CN106282497A - 一种立式连续退火炉料规切换的稳定控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立式连续退火炉料规切换的稳定控制方法，其特征在于，所述步骤如下，1）根据带钢的表面状态、退火曲线、宽度和厚度对生产计划进行合理的编排；2）料规切换过程中根据前后带钢的退火曲线对炉内温度进行提前预设定；3）料规切换过程中根据前后带钢的料规特点对炉内张力进行设定；4）料规切换过程中根据焊缝前后带钢的厚度，对炉内带钢的速度进行调整。该方法针对不同的料规在其宽度和厚度跳跃时均给出了明确的参数参考范围值，方便了现场生产人员的参考和学习，有效降低了带钢在料规切换过程中出现起筋或断带的风险。

Description

一种立式连续退火炉料规切换的稳定控制方法

技术领域

本发明涉及一种料规切换的稳定控制方法，尤其是指冷轧薄带钢在立式连续退火炉退火过程中的稳定控制方法。

背景技术

在现代冷轧连续退火机组中退火炉作为机组的主要工艺段，连续退火机组以其生产效率高、产品品种多样化和产品质量高而著称，但正是其产品品种的多样化，这就要求生产人员在进行料规切换时，做到提前预知，对带钢宽度、厚度的跳跃以及炉内各段张力和带钢速度进行相应的调整，以确保机组的稳定生产。由于生产过程中带钢规格的多样性，针对不同的钢种、不同的料规如何来进行规格跳跃、炉内参数如何设定，现阶段还没有一种明确的生产方法来指导现场生产，尤其是对于新建的生产线，生产人员如果未进行过专业培训根本无从下手，往往需要经过大量的炉内起筋、断带等生产事故来总结生产经验，付出的代价较为惨重，因此寻找一种立式连续退火炉料规切换的稳定控制方法来指导现场生产已是至关重要，因此，迫切的需要一种方法来解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种立式连续退火炉料规切换的稳定控制方法，该方法针对不同的料规在其宽度和厚度跳跃时均给出了明确的参数参考范围值，方便了现场生产人员的参考和学习，有效降低了带钢在料规切换过程中出现起筋或断带的风险。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种立式连续退火炉料规切换的稳定控制方法，其特征在于，

1）根据带钢的表面状态、退火曲线、宽度和厚度对生产计划进行合理的编排；

2）料规切换过程中根据前后带钢的退火曲线对炉内温度进行提前预设定；

3）料规切换过程中根据前后带钢的料规特点对炉内张力进行设定；

4）料规切换过程中根据焊缝前后带钢的厚度，对炉内带钢的速度进行调整。

作为本发明的一种改进，所述步骤1）中编排顺序如下，表面状态——退火曲线——宽度跳跃——厚度跳跃，具体如下，

11）表面状态，根据带钢的表面状态分批处理,带钢的表面状态包括光亮表面、银色表面、无光表面和粗糙表面；优先考虑表面状态其原因是保证在后道工序平整时表面状态相同，无需频繁更换平整机的工作辊，降低辊耗。

12）退火曲线，将退火周期相同的钢种编排在一起，不同的退火周期对应不同的退火温度和速度，这样编排可以有效避免炉内温度频繁切换，提高炉况稳定性，进而确保产品性能的稳定性，但同一退火周期内的带钢温度跳跃值不可超过40℃，如遇特殊情况可加入返回卷进行过渡。

13）宽度跳跃，根据料规的宽度从宽到窄进行编排，从宽到窄的编排可以有效避免后道平整工序出现宽窄印缺陷，同时跳跃值必须在一定的范围内，保证焊缝前后的带钢在相同的温度和速度下，保持可以承受的张力值，进而降低带钢在宽度跳跃时在炉内出现起筋或断带的风险。其宽度跳跃值具体参照下表：

注：1、表中数据代表宽度跳跃最大允许值，单位均为mm；

2、表中单元格上面数据表示从窄料过渡到宽料，下面数据表示从宽料过渡到窄料。

14）厚度跳跃，厚度跳跃为厚接薄或者薄接厚，具体需结合后行带钢的厚度进行编排，对于低温退火曲线，即650℃以下的退火曲线其原则是：后行带钢板厚×板宽/前行带钢板厚×板宽≥0.84，对于高温退火曲线，即大于等于650℃的退火曲线其原则是：后行带钢板厚×板宽/前行带钢板厚×板宽≥0.88，其厚度跳跃值具体参照下表：

注：1、表中数据代表跳跃允许最大值，单位均为mm。

2、跨厚度、宽度跳跃档次的取严格的跳跃标准。

作为本发明的一种改进，所述步骤2中，对炉内温度进行提前预设定的原则是：在后行带钢焊缝进入退火炉预热段前，根据焊缝前后带钢退火温度的温差△T_（温差）和退火炉设计时的升温或降温斜率k_（斜率），计算出需提前升温或提前降温的时间t_（时间），即t_（时间）=△T_（温差）/k_（斜率）,达到准确对加热段和均热段进行升温或降温的目的。如：梅钢连续退火炉设计时其升温斜率k1为108℃/h，降温斜率k2为80℃/h，前行带钢目标退火温度T1为590℃，而后行带钢目标退火温度T2为600℃，前行带钢的目标温度与后行带钢的目标温度的温差△T为10℃，则如果让后行带钢达到目标退火温度，需提前升温的时间t根据如下公式t_（时间）=△T_（温差）/k_（斜率）,进行计算：

则：t=（T1-T2）/k1

=（600℃-590℃）/108℃/h

=5.55min

即需提前5.55min对退火炉加热段和均热段进行升温，而降温过程与上述过程恰好相反。

作为本发明的一种改进，所述步骤3中，对炉内张力进行设定，具体方法如下，根据不同钢种和料规，对炉内各段张力进行设定，炉内各段张力以均热段为张力基准，均热段张力系数为1.0。当板温＜650℃时，即生产低温料时，炉内各段张力系数分配如下：

当板温≥650℃时，即生产高温料时，炉内各段张力系数分配如下：

各工艺区总张力按照张力公式计算，得出各工艺区段的总张力设定值。各工艺区总张力计算公式如下：

T_{i （总）}=τ_{（单位张力）}*H_（厚度）*W_（宽度）*к_{i （张力系数）}

采用以上张力系数是依据炉内温度的分布规律进行设定的，炉内温度以加热段、均热段最高，随着其它炉段炉温的降低，带钢与炉辊之间的摩擦因数会逐步降低，进而引起带钢与辊面的摩擦力逐步减小，为了防止带钢在低温区域运行时跑偏，而采用了逐步增大相应区域的张力系数的措施。

若前行为宽带钢后行为窄带钢，需在焊缝进入退火炉前逐步降低各炉段张力，待焊缝进入退火炉时，对各炉段设定为后行带钢的张力；若前行为窄带钢后行为宽带钢，需待焊缝出退火炉后，再将各炉段设定为后行带钢的张力。

作为本发明的一种改进，所述步骤4中，根据前后带钢厚度，对炉内速度进行适当调整，具体方法如下：

1）前行带钢为厚料，后行带钢为薄料进行切换时，在薄料进入退火炉预热段前，提前5-10min降速10m -50m，降速幅度为每次5m，等板温不再变化后继续降速，在薄料进入预热段时进行升速10m-50m，升速幅度为每次5m，这样可以有效防止加热段和均热段温度急剧升高；

2）前行带钢为薄料，后行带钢为厚料进行切换时，在厚料进入退火炉预热段前，提前5-10min升速10m-50m，升速幅度为每次5m，等板温不再变化后继续升速，在厚料进入预热段时，进行适当降速10m-50m，降速幅度为每次5m，这样可以有效防止加热段和均热段温度急剧降低。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，

1）该技术方案在利用现有设备的前提下，针对不同的带钢宽度和厚度并结合退火温度，总结了带钢在宽度和厚度切换时的参考范围值，有效降低了带钢在料规切换过程中的起筋或断带风险；

2）该技术方案根据前后带钢的退火工艺温度，通过合理有效的提前预设定带钢板温，保证了前后带钢在料规切换过程中性能的稳定性，避免了带钢出现硬度不符现象的发生；

3）该技术方案根据前后带钢的厚度，选择合适的时间点提前升速或降速，有效避免了炉内温度的骤然升高或降低，有效避免了后行带钢出现起筋或性能不符现象的发生。

附图说明

图1 冷轧立式连续退火机组工艺流程示意图；

图2 冷轧连续退火机组立式退火炉各炉段分布示意图；

图3本发明所描述的前行带钢和后行带钢焊接后的示意图；

图4本发明所描述的料规切换操作流程图。

图中：1开卷机，2带钢，21焊缝，22焊缝跟踪孔，3焊机，4入口活套，5退火炉，6出口活套，7平整机，8卷取机，51 预热段，52 加热段，53均热段，54缓冷段，55快冷段，56时效段一，57时效段二，58时效段三，59终冷段，9炉辊。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

参阅图1、图2、图3并结合图4所示，以梅钢立式连续退火机组为例，该机组包括开卷机1、带钢2、焊缝21、焊缝跟踪孔22、焊机3、入口活套4、退火炉5、出口活套6、平整机7、卷取机8，其中退火炉5包括预热段51、加热段52、均热段53、缓冷段54、快冷段55、时效段一56、时效段二57、时效段三58、终冷段59和炉辊9，梅钢立式连续退火炉设计时的升温斜率k1为108℃/h，降温斜率k2为80℃/h，本技术方案所描述的料规切换的稳定控制方法其具体操作流程如下：

实施例 1 ：1）对计划的编排，以前行为宽厚带钢2后行为窄薄带钢2为例，其表面状态相同，需进行退火曲线、宽度和厚度的切换：即前行带钢2厚度为0.2mm，宽度为800mm，退火时板温为595℃的T-4料，后行带钢2厚度为0.18mm，宽度为780mm，退火时板温为605℃的T-5料为例，速度均为570m/min。

2）对温度的调整，上述前、后带钢2板温相差10℃，根据梅钢退火炉5的升温斜率k1为108℃/h，根据公式t_（时间）=△T_（温差）/k_（斜率）计算，则需提前5.55min对退火炉5的加热段52和均热段53进行升温作业。

3）对张力的调整，前行带钢2均热段单位张力为1.5kg/mm²，通过总张力公式T_{i （总）}=τ_{（单位张力）}*H_（厚度）*W_（宽度）*к_{i （张力系数）}计算，各段实际张力如下表所示：

后行带钢2张力设定时应在焊缝进入退火炉5预热段51前逐步降低前行带钢各段张力，在焊缝进入退火炉5预热段51时设定为后行带钢2的基准张力，上述后行带钢2均热段53的单位张力为1.5kg/mm²，通过总张力公式T_{i （总）}=τ_{（单位张力）}*H_（厚度）*W_（宽度）*к_{i （张力系数）}计算，各段实际张力如下表所示：

4）对速度的调整，前行带钢2为厚料，后行带钢2为薄料进行切换时，在薄料进入退火炉5预热段51前，提前5-10min降速10m-50m，降速幅度为每次5m，等板温不再变化后继续降速，在薄料进入预热段51时进行升速10m-50m，防止加热段52和均热段53温度急剧升高，待炉内张力和温度稳定后，完成料规的顺利切换。

实施例 2 ：1）对计划的编排，以前行为窄薄带钢2后行为宽厚带钢2为例，其表面状态相同，需进行退火曲线、宽度和厚度的切换：即前行带钢2厚度为0.25mm，宽度为800mm，退火时板温为605℃的T-5料，后行带钢2厚度为0.28mm，宽度为830mm，退火时板温为595℃的T-4料为例，速度均为570m/min。

2）对温度的调整，上述前、后带钢2板温相差10℃，根据梅钢退火炉5的降温斜率k2为80℃/h，根据公式t_（时间）=△T_（温差）/k_（斜率）计算，则需提前7.5min对退火炉5加热段52和均热段53进行降温作业。

3）对张力的调整，前行带钢2均热段53单位张力为1.5kg/mm²，通过总张力公式T_{i （总）}=τ_{（单位张力）}*H_（厚度）*W_（宽度）*к_{i （张力系数）}计算，各段实际张力如下表所示：

后行带钢2张力设定需在焊缝出退火炉5终冷段59后，再将各炉段设定为后行带钢的张力。上述后行带钢2均热段53的单位张力为1.45kg/mm²，通过总张力公式T_{i （总）}=τ_{（单位张力）}*H_（厚度）*W_（宽度）*к_{i （张力系数）}计算，各段实际张力如下表所示：

4）对速度的调整，前行带钢2为薄料，后行带钢2为厚料进行切换时，在厚料进入退火炉5预热段51前，提前5-10min升速10m-50m，升速幅度为每次5m，等板温不再变化后继续升速，在厚料进入预热段51时，进行适当降速10m-50m，，这样可以有效防止加热段52和均热段53温度急剧降低，待炉内张力和温度稳定后，完成料规的顺利切换。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (5)

1.一种立式连续退火炉料规切换的稳定控制方法，其特征在于，所述步骤如下，

1）根据带钢的表面状态、退火曲线、宽度和厚度对生产计划进行合理的编排；

2）料规切换过程中根据前后带钢的退火曲线对炉内温度进行提前预设定；

3）料规切换过程中根据前后带钢的料规特点对炉内张力进行设定；

4）料规切换过程中根据焊缝前后带钢的厚度，对炉内带钢的速度进行调整。

2.根据权利要求1所述的立式连续退火炉料规切换的稳定控制方法，其特征在于，所述步骤1）中生产计划编排顺序如下，表面状态——退火曲线——宽度跳跃——厚度跳跃，具体如下，

11）表面状态，根据带钢的表面状态分批处理,带钢的表面状态包括光亮表面、银色表面、无光表面和粗糙表面；

12）退火曲线，将退火周期相同的钢种编排在一起；

13）宽度跳跃，根据料规的宽度从宽到窄进行编排；

14）厚度跳跃，厚度跳跃为厚接薄或者薄接厚，具体需结合后行带钢的厚度进行编排，对于低温退火曲线，即650℃以下的退火曲线其原则是：后行带钢板厚×板宽/前行带钢板厚×板宽≥0.84，对于高温退火曲线，即大于等于650℃的退火曲线其原则是：后行带钢板厚×板宽/前行带钢板厚×板宽≥0.88。

3.根据权利要求1所述的立式连续退火炉料规切换的稳定控制方法，其特征在于，所述步骤2中，对炉内温度进行提前预设定的具体方法为，在后行带钢焊缝进入退火炉预热段前，根据焊缝前后带钢退火温度的温差△T_（温差）和退火炉设计时的升温或降温斜率k_（斜率），计算出需提前升温或提前降温的时间t_（时间），即t_（时间）=△T_（温差）/k_（斜率）,达到准确对加热段和均热段进行升温或降温的目的。

4.根据权利要求1所述的立式连续退火炉料规切换的稳定控制方法，其特征在于，所述步骤3中，对炉内张力进行设定，具体方法如下，根据不同钢种和料规，对炉内各段张力进行设定，炉内各段张力以均热段为张力基准，均热段张力系数为1.0。

5.根据权利要求1所述的立式连续退火炉料规切换的稳定控制方法，其特征在于，所述步骤4中，根据前后带钢厚度，对炉内速度进行适当调整，具体方法如下：

41）前行带钢为厚料，后行带钢为薄料进行切换时，在薄料进入退火炉预热段前，提前5-10min降速10m-50m，降速幅度为每次5m，等板温不再变化后继续降速，在薄料进入预热段时进行升速10m-50m，升速幅度为每次5m；

42）前行带钢为薄料，后行带钢为厚料进行切换时，在厚料进入退火炉预热段前，提前5-10min升速10m-50m，升速幅度为每次5m，等板温不再变化后继续升速，在厚料进入预热段时，进行适当降速10m-50m，降速幅度为每次5m。