CN109174977A - 热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法 - Google Patents

热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及带钢表面吹扫领域，尤其涉及一种热轧低温卷取带钢表面吹扫控制方法。一种热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法，将表面净化装置的喷嘴分为若干组，建立钢种吹扫特性数据库，通过试验得到各个钢种对应的基准吹扫强度，并储存到钢种吹扫特性数据库内；吹扫控制器从上位工业控制计算机中获取钢种编号、带钢目标卷取温度T和测温装置测量得到的带钢温度数据后，调用钢种吹扫特性数据库，对带钢温度数据进行判定选择控制喷嘴组的开启数量。本发明在确定了基准吹扫强度后对测温装置的测量数据进行实时判定反馈控制，在尽可能保证吹扫效果的同时，降低了能耗，使得生产成本和吨钢能耗都得到了降低，提高了产生的竞争力。

Description

热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法
技术领域
本发明涉及带钢表面吹扫领域，尤其涉及一种热轧低温卷取带钢表面吹扫控制方法。
背景技术
如图1所示，现有的热轧低温带钢的卷取流程为带钢1顺次经过精轧机架2、层流冷却装置3、表面净化装置4、测温装置5和卷取装置6，当带钢1经过表面净化装置4的水洗后会残留水，这些残留的水会影响到测温装置5的测温精度和测温成功率，而温度又是影响带钢最终组织的重要指标，因此设置了表面净化装置4对带钢1进行吹扫，表面净化装置4的喷嘴喷出压缩空气吹扫带钢1表面的残留水，保证测温装置5测温的可靠性；
现有的表面净化装置应用于热轧层流区域时，考虑到安全的因素，并避免撞击出现废钢，通常其喷嘴与带钢之间会留有一定距离，而在该热轧低温带钢的吹扫段，带钢温度通常在500℃以下，喷嘴喷出的吹扫气流随距离衰减很快，为了达到一定的吹扫效果需要较大的气流量，使得吹扫能耗大大增加，因此需要一种能够精确控制吹扫量的方法以降低能耗，满足节能的需求。
带钢表面的测温装置5通常为断面温度仪，测温原理是红外线探测，在测温正常时，得到的温度图谱如图2所示，三个测温点测量得到连续的温度图谱；当带钢表面出现残留水是，水面的温度不会超过100℃，最终测量得到的温度图谱会出现缺损点，严重影响了对带钢温度的判断以及对上游精轧机架、层流冷却装置的控制，最终使得带钢质量受到影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法，该控制方法在确定了基准吹扫强度后对测温装置的测量数据进行实时判定反馈控制，在尽可能保证吹扫效果的同时，降低了能耗，使得生产成本和吨钢能耗都得到了降低，提高了产生的竞争力。
本发明是这样实现的：一种热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法，包括以下步骤：
S1.将表面净化装置的喷嘴分为若干组，定义吹扫强度Q，吹扫强度Q=开启的喷嘴组数量/喷嘴组总数量，每一组所述喷嘴的供气管路由吹扫控制器控制启闭；
S2.建立钢种吹扫特性数据库，所述钢种吹扫特性数据库内保存有一一对应的钢种编号和温度允许波动阈值T1阈；
S3.通过试验得到各个钢种对应的基准吹扫强度Q准，并储存到钢种吹扫特性数据库内；
在生产控制时，
首先，设定吹扫温度阈值T2阈、时间周期t、修正系数A和时间阈值t阈，吹扫控制器以Q=Q准控制表面净化装置开始吹扫作业；
然后，另Q=Q准，吹扫控制器从上位工业控制计算机中获取钢种编号、带钢目标卷取温度T和测温装置测量得到的带钢温度数据Tij后，调用钢种吹扫特性数据库，对带钢温度数据Tij进行判定，每过时间t判定一次，根据判定结果作如下选择：
1)在当前时间周期t中，如所有的Tij都在T±(T1阈+T2阈)范围内时，Q=Q-A；
2)在当前时间周期t中，如带钢温度数据中在时间阈值t阈范围内有一段若干连续测温点的温度超出了T±(T1阈+T2阈)的范围内时，Q=Q；
3)在当前时间周期t中，如带钢温度数据中在时间阈值t阈范围内有两段或两段以上若干连续测温点的温度超出了T±(T1阈+T2阈)的范围内时，Q=Q+A；
4)在当前时间周期t中，如带钢温度数据中在在超过时间阈值t阈范围有若干连续测温点的温度超出了T±(T1阈+T2阈)的范围内时，Q=Q+A；
Tij为测温装置中第i个测温探头测量得到的第j个测温点的温度值；
吹扫控制器根据吹扫强度Q控制开启的喷嘴组数量。
所述步骤S3中，通过试验得到各个钢种对应的基准吹扫强度Q准的具体方式为，在该钢种的标准加工工艺下逐次打开表面净化装置的各个喷嘴组，并观察带钢表面的残留水量，直到带钢通过表面净化装置后其表面残留水被完全吹扫干净，统计已打开的喷嘴组数量和喷嘴组总数量的比值即为Q准。
将表面净化装置的喷嘴分为若干组的具体分组方式为，将带钢宽度方向上的一排喷嘴定义为一组，表面净化装置上共等间距设置3~10排喷嘴，即共有3~10组喷嘴组。
所述吹扫控制器根据吹扫强度Q控制开启的喷嘴组数量具体为，开启的喷嘴组数量=floor(Q*N)，式中，N为喷嘴组总数量。
所述修正系数A取值为0.1。
所述时间周期t设定为5s~60s。
本发明热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法在确定了基准吹扫强度后对测温装置的测量数据进行实时判定反馈控制；当连续出现小块残留水或出现大块残留水时控制表面净化装置加大吹扫量，在测温完全正常且能长期保持时略微减少吹扫量，在尽可能保证吹扫效果的同时，降低了能耗，使得生产成本和吨钢能耗都得到了降低，提高了产生的竞争力。
附图说明
图1为现有的热轧低温带钢的卷取流程示意图；
图2为现有的测温装置测量得到的带钢温度图谱示意图；
图3为用本发明热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法进行控制时的卷取流程示意图；
图4为本发明热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法的流程框图；
图5为本发明实施例1中的控制结果示意图。
图中：1带钢、2精轧机架、3层流冷却装置、4表面净化装置、5测温装置、6卷取装置、7吹扫控制器。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图3、4所示，一种热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法，包括以下步骤：
S1.将表面净化装置4的喷嘴分为若干组，定义吹扫强度Q，吹扫强度Q=开启的喷嘴组数量/喷嘴组总数量，每一组所述喷嘴的供气管路由吹扫控制器7控制启闭；在本发明中，根据现场设备的实际情况，通常将带钢1宽度方向上的一排喷嘴定义为一组，表面净化装置上共等间距设置3~10排喷嘴，即共有3~10组喷嘴组；在本实施例中，所述喷嘴组共有10组；
S2.建立钢种吹扫特性数据库，所述钢种吹扫特性数据库内保存有一一对应的钢种编号和温度允许波动阈值T1阈；
S3.通过试验得到各个钢种对应的基准吹扫强度Q准，并储存到钢种吹扫特性数据库内；
通过试验得到各个钢种对应的基准吹扫强度Q准的具体方式为，在该钢种的标准加工工艺下逐次打开表面净化装置的各个喷嘴组，并观察带钢表面的残留水量，直到带钢通过表面净化装置后其表面残留水被完全吹扫干净，统计已打开的喷嘴组数量和喷嘴组总数量的比值即为Q准；
在生产控制时：
首先，设定吹扫温度阈值T2阈、时间周期t、修正系数A和时间阈值t阈，吹扫控制器以Q=Q准控制表面净化装置开始吹扫作业；在本实施例中，所述修正系数A取值为0.1，所述时间周期t设定为5s~60s，所述吹扫温度阈值T2阈设定过大在带钢目标卷取温度T温度较低时容易把残留水的测温点也包含在了正常温度范围内，而T2阈设定过小时又容易把带钢本身质量问题出现的极端温度波动误报为水残留测温点，因此在本实施例中，作为优选，所述吹扫温度阈值T2阈设定为50℃；
然后，另Q=Q准，吹扫控制器从上位工业控制计算机中获取钢种编号、带钢目标卷取温度T和测温装置测量得到的带钢温度数据Tij后，调用钢种吹扫特性数据库，对带钢温度数据Tij进行判定，每过时间t判定一次，根据判定结果作如下选择：
1)在当前时间周期t中，如所有的Tij都在T±(T1阈+T2阈)范围内时，Q=Q-A；
2)在当前时间周期t中，如带钢温度数据中在时间阈值t阈范围内有一段若干连续测温点的温度超出了T±(T1阈+T2阈)的范围内时，Q=Q；
3)在当前时间周期t中，如带钢温度数据中在时间阈值t阈范围内有两段或两段以上若干连续测温点的温度超出了T±(T1阈+T2阈)的范围内时，Q=Q+A；
4)在当前时间周期t中，如带钢温度数据中在在超过时间阈值t阈范围有若干连续测温点的温度超出了T±(T1阈+T2阈)的范围内时，Q=Q+A；
Tij为测温装置中第i个测温探头测量得到的第j个测温点的温度值；
吹扫控制器根据吹扫强度Q控制开启的喷嘴组数量。
在本发明中，为了保证吹扫的可靠性，所述吹扫控制器根据吹扫强度Q控制开启的喷嘴组数量具体为，开启的喷嘴组数量=floor(Q*N)，式中，N为喷嘴组总数量；即，采用向上取整的方式获得开启的喷嘴组数量。
以某次实际生产A型号钢种的带钢为例：
在该钢种生产过程的质量控制中，温度允许波动阈值T1阈为20℃，选取测温装置上3个传感器测得的数据作为吹扫控制所用的带钢温度数据点，其中1个传感器位于带钢中心，2个传感器略微靠近带钢边部且位于带钢中心两侧，该带钢目标卷取温度T为550℃，该测温装置的测温频率为每秒4次，根据该带钢的运行速度，将时间阈值t阈设定为3秒；计算的到在进行吹扫控制时最大的温度正常点范围为T±(T1阈+T2阈)，即（550℃-20℃-50℃）~（550℃+20℃+50℃）=480℃~620℃。
如图5所示，本实施例中，通过钢种吹扫特性数据库得到该型号带钢的基准吹扫强度Q准为0.7，时间周期选择为30s，喷嘴组总数量N为10组，Q=Q准=0.7，所述吹扫控制器7先控制开启7组喷嘴组；
在测温装置5对带钢1进行测温开始后的19s~21s秒时，在时间阈值t阈范围内，带钢1两侧的传感器均测到远低于480℃的温度信号，而带钢1中心的温度传感器信号正常，说明在带钢1在本时间周期内有两段连续的测温点的温度超出了范围，即出现了两小块残留水，此时Q=Q+A=0.7+0.1=0.8，floor(Q*N)=8，所述吹扫控制器7制开启8组喷嘴组，之后测温装置5检测到的温度信号始终正常，保证了测温的效果。

Claims (6)

1.一种热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法，其特征是，包括以下步骤：
S1.将表面净化装置的喷嘴分为若干组，定义吹扫强度Q，吹扫强度Q=开启的喷嘴组数量/喷嘴组总数量，每一组所述喷嘴的供气管路由吹扫控制器控制启闭；
S2.建立钢种吹扫特性数据库，所述钢种吹扫特性数据库内保存有一一对应的钢种编号和温度允许波动阈值T1阈；
S3.通过试验得到各个钢种对应的基准吹扫强度Q准，并储存到钢种吹扫特性数据库内；
在生产控制时，
首先，设定吹扫温度阈值T2阈、时间周期t、修正系数A和时间阈值t阈，吹扫控制器以Q=Q准控制表面净化装置开始吹扫作业；
然后，另Q=Q准，吹扫控制器从上位工业控制计算机中获取钢种编号、带钢目标卷取温度T和测温装置测量得到的带钢温度数据Tij后，调用钢种吹扫特性数据库，对带钢温度数据Tij进行判定，每过时间t判定一次，根据判定结果作如下选择：
1)在当前时间周期t中，如所有的Tij都在T±(T1阈+T2阈)范围内时，Q=Q-A；
2)在当前时间周期t中，如带钢温度数据中在时间阈值t阈范围内有一段若干连续测温点的温度超出了T±(T1阈+T2阈)的范围内时，Q=Q；
3)在当前时间周期t中，如带钢温度数据中在时间阈值t阈范围内有两段或两段以上若干连续测温点的温度超出了T±(T1阈+T2阈)的范围内时，Q=Q+A；
4)在当前时间周期t中，如带钢温度数据中在在超过时间阈值t阈范围有若干连续测温点的温度超出了T±(T1阈+T2阈)的范围内时，Q=Q+A；
Tij为测温装置中第i个测温探头测量得到的第j个测温点的温度值；
吹扫控制器根据吹扫强度Q控制开启的喷嘴组数量。
2.如权利要求1所述的热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法，其特征是：所述步骤S3中，通过试验得到各个钢种对应的基准吹扫强度Q准的具体方式为，在该钢种的标准加工工艺下逐次打开表面净化装置的各个喷嘴组，并观察带钢表面的残留水量，直到带钢通过表面净化装置后其表面残留水被完全吹扫干净，统计已打开的喷嘴组数量和喷嘴组总数量的比值即为Q准。
3.如权利要求1或2所述的热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法，其特征是：将表面净化装置的喷嘴分为若干组的具体分组方式为，将带钢宽度方向上的一排喷嘴定义为一组，表面净化装置上共等间距设置3~10排喷嘴，即共有3~10组喷嘴组。
4.如权利要求3所述的热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法，其特征是：所述吹扫控制器根据吹扫强度Q控制开启的喷嘴组数量具体为，开启的喷嘴组数量=floor(Q*N)，式中，N为喷嘴组总数量。
5.如权利要求3所述的热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法，其特征是：所述修正系数A取值为0.1。
6.如权利要求3所述的热轧层流低温带钢表面高精度吹扫反馈控制方法，其特征是：所述时间周期t设定为5s~60s。
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