与C_i和T_j对应的初步酸洗时间计算值 $t_{ij}={10}^{A+{\mathrm{BlgC}}_i+\frac{D}{T_j+273}+\lg \left(t_0\right)};$

步骤f5，构造目标函数式

$G\left(Y\right)=\mathrm{\α}\frac{1}{mn}\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{(t_{ij}^{\′}-t_{ij})}^2}+(1-\mathrm{\α})max\left\{\right|t_{ij}^{\′}-t_{ij}|,i=1,2,...,n;j=1,2,...,m\};$

步骤f6，判断Powell条件是否成立？成立则出入步骤f7；不成立则令k＝k+1转入步骤f3；

步骤f7，计算出G(Y)取最小值的Y＝{A,B,D}最优解。

8.如权利要求7所述的考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法，其特征在于：

由最优解Y＝{A,B,D}得到t的计算公式

9.如权利要求8所述的考虑拉矫破鳞效果的酸洗时间预报方法，其特征在于：

考虑到工况影响的酸洗时间为：

式中，δ为工况调整系数，具体根据现场实际取值，取值范围为0.8～1.2。