CN113621784B - 大型带钢连续退火炉的停车消张方法 - Google Patents

大型带钢连续退火炉的停车消张方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大型带钢连续退火炉的停车消张方法，通过控制各炉辊最终停止转动的顺序和方向，使炉内带钢均处于松垂状态，当退火炉温度恢复至室温时，钢带不易因冷缩导致张紧或其张紧程度能够被缩小，有利于避免停车造成的断带事故的发生。

Description

大型带钢连续退火炉的停车消张方法
技术领域
本发明涉及钢铁制造领域，具体涉及一种大型带钢连续退火炉的停车消张方法。
背景技术
在带钢连续退火线和镀锌线所采用的连续退火炉中，带钢处于张力状态，带钢从入口进入炉内后，连续经过一个个具备各种功能的炉塔，然后从出口出来。炉内带钢的温度最高达800多度，在整个炉内带钢长度达一千甚至数千米。在计划停车以后，炉温和带钢温度会下降，产生冷缩问题，如此长度的带钢冷缩效益是很严重的，会产生很大的拉应力，使钢带上部位位置因受力过大产生牵拉变形，严重时甚至会导致断带事故的发生，造成非常大的损失。
目前，为了防止这一问题，在炉子入口设计了所谓的跳动辊，一旦停车会自动将绷紧的带钢松开，使得炉内带钢的冷缩得到一定的补偿。但是，由于大型带钢连续退火炉中的辊子很多、带钢很长，这一点点松弛的带钢根本无法满足炉内如此长带钢的冷缩，加上炉辊在停车状态无法转动，带钢在炉辊面的摩擦阻力很大，也无法补偿炉内深处的带钢。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种大型带钢连续退火炉的停车消张方法，以避免停车造成的断带事故的发生。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明技术方案如下：
一种大型带钢连续退火炉的停车消张方法，停车过程中，通过控制各炉辊的最终停止转动顺序和方向，使炉内带钢均处于松垂状态。
可选的，停车时，由炉内出口至炉内入口的方向，通过依次逐渐停转各炉辊，控制各炉辊的停车消张补偿量。
可选的，各炉辊的最小停车消张补偿量计算公式为：
△Lx＝αLx(T1-T2)
其中，以炉内距离炉内出口最近的炉辊作为原点，沿钢带的轨迹方向，x表示炉内出口至炉内入口方向各炉辊的排列序号，距离炉内出口最近的炉辊为排列序号为0的0号炉辊，Lx表示排列序号为x的炉辊与0号炉辊之间的钢带轨迹距离，△Lx表示排列序号为x的炉辊的最小停车消张补偿量，α表示钢带的线性热膨胀系数，T1表示退火炉停车时的温度，T2表示为室温；
各炉辊与0号炉辊的最短停车间隔时间为：
tx＝2△Lx/(W×D)
其中，tx表示排列序号为x的炉辊与0号炉辊之间的最短停车间隔时间，W表示炉辊的角速度，D表示炉辊直径。
可选的，停车过程包括停车如下步骤：
各炉辊第一次同步停转；
各炉辊同步反向运转；
各炉辊第二次停转；
其中，各炉辊第二次停转过程中，由炉内入口至炉内出口方向，各炉辊依次逐渐停止反向运转，控制各炉辊的停车消张补偿量。
可选的，各炉辊的最小停车消张补偿量计算公式为：
△Ly＝αLy(T1-T2)
其中，以炉内距离炉内入口最近的炉辊作为原点，沿钢带的轨迹方向，y表示炉内入口至炉内出口方向各炉辊的排列序号，距离炉内入口最近的炉辊为排列序号为0的0号炉辊，Ly表示排列序号为y的炉辊与0号炉辊之间的钢带轨迹距离，△Ly表示排列序号为y的炉辊的最小停车消张补偿量，α表示钢带的线性热膨胀系数，T1表示退火炉停车时的温度，T2表示为室温；
各炉辊与0号炉辊的最短停车间隔时间为：
ty＝2△Ly/(W×D)
其中，ty表示排列序号为y的炉辊与0号炉辊之间的最短停车间隔时间，W表示炉辊的角速度，D表示炉辊直径。
可选的，停车过程包括停车如下步骤：
各炉辊第一次同步停转；
选定一基准炉辊，并再次运转各炉辊，再次同步运转各炉辊时，从炉内入口至基准炉辊之间的各炉辊正向运转，从炉内出口至基准炉辊之间的炉辊反向运转；
各炉辊第二次停转，各炉辊第二次停转过程中，从炉内入口至基准炉辊之间的各炉辊逐渐停止，从炉内出口至基准炉辊之间的各炉辊逐渐停止，且越接近基准辊的炉辊越先停止，从而控制各炉辊的停车消张补偿量。
可选的，各炉辊的最小停车消张补偿量计算公式为：
△Ln＝αL n(T1-T2)
△Lm＝αLm(T1-T2)
其中，以所述基准炉辊为原点，沿钢带的轨迹方向，n表示基准辊至炉内入口方向各炉辊的排列序号，m表示基准辊至炉内出口方向各炉辊的排列序号，m和n中一个取负序号，另一个取正序号，所述基准辊为排列序号为0的0号炉辊，Ln表示排列序号为n的炉辊与基准炉辊之间的钢带轨迹距离，△Ln表示排列序号为n的炉辊的最小停车消张补偿量，Lm表示排列序号为m的炉辊与基准炉辊之间的钢带轨迹距离，△Lm表示排列序号为m的炉辊的最小停车消张补偿量，α表示钢带的线性热膨胀系数，T1表示退火炉停车时的温度，T2表示为室温；
各炉辊与基准辊的最短停车间隔时间为：
tn＝2△Ln/(W×D)
tm＝2△Lm/(W×D)
其中，tn表示排列序号为n的炉辊与基准辊的最短停车间隔时间，tm表示排列序号为m的炉辊基准辊的最短停车间隔时间，W表示炉辊的角速度，D表示炉辊直径。
可选的，所述大型带钢连续退火炉的停车消张方法还包括：
在各炉辊上设置编码器，根据编码器数据验证各炉辊的实际消张补偿量；
当各炉辊的实际停车消张补偿量大于或等于相应的最小停车消张补偿量时，则判定完成停车消张补偿；
当任一炉辊的实际停车消张补偿量小于相应的最小停车消张补偿量时，进行二次消张补偿以修正实际消张补偿量。
可选的，二次消张补偿方法为：
获取异常炉辊的信息，所述异常炉辊为实际停车消张补偿量小于最小停车消张补偿量的炉辊；
确定最近异常炉辊，所述最近异常炉辊为且距0号炉辊轨迹距离最近的异常炉辊；
计算所述最近异常炉辊出的最小二次补偿量，所述最小二次补偿量等于最小停车消张补偿量与实际停车消张补偿量的差值；
根据所述最小二次补偿量和预设炉辊速度计算最短二次补偿时间；
再次运转所述最近异常炉辊至尾端炉辊之间的所有炉辊，且各炉辊的再次运转速度为所述预设炉辊速度，各炉辊的再次运转的方向与前一次运转的方向相同，所述的尾端炉辊为距0号炉辊轨迹距离最远的炉辊，且所述尾端炉辊和所述最近异常炉辊位于0号炉辊的同侧；
待再此启动时间大于或等于所述最短二次补偿时间，同步停转所有炉辊；
最后，验证是否仍存在异常炉辊，若仍存在异常炉辊，则重复上述二次消张补偿方法，若不存在异常炉辊，则判定完成停车消张补偿。
可选的，若其中一根异常炉辊在进行预设次数的二次消张补偿之后仍未能完成停车消张补偿，则发送警告信息。
本发明的大型带钢连续退火炉的停车消张方法，通过控制各炉辊最终停止转动的顺序和方向，使炉内带钢均处于松垂状态，当退火炉温度恢复至室温时，钢带不易因冷缩导致张紧或其张紧程度能够被缩小，有利于避免停车造成的断带事故的发生。
附图说明
图1显示为本发明的停车消张方法的其中一种实施方式中0号炉辊的位置示意图；
图2显示为本发明的停车消张方法的另一种实施方式中0号炉辊的位置示意图；
图3显示为本发明的停车消张方法的还有一种实施方式中0号炉辊的位置示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本发明的一种大型带钢连续退火炉的停车消张方法，停车过程中，通过控制各炉辊的最终停止转动顺序和方向，使炉内带钢均处于松垂状态。
在大型钢带连续退火炉中，钢带的长度达到一千米甚至上千米，本发明的停车消张方法通过控制各炉辊最终停止转动的顺序和方向，使炉内带钢均处于松垂状态，也就能够提供一定的停车消张补偿量，当退火炉温度恢复至室温时，钢带不易因冷缩导致张紧或其张紧程度能够被缩小，有利于减少钢带发生形变的程度或几率，避免停车造成的断带事故的发生。
为了使任意两相邻的炉辊之间的带钢均处于松垂状态，参见图1，图2，图3，下述各实施例提供了三种实施停车消张的实施方式。
在其中一种实施方式中，参见图1，为了使任意两相邻的炉辊之间的带钢均处于松垂状态，停车时，由炉内出口200至炉内入口100的方向，通过依次逐渐停转各炉辊，控制各炉辊的停车消张补偿量。
具体的，在一些实施例中，各炉辊的最小停车消张补偿量计算公式为：
△Lx＝αLx(T1-T2)
其中，以炉内距离炉内出口200最近的炉辊作为原点，沿钢带的轨迹方向，x表示炉内出口200至炉内入口100方向各炉辊的排列序号，距离炉内出口200最近的炉辊为排列序号为0的0号炉辊A，Lx表示排列序号为x的炉辊与0号炉辊A之间的钢带轨迹距离，△Lx表示排列序号为x的炉辊的最小停车消张补偿量，α表示钢带的线性热膨胀系数，T1表示退火炉停车时的温度，T2表示为室温；
各炉辊与0号炉辊A的最短停车间隔时间为：
tx＝2△Lx/(W×D)
其中，tx表示排列序号为x的炉辊与0号炉辊A之间的最短停车间隔时间，W表示炉辊的角速度，D表示炉辊直径。
按照上述最短停车间隔时间来控制各炉辊的停转时间，有利于更精于控制停车消张补偿量，使得停车过程中以及钢带恢复至室温之后，钢带各处几乎不会受到张力的牵拉，更有利于避免钢带变形，更可靠的避免断带事故的发生。
在另一种实施方式中，参见图2，为了使任意两相邻的炉辊之间的带钢均处于松垂状态，停车过程包括停车如下步骤：
各炉辊第一次同步停转；
各炉辊同步反向运转；
各炉辊第二次停转；
其中，各炉辊第二次停转过程中，由炉内入口100至炉内出口200方向，各炉辊依次逐渐停止反向运转，控制各炉辊的停车消张补偿量。
具体的，在一些实施例中，各炉辊的最小停车消张补偿量计算公式为：
△Ly＝αLy(T1-T2)
其中，以炉内距离炉内入口100最近的炉辊作为原点，沿钢带的轨迹方向，y表示炉内入口100至炉内出口200方向各炉辊的排列序号，距离炉内入口100最近的炉辊为排列序号为0的0号炉辊A，Ly表示排列序号为y的炉辊与0号炉辊A之间的钢带轨迹距离，△Ly表示排列序号为y的炉辊的最小停车消张补偿量，α表示钢带的线性热膨胀系数，T1表示退火炉停车时的温度，T2表示为室温；
各炉辊与0号炉辊A的最短停车间隔时间为：
ty＝2△Ly/(W×D)
其中，ty表示排列序号为y的炉辊与0号炉辊A之间的最短停车间隔时间，W表示炉辊的角速度，D表示炉辊直径。
按照这种最短停车间隔时间来控制各炉辊的停转时间的方式，也有利于更精于控制停车消张补偿量，使得停车过程中以及钢带恢复至室温之后，钢带各处几乎不会受到张力的牵拉，更有利于避免钢带变形，更可靠的避免断带事故的发生。
在还有一种实施例方式中，参见图3，为了使任意两相邻的炉辊之间的带钢均处于松垂状态，停车过程包括停车如下步骤：
各炉辊第一次同步停转；
选定一基准炉辊，并再次运转各炉辊，再次同步运转各炉辊时，从炉内入口100至基准炉辊之间的各炉辊正向运转，从炉内出口200至基准炉辊之间的炉辊反向运转；
各炉辊第二次停转，各炉辊第二次停转过程中，从炉内入口100至基准炉辊之间的各炉辊逐渐停止，从炉内出口200至基准炉辊之间的各炉辊逐渐停止，且越接近基准辊的炉辊越先停止，从而控制各炉辊的停车消张补偿量。
具体的，在一些实施例中，各炉辊的最小停车消张补偿量计算公式为：
△Ln＝αL n(T1-T2)
△Lm＝αLm(T1-T2)
其中，以所述基准炉辊为原点，沿钢带的轨迹方向，n表示基准辊至炉内入口100方向各炉辊的排列序号，m表示基准辊至炉内出口200方向各炉辊的排列序号，m和n中一个取负序号，另一个取正序号，所述基准辊为排列序号为0的0号炉辊A，Ln表示排列序号为n的炉辊与基准炉辊之间的钢带轨迹距离，△Ln表示排列序号为n的炉辊的最小停车消张补偿量，Lm表示排列序号为m的炉辊与基准炉辊之间的钢带轨迹距离，△Lm表示排列序号为m的炉辊的最小停车消张补偿量，α表示钢带的线性热膨胀系数，T1表示退火炉停车时的温度，T2表示为室温；
各炉辊与基准辊的最短停车间隔时间为：
tn＝2△Ln/(W×D)
tm＝2△Lm/(W×D)
其中，tn表示排列序号为n的炉辊与基准辊的最短停车间隔时间，tm表示排列序号为m的炉辊基准辊的最短停车间隔时间，W表示炉辊的角速度，D表示炉辊直径。
按照这种最短停车间隔时间来控制各炉辊的停转时间的方式，也有利于更精于控制停车消张补偿量，使得停车过程中以及钢带恢复至室温之后，钢带各处几乎不会受到张力的牵拉，更有利于避免钢带变形，更可靠的避免断带事故的发生。
在一些实施例中，所述大型带钢连续退火炉的停车消张方法还包括：
在各炉辊上设置编码器，根据编码器数据验证各炉辊的实际消张补偿量；
当各炉辊的实际停车消张补偿量大于或等于相应的最小停车消张补偿量时，则判定完成停车消张补偿；
当任一炉辊的实际停车消张补偿量小于相应的最小停车消张补偿量时，进行二次消张补偿以修正实际消张补偿量。
在实际实施过程中，可以根据编码器数据获取当前的实际角速度，根据实际角速度和实际停车间隔时间可以计算出钢带的实际位移，也就是实际消张补偿量，此处的实际角速度可以使变化的，也可以是定值。这种利用编码器来验证是否完成停车消张补偿的方式有利于有利于保证各炉辊的实际消张量达到钢带冷却后无张力的临近条件，能够进一步更可靠的避免短带事故发生。
在一些实施例中，二次消张补偿方法为：
获取异常炉辊的信息，所述异常炉辊为实际停车消张补偿量小于最小停车消张补偿量的炉辊；
确定最近异常炉辊，所述最近异常炉辊为且距0号炉辊A轨迹距离最近的异常炉辊；
计算所述最近异常炉辊出的最小二次补偿量，所述最小二次补偿量等于最小停车消张补偿量与实际停车消张补偿量的差值；
根据所述最小二次补偿量和预设炉辊速度计算最短二次补偿时间；
再次运转所述最近异常炉辊至尾端炉辊之间的所有炉辊，且各炉辊的再次运转速度为所述预设炉辊速度，各炉辊的再次运转的方向与前一次运转的方向相同，所述的尾端炉辊为距0号炉辊A轨迹距离最远的炉辊，且所述尾端炉辊和所述最近异常炉辊位于0号炉辊A的同侧；
待再此启动时间大于或等于所述最短二次补偿时间，同步停转所有炉辊；
最后，验证是否仍存在异常炉辊，若仍存在异常炉辊，则重复上述二次消张补偿方法，若不存在异常炉辊，则判定完成停车消张补偿。
在利用炉辊进行钢带传送的过程中，若更靠近0号炉辊A的炉辊发生了转动异常的情况，其后方炉辊的实际消张补偿量也可能会受到影响，这种二次消张补偿的方法一方面有利于更精准的实现各炉辊之间钢带的补偿，也有利于发现异常工作的炉辊。
在一些实施例中，若其中一根异常炉辊在进行预设次数的二次消张补偿之后仍未能完成停车消张补偿，则发送警告信息。在实际实施过程中，若收到该警告信息，则可以安排工作人员对该异常炉辊的现场状况进行查看检修等。
任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种大型带钢连续退火炉的停车消张方法，其特征在于：停车过程中，通过控制各炉辊的最终停止转动顺序和方向，使炉内带钢均处于松垂状态；
停车过程包括如下步骤：
各炉辊第一次同步停转；
各炉辊同步反向运转；
各炉辊第二次停转；
其中，各炉辊第二次停转过程中，由炉内入口至炉内出口方向，各炉辊依次逐渐停止反向运转，控制各炉辊的停车消张补偿量；
各炉辊的最小停车消张补偿量计算公式为：
△Ly＝αLy(T1-T2)
其中，以炉内距离炉内入口最近的炉辊作为原点，沿钢带的轨迹方向，y表示炉内入口至炉内出口方向各炉辊的排列序号，距离炉内入口最近的炉辊为排列序号为0的0号炉辊，Ly表示排列序号为y的炉辊与0号炉辊之间的钢带轨迹距离，△Ly表示排列序号为y的炉辊的最小停车消张补偿量，α表示钢带的线性热膨胀系数，T1表示退火炉停车时的温度，T2表示为室温；
各炉辊与0号炉辊的最短停车间隔时间为：
ty＝2△Ly/(W×D)
其中，ty表示排列序号为y的炉辊与0号炉辊之间的最短停车间隔时间，W表示炉辊的角速度，D表示炉辊直径。
2.根据权利要求1所述的大型带钢连续退火炉的停车消张方法，其特征在于，还包括：
在各炉辊上设置编码器，根据编码器数据验证各炉辊的实际消张补偿量；
当各炉辊的实际停车消张补偿量大于或等于相应的最小停车消张补偿量时，则判定完成停车消张补偿；
当任一炉辊的实际停车消张补偿量小于相应的最小停车消张补偿量时，进行二次消张补偿以修正实际消张补偿量。
3.根据权利要求2所述的大型带钢连续退火炉的停车消张方法，其特征在于，二次消张补偿方法为：
获取异常炉辊的信息，所述异常炉辊为实际停车消张补偿量小于最小停车消张补偿量的炉辊；
确定最近异常炉辊，所述最近异常炉辊为且距0号炉辊轨迹距离最近的异常炉辊；
计算所述最近异常炉辊出的最小二次补偿量，所述最小二次补偿量等于最小停车消张补偿量与实际停车消张补偿量的差值；
根据所述最小二次补偿量和预设炉辊速度计算最短二次补偿时间；
再次运转所述最近异常炉辊至尾端炉辊之间的所有炉辊，且各炉辊的再次运转速度为所述预设炉辊速度，各炉辊的再次运转的方向与前一次运转的方向相同，所述的尾端炉辊为距0号炉辊轨迹距离最远的炉辊，且所述尾端炉辊和所述最近异常炉辊位于0号炉辊的同侧；
待再此启动时间大于或等于所述最短二次补偿时间，同步停转所有炉辊；
最后，验证是否仍存在异常炉辊，若仍存在异常炉辊，则重复上述二次消张补偿方法，若不存在异常炉辊，则判定完成停车消张补偿。
4.根据权利要求3所述的大型带钢连续退火炉的停车消张方法，其特征在于：若其中一根异常炉辊在进行预设次数的二次消张补偿之后仍未能完成停车消张补偿，则发送警告信息。
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