CN109593951B - 基于炉温的热镀产品脱锌缺陷动态控制方法 - Google Patents

基于炉温的热镀产品脱锌缺陷动态控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于炉温的热镀产品脱锌缺陷动态控制方法，所述方法如下：1）确定超差临界系数T*和风险临界系数G*2）炉内加热段第Ⅰ段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算；3）炉内加热段第N段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算（N>1）；4）热镀产品“脱锌缺陷”质量风险在线综合判定。该方案通过判定其加热性能对镀层附着性的影响，从而预报带钢的“脱锌缺陷”风险，并通过调控加热炉的加热策略，从而避免脱锌或提高锌液在带钢上的附着力，实现热镀产品脱锌质量风险的在线判定及调控，从而减少由于带钢温度的波动超限而造成的脱锌质量事故和批量质量异议，可有效提高热镀产品成材率和性能。

Description

基于炉温的热镀产品脱锌缺陷动态控制方法
技术领域
本发明涉及一种控制方法，特别涉及一种基于炉温的热镀产品脱锌缺陷动态控制方法，属于冷轧涂镀领域。
背景技术
在冷轧热镀锌线生产镀锌产品过程中，经常出现锌层脱落问题，即产品出现脱锌质量缺陷，进而导致大批量产品封锁和质量异议，产品合格率大幅度降低，造成很大的经济损失。经分析，在镀锌工艺中，炉子段退火温度控制是影响热镀产品质量的关键因素之一，尤其是带钢在炉内的温度控制，如果控制的不合理不仅影响带钢性能，还将导致带钢镀后“脱锌缺陷”事故的发生，炉子段带钢加工性能不达标导致锌液附着力差而脱落即脱锌。目前镀锌炉子段退火温度控制以人工操作为主，因此，需要找到一种更稳妥的炉内带钢温度控制方法，减少由于带钢温度控制异常而造成的脱锌质量事故，以提高产品质量。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于炉温的热镀产品脱锌缺陷动态控制方法，该方法通过动态控制炉温加热策略并判定热镀产品“脱锌缺陷”质量风险，从而降低热镀产品脱锌质量缺陷发生率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种基于炉温的热镀产品脱锌缺陷动态控制方法，其特征在于，所述方法如下：
1)确定超差临界系数T*和风险临界系数G*
2)炉内加热段第Ⅰ段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算；
3)炉内加热段第N段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算(N>1)；
4)热镀产品“脱锌缺陷”质量风险在线综合判定。
作为本发明的一种改进，所述步骤1)具体如下首先规定一个T*值，作为炉内加热段带钢温度T检验用的临界值，其获取方法是根据现场生产经验，按照产品规格进行制定，同时规定一个G*作为炉内加热带钢“脱锌缺陷”质量风险检验用的临界值，其制定是通过分析大量的脱锌缺陷产品超差控制数在控制总数中的一个占比均值作为临界值，视为经验值。
作为本发明的一种改进，所述步骤2)炉内加热段第Ⅰ段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算具体如下：
N1质量风险＝0；
第一步：计算炉内加热段第Ⅰ段带钢长度；
Length_coil1＝V_coil1×Time_coil1；
式中：Length_coil1:炉内加热段第Ⅰ段带钢长度；
V_coil1：炉内加热段第Ⅰ段带钢运行速度；
Time_coil1：炉内加热段第Ⅰ段带钢运行时间；
N1质量风险：炉内加热段第Ⅰ段带钢质量风险标志；
第二步：计算炉内加热段第Ⅰ段带钢的温度漂移量；
ΔTemp_coil1＝(Temp_coil1-Temp_coil目标)；
如果ΔTemp_coil1＞0则Temp_coil2调整＝α×|ΔTemp_coil1|；
如果ΔTemp_coil1＜0则Temp_coil2调整＝β×|ΔTemp_coil1|；
式中：ΔTemp_coil1:炉内加热段第Ⅰ段带钢温度漂移量；
Temp_coil1：炉内加热段第Ⅰ段带钢温度；
Temp_coil目标：炉内加热段带钢温度控制目标值；
Temp_coil2调整：炉内加热段第Ⅱ段带钢温度控制调整量；
α：带钢温度正漂移调整系数；
β：带钢温度负漂移调整系数；
作带钢温度T检验；
Figure RE-GDA0001555148230000021
若T1＞T*，N1质量风险＝1，则表示第Ⅰ段带钢发生“脱锌缺陷”质量风险，根据Temp_coil2调整计算量动态调整炉子状态控制，以优化炉内加热段第Ⅱ段带钢温度控制参数。
作为本发明的一种改进，所述步骤3)炉内加热段第N段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算(N>1)具体如下；
Nn质量风险＝0
第一步：计算炉内加热段第N段带钢长度；
Length_coiln＝V_coiln×Time_coiln；
式中：Length_coiln:炉内加热段第N段带钢长度；
V_coiln：炉内加热段第N段带钢运行速度；
Time_coiln：炉内加热段第N段带钢运行时间；
Nn质量风险：炉内加热段第N段带钢质量风险标志；
第二步：计算炉内加热段第N段带钢的温度漂移量；
ΔTemp_coiln＝(Temp_coiln-Temp_coil目标)；
如果ΔTemp_coiln＞0则Temp_coiln+1调整＝α×|ΔTemp_coiln|；
如果ΔTemp_coiln＜0则Temp_coiln+1调整＝β×|ΔTemp_coiln|；
式中：ΔTemp_coiln:炉内加热炉第N段带钢温度漂移量；
Temp_coiln：炉内加热段第N段带钢温度；
Temp_coil目标：炉内加热段带钢温度控制目标值；
Temp_coiln+1调整：炉内加热段带钢温度控制调整量；
α：带钢温度正漂移调整系数；
β：带钢温度负漂移调整系数；
作带钢温度T检验；
Figure RE-GDA0001555148230000031
若Tn＞T*，Nn质量风险＝1，则表示第N段带钢发生“脱锌缺陷”质量风险，根据Temp_coiln+1调整计算量动态调整炉子状态控制，以优化炉内加热段第N+1 段带钢温度控制参数。
作为本发明的一种改进，所述步骤4)热镀产品“脱锌缺陷”质量风险在线综合判定具体如下：
Figure RE-GDA0001555148230000041
式中：G:带钢全长在炉内加热段质量风险；
N1质量风险:炉内加热段第Ⅰ段带钢质量风险；
N2质量风险:炉内加热段第Ⅱ段带钢质量风险；
Nn-1质量风险:炉内加热段第N-1段带钢质量风险；
Nn质量风险:炉内加热段第N段带钢质量风险；
Ntotal:炉内加热段带钢动态分段控制总数；
作带钢质量风险G检验；
若G＞G*，则表示该热镀产品已经发生“脱锌缺陷”质量风险，并第一时间通知制造管理信息系统在线封锁，杜绝发生“脱锌缺陷”质量风险的热镀产品流向市场。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案设计思路清晰，实用性强，通过该发明的炉温动态控制技术能够充分利用现有技术平台，采用实时动态分析和判定法，及时掌握加热炉内各区段带钢的加热质量，并能够根据判定结果迅速动态优化炉内下一段带钢温度控制策略，实现热镀产品脱锌质量风险的在线判定及调控，从而减少由于带钢温度的波动超限而造成的脱锌质量事故和批量质量异议，可有效提高热镀产品成材率和性能，最终提升梅钢热镀产品市场竞争力。
附图说明
图1为炉内带钢加热段温度控制图；
图中：1、带钢，2、辐射管，3、带钢运行方向，4、炉箅子出口。
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。
实施例1：一种基于炉温的热镀产品脱锌缺陷动态控制方法，：一般第Ⅰ段带钢的长度，是根据带钢在炉内加热段运行速度和运行时间计算获得的，即LI＝VI×TI。通过高频数据通讯模块收集第Ⅰ段带钢在炉内温度控制实时数据，判断第Ⅰ段带钢“脱锌缺陷”风险情况。如果发生质量风险，系统就自动报警并动态调整调整炉子状态控制，以优化炉内加热段第Ⅱ段带钢温度控制参数；同时自动计算炉内加热段带钢脱锌质量风险良好率。以此类推，动态计算炉内加热段第Ⅱ段带钢、第Ⅲ段带钢…第N段带钢的“脱锌缺陷”质量风险，一直计算到本带钢在炉内加热段生产结束，具体步骤如下：
1)确定超差临界系数T*和风险临界系数G*
2)炉内加热段第Ⅰ段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算；
3)炉内加热段第N段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算(N>1)；
4)热镀产品“脱锌缺陷”质量风险在线综合判定。
所述步骤1)具体如下首先规定一个T*值，作为炉内加热段带钢温度T检验用的临界值，其获取方法是根据现场生产经验，按照产品规格进行制定，同时规定一个G*作为炉内加热带钢“脱锌缺陷”质量风险检验用的临界值，其制定是通过分析大量的脱锌缺陷产品超差控制数在控制总数中的一个占比均值作为临界值，视为经验值。
所述步骤2)炉内加热段第Ⅰ段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算具体如下：
N1质量风险＝0
第一步：计算炉内加热段第Ⅰ段带钢长度
Length_coil1＝V_coil1×Time_coil1
式中：Length_coil1:炉内加热段第Ⅰ段带钢长度
V_coil1：炉内加热段第Ⅰ段带钢运行速度
Time_coil1：炉内加热段第Ⅰ段带钢运行时间
N1质量风险：炉内加热段第Ⅰ段带钢质量风险标志
第二步：计算炉内加热段第Ⅰ段带钢的温度漂移量
ΔTemp_coil1＝(Temp_coil1-Temp_coil目标)
如果ΔTemp_coil1＞0则Temp_coil2调整＝α×|ΔTemp_coil1|
如果ΔTemp_coil1＜0则Temp_coil2调整＝β×|ΔTemp_coil1|
式中：ΔTemp_coil1:炉内加热段第Ⅰ段带钢温度漂移量
Temp_coil1：炉内加热段第Ⅰ段带钢温度
Temp_coil目标：炉内加热段带钢温度控制目标值
Temp_coil2调整：炉内加热段第Ⅱ段带钢温度控制调整量
α：带钢温度正漂移调整系数
β：带钢温度负漂移调整系数
作带钢温度T检验
Figure RE-GDA0001555148230000061
若T1＞T*，N1质量风险＝1，则表示第Ⅰ段带钢发生“脱锌缺陷”质量风险，根据Temp_coil2调整计算量动态调整炉子状态控制，以优化炉内加热段第Ⅱ段带钢温度控制参数。
所述步骤3)炉内加热段第N段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算(N>1)具体如下；
Nn质量风险＝0
第一步：计算炉内加热段第N段带钢长度；
Length_coiln＝V_coiln×Time_coiln；
式中：Length_coiln:炉内加热段第N段带钢长度；
V_coiln：炉内加热段第N段带钢运行速度；
Time_coiln：炉内加热段第N段带钢运行时间；
Nn质量风险：炉内加热段第N段带钢质量风险标志；
第二步：计算炉内加热段第N段带钢的温度漂移量；
ΔTemp_coiln＝(Temp_coiln-Temp_coil目标)；
如果ΔTemp_coiln＞0则Temp_coiln+1调整＝α×|ΔTemp_coiln|；
如果ΔTemp_coiln＜0则Temp_coiln+1调整＝β×|ΔTemp_coiln|；
式中：ΔTemp_coiln:炉内加热炉第N段带钢温度漂移量；
Temp_coiln：炉内加热段第N段带钢温度；
Temp_coil目标：炉内加热段带钢温度控制目标值；
Temp_coiln+1调整：炉内加热段带钢温度控制调整量；
α：带钢温度正漂移调整系数；
β：带钢温度负漂移调整系数；
作带钢温度T检验；
Figure RE-GDA0001555148230000071
若Tn＞T*，Nn质量风险＝1，则表示第N段带钢发生“脱锌缺陷”质量风险，根据Temp_coiln+1调整计算量动态调整炉子状态控制，以优化炉内加热段第N+1 段带钢温度控制参数。
所述步骤4)热镀产品“脱锌缺陷”质量风险在线综合判定具体如下：
Figure RE-GDA0001555148230000072
式中：G:带钢全长在炉内加热段质量风险
N1质量风险:炉内加热段第Ⅰ段带钢质量风险
N2质量风险:炉内加热段第Ⅱ段带钢质量风险
Nn-1质量风险:炉内加热段第N-1段带钢质量风险
Nn质量风险:炉内加热段第N段带钢质量风险
Ntotal:炉内加热段带钢动态分段控制总数
作带钢质量风险G检验
若G＞G*，则表示该热镀产品已经发生“脱锌缺陷”质量风险，并第一时间通知制造管理信息系统在线封锁，杜绝发生“脱锌缺陷”质量风险的热镀产品流向市场。
应用实施例：
一种基于炉温的热镀产品脱锌缺陷动态控制方法，所述方法如下：
1)确定超差临界系数T*和风险临界系数G*
2)炉内加热段第Ⅰ段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算；
3)炉内加热段第N段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算(N>1)；
4)热镀产品“脱锌缺陷”质量风险在线综合判定。
来料数据：钢种类别为1，退火代码6B3；钢卷控制温度850℃,本钢卷总长度：8405米，机组平均速度：120m/min,带钢厚度：0.6mm，带钢宽度：850mm。
1)确定超差临界系数T*和风险临界系数G*
根据现场生产经验，规定炉内加热段带钢“脱锌缺陷”质量风险检验用的临界值G*＝0.09。由来料的钢种类别和退火代码从如下工艺基表中可获取T*＝0.02356。
序号 钢种类别 退火代码 目标温度 超差临界系数
1 1 640 530 0.03773
2 2 640 530 0.01885
3 3 640 530 0.01887
4 4 640 530 0.02830
5 1 6B3 850 0.02356
6 2 6B3 850 0.01176
7 3 6B3 850 0.01178
8 4 6B3 850 0.01765
... ... ... ... ...
2)炉内加热段第Ⅰ段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算
N1质量风险＝0；Ntotal＝0；Lmax＝8405米
第一步：计算炉内加热段第Ⅰ段带钢长度
Length_coil1＝V_coil1×Time_coil1
当速度V_coil1＝120m/min,Time_coil1＝20s,则Length_coil1＝40m；同时对带钢检测长度进行累加Length_coil＝Length_coil+Length_coil1＝40m；Ntotal＝Ntotal+1。
第二步：计算炉内加热段第Ⅰ段带钢的温度漂移量
ΔTemp_coil1＝(Temp_coil1-Temp_coil目标)
＝900℃－850℃
＝50℃
ΔTemp_coil1＞0则Temp_coil2调整＝α×|ΔTemp_coil1|
＝-0.8×50℃＝－40℃
Temp_coil1是炉子第Ⅰ段带钢的实际温度，由现场控制器测量而得，并以高频率的方式传送给本专利的控制系统，实测Temp_coil1为900℃，计算得第Ⅰ段带钢的温度漂移量ΔTemp_coil1＝50℃和第Ⅱ段带钢的温度调整量Temp_coil2调整＝－40℃，反馈给炉子控制单元自动修正。
接着作带钢温度T检验
Figure RE-GDA0001555148230000091
T1＞T*＝0.02356，N1质量风险＝1，则表示第Ⅰ段带钢发生“脱锌缺陷”质量风险。
2-1)炉内加热段第Ⅱ段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算
N2质量风险＝0；Lmax＝8405米
第一步：计算炉内加热段第Ⅱ段带钢长度
Length_coil2＝V_coil2×Time_coil2
当速度V_coil2＝150m/min,Time_coil2＝20s,则Length_coil2＝50m；同时对带钢检测长度进行累加Length_coil＝Length_coil+Length_coil2＝90m；Ntotal＝Ntotal+1。
第二步：计算炉内加热段第Ⅱ段带钢的温度漂移量
ΔTemp_coil2＝(Temp_coil2-Temp_coil目标)
＝880℃－850℃
＝30℃
ΔTemp_coil2＞0则Temp_coil3调整＝α×|ΔTemp_coil2|
＝-0.8×30℃＝－24℃
Temp_coil2是炉子第Ⅱ段带钢的实际温度，由现场控制器测量而得，并以高频率的方式传送给本专利的控制系统，实测Temp_coil2为880℃，计算得第Ⅱ段带钢的温度漂移量ΔTemp_coil2＝30℃和第Ⅲ段带钢的温度调整量Temp_coil3调整＝－24℃，反馈给炉子控制单元自动修正。
接着作带钢温度T检验
Figure RE-GDA0001555148230000092
T2＞T*＝0.02356，N2质量风险＝1，则表示第Ⅱ段带钢发生“脱锌缺陷”质量风险。
3)炉内加热段第Ⅲ段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算
N3质量风险＝0；Lmax＝8405米
第一步：计算炉内加热段第Ⅲ段带钢长度
Length_coil3＝V_coil3×Time_coil3
当速度V_coil3＝120m/min,Time_coil3＝20s,则Length_coil3＝40m；同时对带钢检测长度进行累加Length_coil＝Length_coil+Length_coil3＝130m；Ntotal＝Ntotal+1。
第二步：计算炉内加热段第Ⅲ段带钢的温度漂移量
ΔTemp_coil3＝(Temp_coil3-Temp_coil目标)
＝845℃－850℃
＝－5℃
ΔTemp_coil3＜0则Temp_coil3调整＝α×|ΔTemp_coil2|
＝1.2×5℃＝6℃
Temp_coil3是炉子第Ⅲ段带钢的实际温度，由现场控制器测量而得，并以高频率的方式传送给本专利的控制系统，实测Temp_coil3为845℃，计算得第Ⅲ段带钢的温度漂移量ΔTemp_coil3＝－5℃和第Ⅳ段带钢的温度调整量Temp_coil4调整＝6℃，反馈给炉子控制单元自动修正。
接着作带钢温度T检验
Figure RE-GDA0001555148230000101
T3＞T*＝0.02356，N3质量风险＝0，则表示第Ⅲ段带钢没有发生“脱锌缺陷”质量风险。
以此类推，如果Length_coil＜Lmax，根据第N段带钢“脱锌缺陷”质量风险进行第Ⅳ段、第Ⅴ段、第Ⅵ段……计算，否则当前带钢“脱锌缺陷”质量风险计算结束，并进行“脱锌风险”综合判定。
4)热镀产品“脱锌缺陷”质量风险在线判定
根据计算的风险出现次数和总检测次数计算出风险率，此实施例共计算201次，出现超差次数为21，则：
Figure RE-GDA0001555148230000111
作带钢质量风险G检验为G＝0.104>G*＝0.09，
则表示该热镀产品已经发生“脱锌缺陷”质量风险，并第一时间通知制造管理信息系统在线封锁，杜绝发生“脱锌缺陷”质量风险的热镀产品流向市场。
目前，该发明已在梅钢热镀锌机组进行了实验，并经过了各种规格、各种钢种的验证，通过此发明，可以大幅度提高带钢在炉内各区段带钢的加热质量，并能及时预报带钢的脱锌质量风险，以至炉内带钢“脱锌缺陷”的质量事故明显减少。该发明也可应用于其他同类型的生产产线。
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 (1)

1.一种基于炉温的热镀产品脱锌缺陷动态控制方法，其特征在于，所述方法如下：
1)确定超差临界系数T*和风险临界系数G*
2)炉内加热段第Ⅰ段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算；
3)炉内加热段第N段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算,N>1；
4)热镀产品“脱锌缺陷”质量风险在线综合判定；
所述步骤1)具体如下，首先规定一个T*值，作为炉内加热段带钢温度T检验用的临界值，其获取方法是根据现场生产经验，按照产品规格进行制定，同时规定一个G*作为炉内加热带钢“脱锌缺陷”质量风险检验用的临界值，其制定是通过分析大量的脱锌缺陷产品超差控制数在控制总数中的一个占比均值作为临界值，视为经验值；
所述步骤2)炉内加热段第Ⅰ段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算，具体如下：
N1质量风险＝0
第一步：计算炉内加热段第Ⅰ段带钢长度；
Length_coil1＝V_coil1×Time_coil1；
式中：Length_coil1:炉内加热段第Ⅰ段带钢长度；
V_coil1：炉内加热段第Ⅰ段带钢运行速度；
Time_coil1：炉内加热段第Ⅰ段带钢运行时间；
N1质量风险：炉内加热段第Ⅰ段带钢质量风险标志；
第二步：计算炉内加热段第Ⅰ段带钢的温度漂移量；
ΔTemp_coil1＝(Temp_coil1-Temp_coil目标)；
如果ΔTemp_coil1＞0则Temp_coil2调整＝α×|ΔTemp_coil1|；
如果ΔTemp_coil1＜0则Temp_coil2调整＝β×|ΔTemp_coil1|；
式中：ΔTemp_coil1:炉内加热段第Ⅰ段带钢温度漂移量；
Temp_coil1：炉内加热段第Ⅰ段带钢温度；
Temp_coil目标：炉内加热段带钢温度控制目标值；
Temp_coil2调整：炉内加热段第Ⅱ段带钢温度控制调整量；
α：带钢温度正漂移调整系数；
β：带钢温度负漂移调整系数；
作带钢温度T检验；
Figure FDA0002663860860000021
若T1＞T*，N1质量风险＝1，则表示第Ⅰ段带钢发生“脱锌缺陷”质量风险，根据Temp_coil2调整计算量动态调整炉子状态控制，以优化炉内加热段第Ⅱ段带钢温度控制参数；
所述步骤3)炉内加热段第N段带钢“脱锌缺陷”质量风险计算,N>1,具体如下；
Nn质量风险＝0
第一步：计算炉内加热段第N段带钢长度；
Length_coiln＝V_coiln×Time_coiln；
式中：Length_coiln:炉内加热段第N段带钢长度；
V_coiln：炉内加热段第N段带钢运行速度；
Time_coiln：炉内加热段第N段带钢运行时间；
Nn质量风险：炉内加热段第N段带钢质量风险标志；
第二步：计算炉内加热段第N段带钢的温度漂移量；
ΔTemp_coiln＝(Temp_coiln-Temp_coil目标)；
如果ΔTemp_coiln＞0则Temp_coiln+1调整＝α×|ΔTemp_coiln|；
如果ΔTemp_coiln＜0则Temp_coiln+1调整＝β×|ΔTemp_coiln|；
式中：ΔTemp_coiln:炉内加热炉第N段带钢温度漂移量；
Temp_coiln：炉内加热段第N段带钢温度；
Temp_coil目标：炉内加热段带钢温度控制目标值；
Temp_coiln+1调整：炉内加热段带钢温度控制调整量；
α：带钢温度正漂移调整系数；
β：带钢温度负漂移调整系数；
作带钢温度T检验；
Figure FDA0002663860860000031
若Tn＞T*，Nn质量风险＝1，则表示第N段带钢发生“脱锌缺陷”质量风险，根据Temp_coiln+1调整计算量动态调整炉子状态控制，以优化炉内加热段第N+1段带钢温度控制参数；
所述步骤4)热镀产品“脱锌缺陷”质量风险在线综合判定，具体如下：
Figure FDA0002663860860000032
式中：G:带钢全长在炉内加热段质量风险；
N1质量风险:炉内加热段第Ⅰ段带钢质量风险；
N2质量风险:炉内加热段第Ⅱ段带钢质量风险；
Nn-1质量风险:炉内加热段第N-1段带钢质量风险；
Nn质量风险:炉内加热段第N段带钢质量风险；
Ntotal:炉内加热段带钢动态分段控制总数；
作带钢质量风险G检验；
若G＞G*，则表示该热镀产品已经发生“脱锌缺陷”质量风险，并第一时间通知制造管理信息系统在线封锁，杜绝发生“脱锌缺陷”质量风险的热镀产品流向市场。
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