一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统及方法，其控制系统包括退火炉和温度检测模块，退火炉包括无氧化加热炉NOF段和辐射管加热炉RTF段，温度检测模块用于分别检测NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和RTF段炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R，还包括温度优化及时间设定模块、温差检测模块、NOF段控制模块和RTF段控制模块。本发明专利技术通过实时调节煤气流量的方法来控制板温达到工艺要求的精度，采用混合智能控制策略来实现冷轧退火炉的高精度温度控制，使得退火炉NOF段和RTF段的板温控制精度满足工艺要求，使得燃料更合理的通入到退火炉的NOF段和RTF段中，这样不仅提高了燃料的利用率，降低燃料成本，而且大大提高了冷轧钢板的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冷轧热镀锌退火炉的工艺
，尤其涉及一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统及方法。
技术介绍
冷轧钢板的优越性能，使得市场对其的需求不断增加，提高生产钢板的合格率能有效的提高企业的市场竞争力。如图1所示，在连续退火生产线中，将冷轧的钢板在焊机上焊接，在清洗区域中将钢板表面轧制油脂脱以后，在退火炉的加热区域-均热区域-冷却区域-过时效区域进行连续加热与冷却的一系列热处理，如图2所示，为连续退火的目标钢板温度变化曲线。经过调质轧制，连续地卷取抗上进行卷取工序。加热区域中上部分与下部分排列着被称为炉滚筒的炉内滚筒，钢板根据这个炉底滚形成的由炉下部分到炉上部分再到炉下部分的导通路径。在路径与路径之间设置了在内部使炼焦炉气体燃烧的辐射管，并且由辐射管对钢板进行间接加热。当批量变化时，钢板的厚度、宽度、退火目标温度也是变化的。对于钢板的温度，将煤气流量与钢板传送速度作为控制量，通过炉温与加热时间进行控制，由于响应较慢，因此对变化时间无法做到完全的跟踪。冷轧热镀锌退火炉的工艺过程复杂，具有非线性以及强耦合等复杂特性，而且生产过程中，由于对不同钢板的要求不同，退火炉的操作过程也不同，需要考虑钢板温度、钢板厚度以及机组的速度等，难以实现其高精度的控制。目前钢铁冷轧热镀锌退火炉采用一级PLC交叉限幅PID控制结合二级模型机控制，但是其效果并不理想，温度控制速度、精度、适应性无法满足实际生产需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统及方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，提供了一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，包括退火炉和温度检测模块，所述退火炉包括无氧化加热炉NOF段和辐射管加热炉RTF段，所述NOF段和RTF段均分为多个区，所述温度检测模块用于分别检测NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和RTF段炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R，还包括温度优化及时间设定模块、温差检测模块、NOF段控制模块和RTF段控制模块。所述温度优化及时间设定模块用于根据钢板的属性参数、板速v和RTF段的炉温TF_R计算NOF段出口板温设定值Tset_N和RTF段出口板温设定值Tset_R；所述温差检测模块用于根据NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和NOF段出口板温设定值Tset_N计算NOF段出口处板温偏差e_N，还用于根据RTF段出口处钢板实际温度Treal_R和RTF段出口板温设定值Tset_R计算RTF段出口处板温偏差e_R；所述NOF段控制模块用于根据钢板的属性参数、板速v、NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和NOF段板温偏差e_N计算NOF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…n)，并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每个区中；所述RTF段控制模块用于根据钢板的属性参数、板速v、RTF端炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R和RTF段温偏差e_R计算RTF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…m)，并控制相应燃料量通入RTF段中对应的每个区中。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法，包括如下步骤：步骤1：初始化钢板属性参数和板速v，并获取RTF段炉温TF_R、NOF段出口钢板实际温度Treal_N和RTF段出口处钢板实际温度Treal_R；步骤2：根据钢板属性参数、板速v和RTF段炉温TF_R计算NOF段出口板温设定值Tset_N和RTF段出口板温设定值Tset_R；步骤3：根据NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和NOF段出口板温设定值Tset_N计算NOF段出口处板温偏差e_N，以及根据RTF段出口处钢板实际温度Treal_R和RTF段出口板温设定值Tset_R计算RTF段出口处板温偏差e_R；步骤4：根据步骤1-3中计算的参数分别计算NOF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…n)和RTF段中每个区的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3,…m)，并分别控制相应燃料量通入NOF段和RTF段内对应的每个区中。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统及方法，通过实时调节煤气流量的方法来控制板温达到工艺要求的精度，采用混合智能控制策略来实现冷轧退火炉的高精度温度控制，使得退火炉NOF段和RTF段的板温控制精度满足工艺要求，使得燃料更合理的通入到退火炉的NOF段和RTF段中，这样不仅提高了燃料的利用率，降低燃料成本，而且大大提高了冷轧钢板的性能。附图说明图1为现有技术中钢板连续退火过程简图；图2为现有技术中钢板连续退火目标钢板温度变化曲线；图3为本专利技术的一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统结构示意图；图4为本专利技术的一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例一、一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统。下面将结合图3对本专利技术的一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统进行详细介绍。如图3所示，一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，包括退火炉和温度检测模块，所述退火炉包括无氧化加热炉NOF段和辐射管加热炉RTF段，所述NOF段和RTF段均分为多个区，所述温度检测模块用于分别检测NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和RTF段炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R，还包括温度优化及时间设定模块、温差检测模块、NOF段控制模块和RTF段控制模块。所述温度优化及时间设定模块用于根据钢板的属性参数、板速v和RTF段的炉温TF_R计算NOF段出口板温设定值Tset_N和RTF段出口板温设定值Tset_R。所述温差检测模块用于根据NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和NOF段出口板温设定值Tset_N计算NOF段出口处板温偏差e_N，还用于根据RTF段出口处钢板实际温度Treal_R和RTF段出口板温设定值Tset_R计算RTF段出口处板温偏差e_R。所述NOF段控制模块用于根据钢板的属性参数、板速v、NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和NOF段板温偏差e_N计算NOF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…n)，并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每
个区中。所述RTF段控制模块用于根据钢板的属性参数、板速v、RTF端炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R和RTF段温偏差e_R计算RTF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…m)，并控制相应燃料量通入RTF段中对应的每个区中。本实施例中，所述温度检测模块采用红外辐射温度计。通过红外辐射温度计，可以采用非接触式测量，受外界干扰较小，检测结果精度较高，检测方便，并且使用寿命较长。本实施例中，所述温度优化及时间设定模块包括RTF段温度预测单元、RTF段板温设定单元、第一温度及时间设定单元和第二温度及时间设定单元。其中，所述RTF段温度预测单元用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，包括退火炉和温度检测模块，所述退火炉包括无氧化加热炉NOF段和辐射管加热炉RTF段，所述NOF段和RTF段均分为多个区，所述温度检测模块用于分别检测NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和RTF段炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R，其特征在于：还包括温度优化及时间设定模块、温差检测模块、NOF段控制模块和RTF段控制模块；所述温度优化及时间设定模块用于计算NOF段出口板温设定值Tset_N和RTF段出口板温设定值Tset_R；所述温差检测模块用于计算NOF段出口处板温偏差e_N和RTF段出口处板温偏差e_R；所述NOF段控制模块用于计算NOF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…n)，并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每个区中；所述RTF段控制模块用于计算RTF段中每个区的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3,…m)，并控制相应燃料量通入RTF段中对应的每个区中。

【技术特征摘要】
1.一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，包括退火炉和温度检测模块，所述退火炉包括无氧化加热炉NOF段和辐射管加热炉RTF段，所述NOF段和RTF段均分为多个区，所述温度检测模块用于分别检测NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和RTF段炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R，其特征在于：还包括温度优化及时间设定模块、温差检测模块、NOF段控制模块和RTF段控制模块；所述温度优化及时间设定模块用于计算NOF段出口板温设定值Tset_N和RTF段出口板温设定值Tset_R；所述温差检测模块用于计算NOF段出口处板温偏差e_N和RTF段出口处板温偏差e_R；所述NOF段控制模块用于计算NOF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…n)，并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每个区中；所述RTF段控制模块用于计算RTF段中每个区的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3,…m)，并控制相应燃料量通入RTF段中对应的每个区中。2.根据权利要求1所述一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，其特征在于：所述温度检测模块采用红外辐射温度计。3.根据权利要求1所述一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，其特征在于：所述温度优化及时间设定模块包括RTF段温度预测单元、RTF段板温设定单元、第一温度及时间设定单元和第二温度及时间设定单元；所述RTF段温度预测单元用于根据钢板属性参数、板速v和RTF段炉温TF_R计算RTF段出口板温变化量预测值ΔpT_R；所述RTF段板温设定单元用于根据钢板属性参数计算钢板的RTF段板温设定值pT_R；所述第一温度及时间设定单元用于根据RTF段出口板温变化量预测值ΔpT_R、钢板的板温设定值pT_R和RTF段出口板温的偏差e_R计算NOF段出口板温的设定值Tset_N及加热触发时间；所述第二温度及时间设定单元用于根据钢板的板温设定值pT_R计算钢板RTF段出口板温的设定值Tset_R以及加热触发时间。4.根据权利要求1所述一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，其特征在于：所述NOF段控制模块包括前馈控制单元、第一智能补偿控制单元、第一智能温度控制单元和第一燃料量分配控制单元；所述前馈控制单元用于计算在钢板规格切换时补偿由于钢板属性参数变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_2；所述第一智能补偿控制单元用于根据NOF段出口钢板实际板温Treal_N、NOF段炉温TF_N和钢板属性参数计算补偿因钢板板速v变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_3；所述第一智能温度控制单元用于根据NOF段出口处板温偏差e_N计算补偿由于NOF段出口处板温偏差e_N所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_1；所述第一燃料量分配控制单元分别根据补偿由于钢板参数属性变化、板速v变化和NOF段出口处板温偏差e_N所需的燃料量的变化量ΔGas_N_T_2、ΔGas_N_T_3和ΔGas_N_T_1计算NOF段各个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3…n)，并并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每个区中。5.根据权利要求1所述一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，其特征在于：所述RTF段控制模块包括第二智能温度控制单元、温度变化检测单元、第二智能补偿控制单元和第二燃料量分配控制单元；所述第二智能温度控制单元用于根据RTF段出口板温偏差e_R计算由其引起的燃料量的变化量ΔGas_R_T_1；所述温度变化检测单元根据RTF段炉温TF_R、板速v和钢板属性参数计
\t算在当前工况下RTF段板温变化量ΔT_R；所述第二智能补偿控制单元用于根据RTF段板温变化量ΔT_R、NOF段出口的实际板温Treal_N和RTF段出口板温设定值Tset_R计算用于补偿RTF段入口板温偏差引起的燃料量变化量ΔGas_R_T_2；所述第二燃料量分配...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹卫华，吴敏，袁艳，谢新鹏，张永月，夏威夷，曹会娟，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42