CN110616311B - 一种降低带钢冷瓢曲风险的方法 - Google Patents

Abstract

本发明通过提供一种降低带钢冷瓢曲风险的方法，先通过公式T＝f_Thi·f_w·T_H‑limit计算得到终冷段补偿前带钢温度值T，再通过公式T＝T₁+α计算得到终冷段补偿后带钢温度值T₁。通过设定终冷段补偿后带钢温度值，降低了带钢与终冷段炉辊的温度差，从而减小了因带钢与炉辊的温差应力而导致带钢屈曲变形缺陷的产生，即冷瓢曲。

Description

一种降低带钢冷瓢曲风险的方法

技术领域

本发明涉及退火技术领域，尤其涉及一种降低带钢冷瓢曲风险的方法。

背景技术

在退火工序中，立式连续退火炉的主要功能是将带钢加热至一定的温度，消除加工硬化，提高带钢的塑性和韧性，以便后续的深加工。退火炉主要由7个部分组成，带钢依次经过预热段→加热段→均热段→缓冷段→快冷段→过时效段→终冷段。其中，预热段回收余热，预热带钢，去除带钢表面空气；加热段是回复再结晶过程；在均热段结晶晶粒长大，碳化物溶解析出平衡；缓冷段实现奥氏体碳富集；在快冷段形成过饱和固溶碳；在过时效段析出碳化物，减少固溶碳，消除时效；在终冷段冷却带钢，一般带钢出终冷段的温度控制在150-170℃。

由于终冷段温度无性能要求，相关技术文件对其的设定范围要求比较宽泛，从140-200℃不等，在生产碳当量≤0.01的极薄极宽软钢时，极易因为终冷段温度设定过低而导致带钢经过过时效处理后进入终冷段发生瓢曲。如首钢京唐冷轧1700连退在2016年1月23日生产0.692*1502的搪瓷钢，在终冷段瓢曲的带钢在出口活套跑偏刮蹭钢结构断带，事故处理时间长达16.83小时，瓢曲形貌如图1和图2所示。

发明内容

本发明通过提供一种降低带钢冷瓢曲风险的方法，解决了现有技术中带钢经过过时效处理后进入终冷段发生瓢曲的技术问题，实现了降低带钢冷瓢曲风险的技术效果。

本发明提供了一种降低带钢冷瓢曲风险的方法，包括：

通过公式T＝f_Thi·f_w·T_H-limit计算得到终冷段补偿前带钢温度值T；

通过公式T＝T₁+α计算得到终冷段补偿后带钢温度值T₁；

其中，f_Thi为带钢厚度系数，f_w为带钢宽度系数，T_H-limit为预设的终冷段带钢最高温度，α为终冷段带钢温度补偿系数。

进一步地，所述带钢厚度系数f_Thi通过公式f_Thi＝[1-(T_L-limit/T_H-limit)²]/(Thi_max-Thi_min)·(Thi-Thi_min)+(T_L-limit/T_H-limit)²计算得出；

其中，Thi_max为预设的带钢最大厚度，Thi_min为预设的带钢最小厚度，Thi为带钢实际厚度。

进一步地，所述带钢宽度系数f_w通过公式f_w＝(1-T_L-limit/T_H-limit)/(w_max-w_min)·(w-w_min)+T_L-limit/T_H-limit计算得出；

其中，w_max为预设的带钢最大宽度，w_min为预设的带钢最小宽度，w为带钢实际宽度。

进一步地，当C_ceq＜0.01、w≥0.85·w_max且Thi≤1.2·Thi_min时，α＝10，否则为α＝0；其中，C_ceq为碳当量。

进一步地，在所述通过公式T＝T₁+α计算得到终冷段补偿后带钢温度值T₁之后，还包括：

通过以下表达式对终冷段第i台冷却风机的转速y_i进行确定：

其中，x为终冷段带钢冷却至目标温度所需要的功率，x_i为终冷段第i台冷却风机开始工作的临界功率。

进一步地，所述终冷段带钢冷却至目标温度所需要的功率x通过公式x＝LMN_FCS-StripPID·(PV_{OAS-StripTemp}-PV_{FCS-StripTemp}/PV_{OAS-StripTemp})·Rate_production计算得出；

其中，LMN_FCS-StripPID为终冷段带钢温度PID控制器的输出百分比，PV_{OAS-StripTemp}为带钢在过时效段出口处的温度，PV_{FCS-StripTemp}为带钢在终冷段出口处的温度，Rate_production为带钢的小时产量。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过设定终冷段补偿后带钢温度值，降低了带钢与终冷段炉辊的温度差，从而减小了因带钢与炉辊的温差应力而导致带钢屈曲变形缺陷的产生，即冷瓢曲。如每一次跑偏停机导致的废品为5吨，停机时间为10小时，则直接造成的经济损失＝(合格品与废品差价)*重量+小时产量*吨钢效益＝2000*5+150*10*470＝￥715,000，因此，本发明能够节省的经济损失为71.5万元，具有良好的经济效益。

附图说明

图1为带钢在过时效段出口的监控画面；

图2为带钢在终冷段的监控画面；

图3为本发明提供的降低带钢冷瓢曲风险的方法的流程图；

图4为本发明提供的降低带钢冷瓢曲风险的方法的原理图；

图5为首钢京唐1420连退0.25*906规格的T3料在退火炉终冷段瓢曲的形貌图；

图6为首钢京唐1420连退退火炉终冷段1#和2#冷却风机优化前后的带钢温度PID控制器输出曲线；

图7为首钢京唐1420连退退火炉终冷段3#和4#冷却风机优化前后的带钢温度PID控制器输出曲线。

具体实施方式

本发明通过提供一种降低带钢冷瓢曲风险的方法，解决了现有技术中带钢经过过时效处理后进入终冷段发生瓢曲的技术问题，实现了降低带钢冷瓢曲风险的技术效果。

本发明中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

通过设定终冷段补偿后带钢温度值，降低了带钢与终冷段炉辊的温度差，从而减小了因带钢与炉辊的温差应力而导致带钢屈曲变形缺陷的产生，即冷瓢曲。如每一次跑偏停机导致的废品为5吨，停机时间为10小时，则直接造成的经济损失＝(合格品与废品差价)*重量+小时产量*吨钢效益＝2000*5+150*10*470＝￥715,000，因此，本发明能够节省的经济损失为71.5万元，具有良好的经济效益。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参见图3和图4，本发明提供的降低带钢冷瓢曲风险的方法，包括：

步骤S110：通过公式T＝f_Thi·f_w·T_H-limit计算得到终冷段补偿前带钢温度值T；

其中，f_Thi为带钢厚度系数，无量纲；f_w为带钢宽度系数，无量纲；T_H-limit为预设的终冷段带钢最高温度，单位为℃。

具体地，带钢厚度系数f_Thi通过公式f_Thi＝[1-(T_L-limit/T_H-limit)²]/(Thi_max-Thi_min)·(Thi-Thi_min)+(T_L-limit/T_H-limit)²计算得出；

其中，Thi_max为预设的带钢最大厚度，单位为mm；Thi_min为预设的带钢最小厚度，单位为mm；Thi为带钢实际厚度，根据生产时的带钢信息通过MTR发送至该系统获得，单位为mm。T_L-limit为预设的终冷段带钢最低温度。

带钢宽度系数f_w通过公式f_w＝(1-T_L-limit/T_H-limit)/(w_max-w_min)·(w-w_min)+T_L-limit/T_H-limit计算得出；

其中，w_max为预设的带钢最大宽度，单位为mm；w_min为预设的带钢最小宽度，单位为mm；w为带钢实际厚度，根据生产时的带钢信息通过MTR发送至该系统获得，单位为mm。

步骤S120：通过公式T＝T₁+α计算得到终冷段补偿后带钢温度值T₁；

其中，α为终冷段带钢温度补偿系数。

具体地，当C_ceq＜0.01、w≥0.85·w_max且Thi≤1.2·Thi_min时，α＝10，否则为α＝0，即只要前述条件中任意一个不符合，则说明为非易瓢曲料，即不会因为带钢在终冷段因为与炉辊温差偏大而导致瓢曲风险的发生，那么α＝0；其中，C_ceq为碳当量，无量纲。

步骤S130：通过以下表达式对终冷段第i台冷却风机的转速y_i进行确定：

其中，x为终冷段带钢冷却至目标温度所需要的功率，x_i为终冷段第i台冷却风机开始工作的临界功率，该临界功率为终冷段带钢冷却至目标温度所需要的功率。

具体地，冷却风机的输出影响因子x通过公式x＝LMN_FCS-StripPID·(PV_{OAS-StripTemp}-PV_{FCS-StripTemp}/PV_{OAS-StripTemp})·Rate_production计算得出；

其中，LMN_FCS-StripPID为终冷段带钢温度PID控制器的输出百分比，0-100％，该比值越大，说明终冷段带钢所需要的换热量越高，其取决于终冷段带钢实际温度与设定温度的偏差，PV_{OAS-StripTemp}为带钢在过时效段出口处的温度，该数据来自过时效段出口处辐射高温计的测量值，PV_{FCS-StripTemp}为带钢在终冷段出口处的温度，该数据来自终冷段出口处辐射高温计的测量值，Rate_production为带钢的小时产量，其取决于带钢的宽度、厚度、密度以及运行速度。

应用实例1：首钢京唐1420连退终冷段瓢曲典型事故

首钢京唐1420连退2013年11月22日以400m/min速度生产规格0.25*906的T3料，炉区工况：加热段679℃、均热段679℃、快冷段400℃、过时效段330℃、终冷段151℃，带钢出炉出现瓢曲如图5所示。

应用实例2：首钢京唐1420连退终冷段冷却风机优化方案

本发明在1420连退退火炉上的应用，1420连退终冷段共有4台冷却风机，1#和2#冷却风机在终冷段入口，3#和4#冷却风机在终冷段出口，优化之前终冷段入口1#和2#冷却风机的输出太高，对于极薄极宽料加剧瓢曲风险，为此对终冷段冷却风机的转速进行优化，优化前后如图6和图7所示。其中，x₁＝x₂＝50，x₃＝x₄＝0，当x≤50时，终冷段1#和2#冷却风机的速度输出为5％，相当于带钢在终冷段入口实现自然冷却，降低了带钢冷瓢曲的风险。

本发明实施例通过调整冷却风机的速度输出已解决了极薄极宽料在终冷段瓢曲的问题。目前，本发明已在冷轧部退火炉全部推广应用，至今未发生因带钢在终冷段瓢曲而导致的断带现象的发生。

【技术效果】

1、通过设定终冷段补偿后带钢温度值，降低了带钢与终冷段炉辊的温度差，从而减小了因带钢与炉辊的温差应力而导致带钢屈曲变形缺陷的产生，即冷瓢曲。如每一次跑偏停机导致的废品为5吨，停机时间为10小时，则直接造成的经济损失＝(合格品与废品差价)*重量+小时产量*吨钢效益＝2000*5+150*10*470＝￥715,000，因此，本发明能够节省的经济损失为71.5万元，具有良好的经济效益。

2、通过优化终冷段冷却风机的输出，优先执行“自然冷却”，防止带钢进入终冷段后，终冷段入口1#冷却风机和2#冷却风机转速增加而导致带钢温度的急速降低，从而加剧带钢与炉辊的温差，有效避免了带钢“瓢曲”风险的发生。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种降低带钢冷瓢曲风险的方法，其特征在于，包括：

通过公式T＝f_Thi·f_w·T_H-limit计算得到终冷段补偿前带钢温度值T；

通过公式T＝T₁+α计算得到终冷段补偿后带钢温度值T₁；

其中，f_Thi为带钢厚度系数，f_w为带钢宽度系数，T_H-limit为预设的终冷段带钢最高温度，α为终冷段带钢温度补偿系数；

所述带钢厚度系数f_Thi通过公式f_Thi＝[1-(T_L-limit/T_H-limit)²]/(Thi_max-Thi_min)·(Thi-Thi_min)+(T_L-limit/T_H-limit)²计算得出；

其中，Thi_max为预设的带钢最大厚度，Thi_min为预设的带钢最小厚度，Thi为带钢实际厚度；T_L-limit为预设的终冷段带钢最低温度；

所述带钢宽度系数f_w通过公式f_w＝(1-T_L-limit/T_H-limit)/(w_max-w_min)·(w-w_min)+T_L-limit/T_H-limit计算得出；

其中，w_max为预设的带钢最大宽度，w_min为预设的带钢最小宽度，w为带钢实际宽度；

当C_ceq＜0.01、w≥0.85·w_max且Thi≤1.2·Thi_min时，α＝10，否则为α＝0；其中，C_ceq为碳当量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过公式T＝T₁+α计算得到终冷段补偿后带钢温度值T₁之后，还包括：

通过以下表达式对终冷段第i台冷却风机的转速y_i进行确定：

其中，x为终冷段带钢冷却至目标温度所需要的功率，x_i为终冷段第i台冷却风机开始工作的临界功率；

所述终冷段带钢冷却至目标温度所需要的功率x通过公式x＝LMN_FCS-StripPID·(PV_{OAS-StripTemp}-PV_{FCS-StripTemp}/PV_{OAS-StripTemp})·Rate_production计算得出；

其中，LMN_FCS-StripPID为终冷段带钢温度PID控制器的输出百分比，PV_{OAS-StripTemp}为带钢在过时效段出口处的温度，PV_{FCS-StripTemp}为带钢在终冷段出口处的温度，Rate_production为带钢的小时产量。

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