CN110863102A - 一种退火炉加热段热电偶数值校正方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种退火炉加热段热电偶数值校正方法，所述方法包括：获取退火炉的炉内高温计对带钢进行测量后获得的带钢测量温度；根据预设的高温计发射率、预设的高温计参数以及预设的带钢发射率对带钢测量温度进行校正，获得带钢温度；根据带钢温度、高温计参数、以及预设的带钢发射率，获得高温计接收到的炉内总能量；根据带钢发射率、预设的炉墙发射率、高温计参数以及测定的炉墙温度，获得炉墙能量；根据高温计参数、带钢发射率、炉内总能量以及炉墙能量，获得炉内温度；其中，炉内温度为对热电偶的温度进行校正后的数值，热电偶用于安装在退火炉内测定炉膛的温度。本发明解决了目前加热段炉膛内热电偶温度数据源不可靠的问题。

Description

一种退火炉加热段热电偶数值校正方法及装置

技术领域

本发明涉及冷轧技术领域，尤其涉及一种退火炉加热段热电偶数值校正方法及装置。

背景技术

退火炉温度控制系统根据工艺要求设定的曲线对带钢进行精确的升温、保温和降温控制，并要确保退火炉的炉温均匀性，温度控制的准确度直接决定着产品的质量。因此，退火炉加热段炉膛热电偶温度数据源的准确与否是控制过程中的关键。目前，退火炉温度信号的测量受现场的电磁等各种因素的干扰，再加上热电偶本身的温漂等，都可能导致测量信号的瞬间非真实波动，甚至可能是尖峰脉动，造成控制系统对温度控制的波动和不稳定。

可见，目前的现有技术中存在加热段炉膛热电偶温度数据源不可靠，容易受到外接干扰的问题，最终导致温度控制的波动、不稳定。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种退火炉加热段热电偶数值校正方法及装置，解决了目前加热段炉膛内热电偶温度数据源不可靠的问题。

第一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种退火炉加热段热电偶数值校正方法，所述方法包括：

获取退火炉的炉内高温计对带钢进行测量后获得的带钢测量温度；根据预设的高温计发射率、预设的高温计参数以及预设的带钢发射率对所述带钢测量温度进行校正，获得带钢温度；根据所述带钢温度、所述高温计参数、以及预设的带钢发射率，获得所述高温计接收到的炉内总能量；根据所述带钢发射率、预设的炉墙发射率、所述高温计参数以及测定的炉墙温度，获得炉墙能量；其中，所述炉墙能量为炉内的炉墙发出的总能量；根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度；其中，所述炉内温度为对热电偶的温度进行校正后的数值，所述热电偶用于安装在退火炉内测定炉膛的温度。

优选地，所述热电偶包括：第一热电偶和第二热电偶；所述炉内温度包括：所述第一热电偶对应的第一炉内温度和所述第二热电偶对应的第二炉内温度；在所述根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度之后，还包括：

监测所述第一炉内温度与所述第二炉内温度的温差大小；当所述温差大于预设的阈值时，确定控制带钢发射率的自动控制模型失效，启动操作员模式；其中，操作员模式为人工设定所述带钢发射率的模式。

优选地，所述根据所述带钢发射率、预设的炉墙发射率、所述高温计参数以及测定的炉墙温度，获得炉墙能量包括：

根据公式

获得所述炉墙能量；其中，Wf为所述炉墙能量，Ef为所述炉墙发射率，Es为所述带钢发射率，Ki为所述高温计参数，Tf为所述炉墙温度。

优选地，所述炉墙发射率为1。

优选地，所述根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度，包括：

根据公式

获得所述炉内温度；其中，Tct为所述炉内温度，Ki为所述高温计参数，Es为所述带钢发射率，Wi为所述炉内总能量，Wf为所述炉墙能量。

第二方面，基于同一发明构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种退火炉加热段热电偶数值校正装置，所述装置包括：

带钢测量温度获取模块，用于获取退火炉的炉内高温计对带钢进行测量后获得的带钢测量温度；第一校正模块，用于根据预设的高温计发射率、预设的高温计参数以及预设的带钢发射率对所述带钢测量温度进行校正，获得带钢温度；炉内总能量获取模块，用于根据所述带钢温度、所述高温计参数、以及预设的带钢发射率，获得所述高温计接收到的炉内总能量；炉墙能量获取模块，用于根据所述带钢发射率、预设的炉墙发射率、所述高温计参数以及测定的炉墙温度，获得炉墙能量；其中，所述炉墙能量为炉内的炉墙发出的总能量；第二校正模块，用于根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度；其中，所述炉内温度为对热电偶的温度进行校正后的数值，所述热电偶用于安装在退火炉内测定炉膛的温度。

优选地，所述热电偶包括：第一热电偶和第二热电偶；所述炉内温度包括：所述第一热电偶对应的第一炉内温度和所述第二热电偶对应的第二炉内温度；所述装置还包括：监测模块，用于：

在所述根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度之后，监测所述第一炉内温度与所述第二炉内温度的温差大小；当所述温差大于预设的阈值时，确定控制所述带钢发射率的自动控制模型失效，启动操作员模式；其中，操作员模式为人工设定带钢发射率的模式。

优选地，所述炉墙能量获取模块，具体用于：

根据公式

获得所述炉墙能量；其中，Wf为所述炉墙能量，Ef为所述炉墙发射率，Es为所述带钢发射率，Ki为所述高温计参数，Tf为所述炉墙温度。

优选地，所述炉墙发射率为1。

第三方面，基于同一发明构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面中的任一项所述方法的步骤。

本发明提供的一种退火炉加热段热电偶数值校正方法及装置，所述方法中通过使用高温计对带钢进行温度测量得到带钢测量温度；再采用预设的高温计发射率、预设的高温计参数以及预设的带钢发射率对所述带钢测量温度进行校正，获得带钢温度，提高了带钢温度的准确性与稳定性。然后，通过带钢温度、高温计参数、以及预设的带钢发射率，获得高温计接收到的炉内总能量；通过带钢发射率、预设的炉墙发射率、高温计参数以及测定的炉墙温度，获得炉墙能量；最后，就可高温计参数、带钢发射率、炉内总能量以及炉墙能量，获得炉内温度；相当于对采用炉墙能量对热电偶的测量数值就行了校正，获得的炉内温度即为对热电偶温度进行校正后的数值。由于经过两次参数的校正，获得的炉内温度更加准确，并且具有更好的稳定性，可有利于炉内温度控制，避免了热电偶本身测量的温漂，还避免了温度控制的波动。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明第一实施例提供的一种退火炉加热段热电偶数值校正方法的流程图；

图2示出了本发明第二实施例提供的一种退火炉加热段热电偶数值校正装置的功能模块图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

第一实施例

请参见图1，示出了本发明第一实施例提供的一种退火炉加热段热电偶数值校正方法的方法流程图，该方法包括：

步骤S10：获取退火炉的炉内高温计对带钢进行测量后获得的带钢测量温度；

步骤S20：根据预设的高温计发射率、预设的高温计参数以及预设的带钢发射率对所述带钢测量温度进行校正，获得带钢温度；

步骤S30：根据所述带钢温度、所述高温计参数、以及预设的带钢发射率，获得所述高温计接收到的炉内总能量；

步骤S40：根据所述带钢发射率、预设的炉墙发射率、所述高温计参数以及测定的炉墙温度，获得炉墙能量；其中，所述炉墙能量为炉内的炉墙发出的总能量；

步骤S50：根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度；其中，所述炉内温度为对热电偶的温度进行校正后的数值，所述热电偶用于安装在退火炉内测定炉膛的温度。

在本发明实施例中在炉膛内(后文简称炉内)的整个加热段设置有一高温计，高温计用于1号加热区到4号加热区的热电偶温度测定值的修正。具体的，如下：

在步骤S10中，由于本发明需要使用带钢测量温度以及炉墙温度对炉内热电偶的测定数值进行修正。因此，即需要获取高温计测得的带钢测量温度。

步骤S20：根据预设的高温计发射率、预设的高温计参数以及预设的带钢发射率对所述带钢测量温度进行校正，获得带钢温度。

在步骤S20中，高温计发射率为高温计上设定的发射率，在本实施例中，可直接设定为0.75，高温计参数为15575。带钢发射率因钢材质量、表面状态和温度而变化，在本实施例中可通过相关的自动模型进行自动调整设定，也可由相关的人员进行人工设定，不作限制。需要说明的是，关于带钢发射率的自动模型为本领域内的可直接使用的技术手段，不再赘述。对高温计的带钢测量温度进行矫正，具体如下：

根据

对带钢测量温度进行矫正；其中，Tc为校正后获得的带钢温度，Es为带钢发射率，Ki为高温计参数，Ei为高温计上设定的发射率，Ti为高温计计算出的带钢测量温度。

步骤S30：根据带钢温度、所述高温计参数、以及预设的带钢发射率，获得高温计接收到的炉内总能量。

在步骤S30中，具体可根据如下方式获取：

根据

获取炉内总能量；其中，Wi为高温计接收到的炉内总能量，Tc为校正后获得的带钢温度，Es为带钢发射率，Ki为高温计参数。

步骤S40：根据所述带钢发射率、预设的炉墙发射率、所述高温计参数以及测定的炉墙温度，获得炉墙能量；其中，所述炉墙能量为炉内的炉墙发出的总能量。

在步骤S40中，具体获取方式为：

根据公式

获得炉墙能量；其中，Wf为炉墙能量，Ef为炉墙发射率，Es为带钢发射率，Ki为高温计参数，Tf为炉墙温度。在本实施例中，炉墙发射率设置范围可为0-1中的任意数值；优选地，炉墙发射率可设置为1，此时为理想状态，不存在损耗。

步骤S50：根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度；其中，所述炉内温度为对热电偶温度进行校正后的数值。

在步骤S50中，具体获取方式为：

根据公式

获得炉内温度；其中，Tct为炉内温度，Ki为高温计参数，Es为带钢发射率，Wi为炉内总能量，Wf为炉墙能量。最终获得的炉内温度Tct就为通过炉墙温度以及带钢温度校正后获得的热电偶温度数值。该数值具备通过两次校正，精度更高，稳定性更好、适应性强等优势，也就具备更高的抗干扰性等控制要求；由于带钢发射率来自自动模型同时满足了工艺曲线的要求。

此外在本实施例中，炉内温度可通过两热电偶进行同时测量，也即热电偶包括：第一热电偶和第二热电偶。具体的为：第一热电偶对应的第一炉内温度和第二热电偶对应的第二炉内温度；在步骤S50之后，还包括：

步骤S61：监测所述第一炉内温度与所述第二炉内温度的温差大小；

步骤S62：当所述温差大于预设的阈值时，确定控制所述带钢发射率的自动控制模型失效，启动操作员模式；其中，操作员模式为人工设定带钢发射率的模式。

例如，如果第一热电偶与第二热电偶的差值大于预设的阈值(如，15摄氏度、20摄氏度等)，说明自动模型跟踪失败，检测出现故障。此时，应当停止使用自动模型，启动操作员模式，由相关的操作员直接设定带钢发射率。

在本实施例中，炉气、炉壁、带钢三者温度之间的关系对应为Tg(炉气)>Tw(炉壁)>Tm(带刚)，炉温与炉气、炉墙、带钢温度相比较，应该最接近于炉墙温度，可以近似看作是炉墙温度。因此，炉温低于炉气温度而高于带钢温度。炉温是退火炉上的一个相当重要的热工参数，炉温测量准确与否，直接关系到带钢加热质量及冷轧设备精度和设备寿命。在热电偶检定过程中，最基本的条件是退火炉的温场稳定并且均匀，热电偶检定精度对退火炉的温度控制的好坏起着关键作用。在本实施例中的方法由于通过炉墙与带钢温度共同对热电偶测定的炉温数值进行矫正，控制响应更加精确，能使温度上升时间尽可能短，超调量尽可能小，控温精度更高，调节后恒温时温场波动小。与常规方法相比，由于本实施例中的退火炉加热段热电偶数值校正方法具有无须建立被控对象的数学模型，对被控对象的时滞性、非线性和时变性具有一定的应变能力，以及消除系统稳态误差的性能，可达到更高的控制精度。

综上所述，本发明中通过使用高温计对带钢进行温度测量得到带钢测量温度；再采用预设的高温计发射率、预设的高温计参数以及预设的带钢发射率对所述带钢测量温度进行校正，获得带钢温度，提高了带钢温度的准确性与稳定性。然后，通过带钢温度、高温计参数、以及预设的带钢发射率，获得高温计接收到的炉内总能量；通过带钢发射率、预设的炉墙发射率、高温计参数以及测定的炉墙温度，获得炉墙能量；最后，就可高温计参数、带钢发射率、炉内总能量以及炉墙能量，获得炉内温度；相当于对采用炉墙能量对热电偶的测量数值就行了校正，获得的炉内温度即为对热电偶温度进行校正后的数值。由于经过两次参数的校正，获得的炉内温度更加准确，并且具有更好的稳定性，可有利于炉内温度控制，避免了热电偶本身测量的温漂，还避免了温度控制的波动。

第二实施例

请参阅图2，基于同一发明构思，在本发明实施例中提供一种退火炉加热段热电偶数值校正装置300，所述装置300包括：

带钢测量温度获取模块301，用于获取退火炉的炉内高温计对带钢进行测量后获得的带钢测量温度；

第一校正模块302，用于根据预设的高温计发射率、预设的高温计参数以及预设的带钢发射率对所述带钢测量温度进行校正，获得带钢温度；

炉内总能量获取模块303，用于根据所述带钢温度、所述高温计参数、以及预设的带钢发射率，获得所述高温计接收到的炉内总能量；

炉墙能量获取模块304，用于根据所述带钢发射率、预设的炉墙发射率、所述高温计参数以及测定的炉墙温度，获得炉墙能量；其中，所述炉墙能量为炉内的炉墙发出的总能量；

第二校正模块305，用于根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度；其中，所述炉内的温度为对热电偶温度进行校正后的数值，所述热电偶用于安装在退火炉内测定炉膛的温度。

作为一种可选的实施方式，所述炉内温度包括：第一热电偶对应的第一炉内温度和第二热电偶对应的第二炉内温度；所述装置300还包括：监测模块306，用于：

在所述根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度之后，监测所述第一炉内温度与所述第二炉内温度的温差大小；当所述温差大于预设的阈值时，确定所述控制带钢发射率的自动控制模型失效，启动操作员模式；其中，操作员模式为人工设定带钢发射率的模式。

作为一种可选的实施方式，所述炉墙能量获取模块304，具体用于：

根据公式

获得所述炉墙能量；其中，Wf为所述炉墙能量，Ef为所述炉墙发射率，Es为所述带钢发射率，Ki为所述高温计参数，Tf为所述炉墙温度。

作为一种可选的实施方式，所述炉墙发射率为1。

作为一种可选的实施方式，所述第二校正模块305，具体用于：

根据公式

获得所述炉内温度；其中，Tct为所述炉内温度，Ki为所述高温计参数，Es为所述带钢发射率，Wi为所述炉内总能量，Wf为所述炉墙能量。

需要说明的是，本发明实施例所提供的退火炉加热段热电偶数值校正装置300，其具体实现及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

第三实施例

本发明提供的装置集成的功能模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。

其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.一种退火炉加热段热电偶数值校正方法，其特征在于，所述方法包括：

获取退火炉的炉内高温计对带钢进行测量后获得的带钢测量温度；

根据预设的高温计发射率、预设的高温计参数以及预设的带钢发射率对所述带钢测量温度进行校正，获得带钢温度；

根据所述带钢温度、所述高温计参数、以及预设的带钢发射率，获得所述高温计接收到的炉内总能量；

根据所述带钢发射率、预设的炉墙发射率、所述高温计参数以及测定的炉墙温度，获得炉墙能量；其中，所述炉墙能量为炉内的炉墙发出的总能量；

根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度；其中，所述炉内温度为对热电偶的温度进行校正后的数值，所述热电偶用于安装在退火炉内测定炉膛的温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热电偶包括：第一热电偶和第二热电偶；所述炉内温度包括：所述第一热电偶对应的第一炉内温度和所述第二热电偶对应的第二炉内温度；在所述根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度之后，还包括：

监测所述第一炉内温度与所述第二炉内温度的温差大小；

当所述温差大于预设的阈值时，确定控制所述带钢发射率的自动控制模型失效，启动操作员模式；其中，操作员模式为人工设定带钢发射率的模式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述带钢发射率、预设的炉墙发射率、所述高温计参数以及测定的炉墙温度，获得炉墙能量包括：

根据公式

获得所述炉墙能量；其中，Wf为所述炉墙能量，Ef为所述炉墙发射率，Es为所述带钢发射率，Ki为所述高温计参数，Tf为所述炉墙温度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述炉墙发射率为1。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度，包括：

根据公式

获得所述炉内温度；其中，Tct为所述炉内温度，Ki为所述高温计参数，Es为所述带钢发射率，Wi为所述炉内总能量，Wf为所述炉墙能量。

6.一种退火炉加热段热电偶数值校正装置，其特征在于，所述装置包括：

带钢测量温度获取模块，用于获取退火炉的炉内高温计对带钢进行测量后获得的带钢测量温度；

第一校正模块，用于根据预设的高温计发射率、预设的高温计参数以及预设的带钢发射率对所述带钢测量温度进行校正，获得带钢温度；

炉内总能量获取模块，用于根据所述带钢温度、所述高温计参数、以及预设的带钢发射率，获得所述高温计接收到的炉内总能量；

炉墙能量获取模块，用于根据所述带钢发射率、预设的炉墙发射率、所述高温计参数以及测定的炉墙温度，获得炉墙能量；其中，所述炉墙能量为炉内的炉墙发出的总能量；

第二校正模块，用于根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度；其中，所述炉内温度为对热电偶的温度进行校正后的数值，所述热电偶用于安装在退火炉内测定炉膛的温度。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述热电偶包括：第一热电偶和第二热电偶；所述炉内温度包括：所述第一热电偶对应的第一炉内温度和所述第二热电偶对应的第二炉内温度；所述装置还包括：监测模块，用于：

在所述根据所述高温计参数、所述带钢发射率、所述炉内总能量以及所述炉墙能量，获得炉内温度之后，

监测所述第一炉内温度与所述第二炉内温度的温差大小；

当所述温差大于预设的阈值时，确定控制所述带钢发射率的自动控制模型失效，启动操作员模式；其中，操作员模式为人工设定带钢发射率的模式。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述炉墙能量获取模块，具体用于：

根据公式

获得所述炉墙能量；其中，Wf为所述炉墙能量，Ef为所述炉墙发射率，Es为所述带钢发射率，Ki为所述高温计参数，Tf为所述炉墙温度。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述炉墙发射率为1。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。

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