CN115044917B - 热轧带钢酸洗速度确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了热轧带钢酸洗速度确定方法及装置,涉及热轧带钢酸洗技术领域。本发明在计算得到综合酸洗时间后,根据目标参数修正综合酸洗时间,消除了目标参数对综合酸洗时间的影响,根据修正后的综合酸洗时间确定的带钢酸洗速度为最优酸洗速度,适用于不同钢种,通过本发明确定的最优酸洗速度进行热轧带钢酸洗,可避免欠酸洗和过酸洗,提高产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及热轧带钢酸洗技术领域,尤其涉及热轧带钢酸洗速度确定方法及装置。
背景技术
带钢热轧后需要经过酸洗,酸洗的质量会影响后续的加工或产品的质量,而酸洗速度很大程度上决定了酸洗质量。钢厂大都采用酸洗速度的经验参数进行酸洗,生产中发现,经验参数并非适用于所有钢种,往往会导致带钢出现欠酸洗和过酸洗,降低了产品质量。因此,如何确定热轧带钢酸洗速度以提高产品质量成为了本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明通过提供热轧带钢酸洗速度确定方法及装置,解决了如何确定热轧带钢酸洗速度以提高产品质量的技术问题。
一方面,本发明实施例提供如下技术方案:
一种热轧带钢酸洗速度确定方法,包括:
获取酸洗原料的破鳞延伸率和每个酸槽内的酸液温度,根据所述酸液温度及所述破鳞延伸率确定每个酸槽对应的基准酸洗时间;
将每个所述基准酸洗时间补偿转化为实际酸洗时间;
根据所述实际酸洗时间和酸槽个数计算综合酸洗时间;
根据目标参数修正所述综合酸洗时间;其中,所述目标参数为带钢卷取和/或酸洗过程中的参数;
根据所有酸槽的总长度和修正后的所述综合酸洗时间,确定带钢酸洗速度。
优选的,所述获取酸洗原料的破鳞延伸率,包括:
ε*为所述破鳞延伸率,为表面延伸率,kε1、kε2为补偿系数。
优选的,所述将每个所述基准酸洗时间补偿转化为实际酸洗时间,包括:
ti为第i个酸槽对应的所述实际酸洗时间,为第i个酸槽对应的所述基准酸洗时间,kv1、kv2为补偿系数。
优选的,所述根据所述实际酸洗时间和酸槽个数计算综合酸洗时间,包括:
为修正前的所述综合酸洗时间,ti为第i个酸槽对应的所述实际酸洗时间,np为酸槽个数。
优选的,所述目标参数包括带钢实际卷取温度、带钢实际运行速度、带钢厚度、每个酸槽内的实际酸液浓度中任意一种、两种、三种或全部。
优选的,所述目标参数包括带钢实际卷取温度、带钢实际运行速度、带钢厚度以及每个酸槽内的实际酸液浓度;
所述根据目标参数修正所述综合酸洗时间,包括:
根据所述带钢实际卷取温度计算第一修正系数,根据所述带钢实际运行速度计算第二修正系数,根据所述带钢厚度计算第三修正系数,根据每个酸槽内的所述实际酸液浓度计算第四修正系数;
根据所述第一修正系数、所述第二修正系数、所述第三修正系数、所述第四修正系数修正所述综合酸洗时间。
优选的,所述根据所述第一修正系数、所述第二修正系数、所述第三修正系数、所述第四修正系数修正所述综合酸洗时间,包括:
为修正后的所述综合酸洗时间,kTr为所述第一修正系数,kb为所述第二修正系数,kH为所述第三修正系数,kc为所述第四修正系数,/>为修正前的所述综合酸洗时间。
优选的,所述根据所有酸槽的总长度和修正后的所述综合酸洗时间,确定带钢酸洗速度,包括:
v0为所述带钢酸洗速度,Lp为所有酸槽的总长度,为修正后的所述综合酸洗时间。
另一方面,本发明实施例还提供如下技术方案:
一种热轧带钢酸洗速度确定装置,包括:
基准酸洗时间确定模块,用于获取酸洗原料的破鳞延伸率和每个酸槽内的酸液温度,根据所述酸液温度及所述破鳞延伸率确定每个酸槽对应的基准酸洗时间;
实际酸洗时间计算模块,用于将每个所述基准酸洗时间补偿转化为实际酸洗时间;
综合酸洗时间计算模块,用于根据所述实际酸洗时间和酸槽个数计算综合酸洗时间;
综合酸洗时间修正模块,用于根据目标参数修正所述综合酸洗时间;其中,所述目标参数为带钢卷取和/或酸洗过程中的参数;
带钢酸洗速度确定模块,用于根据所有酸槽的总长度和修正后的所述综合酸洗时间,确定带钢酸洗速度。
另一方面,本发明实施例还提供如下技术方案:
一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一热轧带钢酸洗速度确定方法。
本发明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:
本发明在计算得到综合酸洗时间后,根据目标参数修正综合酸洗时间,消除了目标参数对综合酸洗时间的影响,根据修正后的综合酸洗时间确定的带钢酸洗速度为最优酸洗速度,适用于不同钢种,通过本发明确定的最优酸洗速度进行热轧带钢酸洗,可避免欠酸洗和过酸洗,提高产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中热轧带钢酸洗速度确定方法的流程图;
图2为本发明实施例中热轧带钢酸洗速度确定装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例通过提供热轧带钢酸洗速度确定方法及装置,解决了如何确定热轧带钢酸洗速度以提高产品质量的技术问题。
为了更好的理解本发明的技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。
首先说明,本文中出现的术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
如图1所示,本实施例的热轧带钢酸洗速度确定方法,包括:
步骤S1,获取酸洗原料的破鳞延伸率和每个酸槽内的酸液温度,根据酸液温度及破鳞延伸率确定每个酸槽对应的基准酸洗时间;
步骤S2,将每个基准酸洗时间补偿转化为实际酸洗时间;
步骤S3,根据实际酸洗时间和酸槽个数计算综合酸洗时间;
步骤S4,根据目标参数修正综合酸洗时间;其中,目标参数为带钢卷取和/或酸洗过程中的参数;
步骤S5,根据所有酸槽的总长度和修正后的综合酸洗时间确定带钢酸洗速度。
本实施例以三段式的酸槽进行说明,即三个酸槽,包括1#酸槽、2#酸槽、3#酸槽,1#、2#、3#酸槽的基准酸液浓度分别为HCl40g/L+FeCl2280g/L,HCl90g/L+FeCl2180g/L,HCl135g/L+FeCl2100g/L。
步骤S1中,会预先通过带钢拉伸实验获得带钢的表面延伸率,但拉矫实际上可以看成是由圆辊在一个方向挤压两端固定的带钢,因此带钢上下表面的延伸率是不同的,而拉伸实验中的延伸率是均匀的,需要将拉伸实验中计算得出的表面延伸率转化为酸洗带钢时酸洗原料的破鳞延伸率。本实施例通过以下公式将表面延伸率转化为酸洗原料的破鳞延伸率:
其中,ε*为破鳞延伸率,单位为%;为表面延伸率,单位为%;kε1、kε2为补偿系数。
酸液温度和破鳞延伸率在酸洗过程中可能会发生变化,具有一定的变化范围,如酸液温度范围可以为50-90℃、破鳞延伸率范围可以为0%-20%。通常将酸液温度和破鳞延伸率均划分为多个等级,不同等级的酸液温度和破鳞延伸率对应不同的基准酸洗时间,这样在获取实时的酸液温度和破鳞延伸率后便可找到对应的基准酸洗时间。
酸液温度的等级划分可以表示为:
T*为所有等级的酸液温度的集合;为酸液温度,单位为℃;nT为酸液温度的等级总数。如酸液温度范围为50-90℃时,nT可以为5,/>依次为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃。
破鳞延伸率的等级划分可以表示为:
ε*为所有等级的破鳞延伸率的集合,为破鳞延伸率,nε为破鳞延伸率的等级总数。如破鳞延伸率范围为0%-20%时,nε可以为20,/>依次为0/1/2/3/4/5/6/7/8/9/10/11/13/14/15/16/17/18/19/20。
本实施例将所有等级的酸液温度和破鳞延伸率对应的基准酸洗时间整合为基准酸洗时间表,可得到三个酸槽对应的基准酸洗时间表,分别如表1、表2和表3所示。
表1-1#酸槽的基准酸洗时间表(s)
表2-2#酸槽的基准酸洗时间表(s)
表3-3#酸槽的基准酸洗时间表(s)
这样在获取每个酸槽中酸液温度和破鳞延伸率后,便可从对应的表中找到对应的基准酸洗时间。
步骤S2包括:
ti为第i个酸槽对应的实际酸洗时间,单位为s;为第i个酸槽对应的基准酸洗时间,单位为s;kv1、kv2为补偿系数。kv1、kv2通过在相同的条件下、实际生产过程中获取的实际酸洗时间与实验所得到的基准酸洗时间通过回归计算得出,kv1可以为3、kv2可以为1.3。
需要说明的是,当某酸槽中酸液温度及破鳞延伸率未包含在上述集合中时,可以通过各个酸槽的实际酸洗时间表插值计算得出该酸槽对应的实际酸洗时间。
步骤S3包括:
为修正前的综合酸洗时间,单位为s;ti为第i个酸槽对应的实际酸洗时间,单位为s;np为酸槽个数,本实施例中np为3。
步骤S4中,目标参数可以包括带钢实际卷取温度、带钢实际运行速度、带钢厚度、每个酸槽内的实际酸液浓度中任意一种、两种、三种或全部。本实施例以目标参数包括带钢实际卷取温度、带钢实际运行速度、带钢厚度、每个酸槽内的实际酸液浓度为例进行说明,这样步骤S4中,根据目标参数修正综合酸洗时间,包括:
根据带钢实际卷取温度计算第一修正系数,根据带钢实际运行速度计算第二修正系数,根据带钢厚度计算第三修正系数,根据每个酸槽内的实际酸液浓度计算第四修正系数;
根据第一修正系数、第二修正系数、第三修正系数、第四修正系数修正综合酸洗时间。
其中,热轧带钢实际卷取温度的改变会对带钢表面氧化铁皮层的成分和厚度产生影响,从而影响带钢酸洗时间,因此需要从带钢实际卷取温度方面对综合酸洗时间进行修正。第一修正系数的计算公式为:
kTr为第一修正系数;kr1~kr5为第一修正系数的系数,kr1取值可以为-18.148,kr2取值可以为49.79,kr3取值可以为0.002758,kr4取值可以为-0.01907,kr5取值可以为-0.0001612;Tr为带钢实际卷取温度,单位为℃;为所有酸槽的平均酸液温度,单位为℃;为带钢基准卷取温度,单位为℃,可以为630℃。
其中,带钢实际运行速度与酸槽内紊流强度之间存在一定的相互关系,当带钢实际运行速度增加时,紊流强度相应增加;带钢实际运行速度降低时,紊流强度相应减小,从而对带钢酸洗效果产生附加影响。因此需要从紊流强度方面对综合酸洗时间进行修正。第二修正系数的计算过程为:
根据实验数据,机械搅拌器转速与带钢酸洗时间可以建立以下关系式:
tb为带钢在某个运行速度b下的酸洗时间,单位为s;N为机械搅拌器转速,单位为转/min;kb1~kb3为紊流强度对酸洗时间的影响系数,kb1的取值可以为13.723,kb2的取值可以为27.277,kb3的取值可以为-0.003;
通过流体仿真分析建立机械搅拌转速与带钢运行速度的关系式如下:
为带钢运行速度,单位为m/min;kb4~kb5为机械搅拌转速与带钢运行速度转换的补偿系数,kb4的取值可以为30,kb5的取值可以为3.85;
当带钢紊流强度发生变化时,由于紊流强度与带钢实际运行速度的相关性,带钢实际运行速度的变化将导致紊流强度改变,因此分析中紊流强度的变化采用带钢实际运行速度的变化来体现。
由上面两个公式可得出带钢在某个运行速度v下的酸洗时间tv:
记带钢基准运行速度为v*,单位为m/min,v*可以为200m/min;变化后的带钢实际运行速度为v1,单位为m/min;带钢在v*下的酸洗时间在v1下的酸洗时间/>分别为:
的单位均为s;
第二修正系数的计算公式为:
kb为第二修正系数,kb0为第二修正系数的系数,kb0的取值可以为1。
其中,随着带钢厚度变厚,带钢表面氧化铁皮的厚度也随之增加,带钢的酸洗时间也由此增加,因此需要从带钢厚度与氧化铁皮关系方面对综合酸洗时间进行修正。第三修正系数的计算公式为:
kH=kH1+kH2H;
kH为第三修正系数;H为带钢厚度,单位为mm;kH1~kH2为第三修正系数的系数,kH1的取值可以为0.9655,kH2的取值可以为0.0115。
其中,当酸槽内实际酸液浓度变化时,将对带钢酸洗时间产生影响,因此需要从实际酸液浓度方面对综合酸洗时间进行修正。第四修正系数的计算过程为:
根据酸洗实验获得的酸液浓度与酸洗时间数据,可得出酸液浓度与酸洗时间的关系式:
tc为某酸液浓度条件下计算得到的酸洗时间,单位为s;cH为酸液中的HCl浓度,单位为g/L;cF为酸液中的FeCl2浓度,单位为g/L;kc1~kc6为酸液浓度对酸洗时间的影响系数,kc1的取值可以为-10.388,kc2的取值可以为72.850,kc3的取值可以为-0.020,kc4的取值可以为33.498,kc5的取值可以为-0.0021,kc6的取值可以为0.00017;
记i号酸槽内基准HCl浓度为基准FeCl2浓度为/>1#、2#、3#酸槽的基准酸液浓度分别为HCl40g/L+FeCl2280g/L、HCl90g/L+FeCl2180g/L、HCl135g/L+FeCl2100g/L。当某一酸槽内酸液浓度变化时,实际HCl浓度为cH1、实际FeCl2浓度为cF1。于是i号酸槽对应的基准浓度酸洗时间/>和实际浓度酸洗时间/>分别为:
由此可得出基准浓度综合酸洗时间和实际浓度综合酸洗时间/>
的单位为s;np为酸槽个数,本实施例中np为3;
第四修正系数的计算公式为:
kc为第四修正系数。
步骤S4中,根据第一修正系数、第二修正系数、第三修正系数、第四修正系数修正综合酸洗时间,包括:
为修正后的综合酸洗时间,单位为s。
步骤S5包括:
v0为带钢酸洗速度,单位为m/min;Lp为所有酸槽的总长度,单位为m。这样可得到最优带钢酸洗速度。
当目标参数中不包含带钢实际卷取温度、带钢实际运行速度、带钢厚度、每个酸槽内的实际酸液浓度中某个参数时,可将公式中该参数对应的修正系数去掉。
经实际验证,本实施例确定的带钢酸洗速度适用于不同钢种,通过本实施例确定的带钢酸洗速度进行热轧带钢酸洗,可避免欠酸洗和过酸洗,提高产品质量。
如图2所示,本实施例还提供一种热轧带钢酸洗速度确定装置,包括:
基准酸洗时间确定模块,用于获取酸洗原料的破鳞延伸率和每个酸槽内的酸液温度,根据酸液温度及破鳞延伸率确定每个酸槽对应的基准酸洗时间;
实际酸洗时间计算模块,用于将每个基准酸洗时间补偿转化为实际酸洗时间;
综合酸洗时间计算模块,用于根据实际酸洗时间和酸槽个数计算综合酸洗时间;
综合酸洗时间修正模块,用于根据目标参数修正综合酸洗时间;其中,目标参数为带钢卷取和/或酸洗过程中的参数;
带钢酸洗速度确定模块,用于根据所有酸槽的总长度和修正后的综合酸洗时间确定带钢酸洗速度。
本实施例确定的带钢酸洗速度适用于不同钢种,通过本实施例确定的带钢酸洗速度进行热轧带钢酸洗,可避免欠酸洗和过酸洗,提高产品质量。
基于与上述热轧带钢酸洗速度确定方法同样的发明构思,本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一热轧带钢酸洗速度确定方法。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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 (8)
1.一种热轧带钢酸洗速度确定方法,其特征在于,包括:
获取酸洗原料的破鳞延伸率和每个酸槽内的酸液温度,根据所述酸液温度及所述破鳞延伸率确定每个酸槽对应的基准酸洗时间;
将每个所述基准酸洗时间补偿转化为实际酸洗时间;
根据所述实际酸洗时间和酸槽个数计算综合酸洗时间;
根据目标参数修正所述综合酸洗时间;其中,所述目标参数为带钢卷取和酸洗过程中的参数;
所述目标参数包括带钢实际卷取温度、带钢实际运行速度、带钢厚度以及每个酸槽内的实际酸液浓度;
所述根据目标参数修正所述综合酸洗时间,包括:根据所述带钢实际卷取温度计算第一修正系数,根据所述带钢实际运行速度计算第二修正系数,根据所述带钢厚度计算第三修正系数,根据每个酸槽内的所述实际酸液浓度计算第四修正系数;根据所述第一修正系数、所述第二修正系数、所述第三修正系数、所述第四修正系数修正所述综合酸洗时间;
根据所述带钢实际运行速度计算第二修正系数,包括:
;/>为第二修正系数,/>为第二修正系数的系数;
;/>;/>为紊流强度对酸洗时间的影响系数;/>为机械搅拌转速与带钢运行速度转换的补偿系数;/>为带钢基准运行速度;/>为带钢实际运行速度;
根据所有酸槽的总长度和修正后的所述综合酸洗时间,确定带钢酸洗速度。
2.如权利要求1所述的热轧带钢酸洗速度确定方法,其特征在于,所述获取酸洗原料的破鳞延伸率,包括:
;
为所述破鳞延伸率,/>为表面延伸率,/>、/>为补偿系数。
3.如权利要求1所述的热轧带钢酸洗速度确定方法,其特征在于,所述将每个所述基准酸洗时间补偿转化为实际酸洗时间,包括:
;
为第i个酸槽对应的所述实际酸洗时间,/>为第i个酸槽对应的所述基准酸洗时间,/>、/>为补偿系数。
4.如权利要求1所述的热轧带钢酸洗速度确定方法,其特征在于,所述根据所述实际酸洗时间和酸槽个数计算综合酸洗时间,包括:
;
为修正前的所述综合酸洗时间,/>为第i个酸槽对应的所述实际酸洗时间,/>为酸槽个数。
5.如权利要求1所述的热轧带钢酸洗速度确定方法,其特征在于,所述根据所述第一修正系数、所述第二修正系数、所述第三修正系数、所述第四修正系数修正所述综合酸洗时间,包括:
;
为修正后的所述综合酸洗时间,/>为所述第一修正系数,/>为所述第二修正系数,/>为所述第三修正系数,/>为所述第四修正系数,/>为修正前的所述综合酸洗时间。
6.如权利要求1所述的热轧带钢酸洗速度确定方法,其特征在于,所述根据所有酸槽的总长度和修正后的所述综合酸洗时间,确定带钢酸洗速度,包括:
;
为所述带钢酸洗速度,/>为所有酸槽的总长度,/>为修正后的所述综合酸洗时间。
7.一种热轧带钢酸洗速度确定装置,其特征在于,包括:
基准酸洗时间确定模块,用于获取酸洗原料的破鳞延伸率和每个酸槽内的酸液温度,根据所述酸液温度及所述破鳞延伸率确定每个酸槽对应的基准酸洗时间;
实际酸洗时间计算模块,用于将每个所述基准酸洗时间补偿转化为实际酸洗时间;
综合酸洗时间计算模块,用于根据所述实际酸洗时间和酸槽个数计算综合酸洗时间;
综合酸洗时间修正模块,用于根据目标参数修正所述综合酸洗时间;其中,所述目标参数为带钢卷取和酸洗过程中的参数;
所述目标参数包括带钢实际卷取温度、带钢实际运行速度、带钢厚度以及每个酸槽内的实际酸液浓度;
所述根据目标参数修正所述综合酸洗时间,包括:根据所述带钢实际卷取温度计算第一修正系数,根据所述带钢实际运行速度计算第二修正系数,根据所述带钢厚度计算第三修正系数,根据每个酸槽内的所述实际酸液浓度计算第四修正系数;根据所述第一修正系数、所述第二修正系数、所述第三修正系数、所述第四修正系数修正所述综合酸洗时间;
根据所述带钢实际运行速度计算第二修正系数,包括:
;/>为第二修正系数,/>为第二修正系数的系数;
;/>;/>为紊流强度对酸洗时间的影响系数;/>为机械搅拌转速与带钢运行速度转换的补偿系数;/>为带钢基准运行速度;/>为带钢实际运行速度;
带钢酸洗速度确定模块,用于根据所有酸槽的总长度和修正后的所述综合酸洗时间,确定带钢酸洗速度。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项权利要求所述的热轧带钢酸洗速度确定方法。
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