一种热镀锌连退过程的C翘预报方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种热镀锌连退过程的C翘预报方法和系统。该热镀锌连退过程的C翘预报方法，综合考虑镀锌连退机组的设备与工艺特点，考虑其带钢在连退炉内纵向张应力以及热应力共同作用，造成带钢在厚度方向上横向延伸量各不相同从而产生C翘本质。从影响C翘机理及其相关影响因素出发，通过连退炉内各工艺段工艺参数预报炉内各工艺段板形，基于出口板形及各炉段工艺参数，采用优化递推法实现对炉内某工艺段板形的预报，为实现炉内板形翘曲分布实时预报，并为后续炉内板形翘曲控制提供理论基础与技术支持，为提升现场设备技术提升有巨大作用，进而解决了炉内板形无法预知的难题，为实现各工艺段的工艺参数优化提供理论基础和技术途径。径。径。

【技术实现步骤摘要】
一种热镀锌连退过程的C翘预报方法和系统


[0001]本专利技术涉及镀锌连退过程板形检测领域，特别是涉及一种热镀锌连退过程的C翘预报方法和系统。

技术介绍

[0002]镀锌是板带生产中最后一道工序，其目的是提高产品的美观性、耐腐蚀性等，带钢镀锌过程主要包括两大部分构成：连续退火工艺过程、热镀锌工艺过程。未成品的带钢首先经过清洗后，进入连退炉内进行退火工艺，需要经过预热、加热、均热、冷却等四道子工序。
[0003]当带钢在连退炉内需加热至退火状态，使得带材组织由破碎细小晶粒转变为粗大完整晶粒，提高其塑性。为使其能够满足热镀锌的温度条件，需要在连退炉内完成快速加热、均热、快速冷却等，使其从退火温度降至镀锌温度。当在实际镀锌机组生产过程中，机组出口往往出现板形翘曲缺陷，如C翘，沿带钢宽度方向的横向翘曲缺陷，热处理过程中由于带钢表面温度分布而引起带钢横向不均匀延伸(塑性应变)的几何变形。此缺陷会导致板带镀锌过程表面分布不均匀，造成产品不合格，出现大量带材浪费。为此需要调整设备及工艺参数，但不能盲目调节，因而需由给定工艺参数及已知出口板形对机组炉内板形的预报，从而为优化工艺参数降低C缺陷发生率提供保障。
[0004]相关文献有过一些研究：专利《带钢C翘控制方法》通过一种带钢C翘控制方法，在机组入口处设置带钢C翘检测装置，进行实时检测并获得带钢的翘曲量，随后利用翘曲测量值进行拟合处理从而获得翘曲高度值，同时利用位寄存器对翘曲高度值延迟输出提供给前馈控制器，最后通过C翘前馈控制器调整出口防皱辊高度，进而改变轧制包角及带钢上下表面的延伸差，以实现控制带钢C翘。专利《C翘矫直机》提出的一种C翘矫直机，用于对被输送的带钢所产生的板宽方向的翘曲进行矫直，利用在带钢各表面配置的矫直辊组，实现各种配合动作，实现对C翘方向延伸或补偿。专利《一种测量冷轧薄钢板C翘值的测量装置》设计一款带钢C翘的测量装置实现了C翘值的定量化测量和判定，测量精确有效，为质量控制提供了准确的数据。专利《一种防止冷轧连退路径高强钢C翘上翘的方法》提出上C翘的控制方法有利于提高下游用户加工效率及保证最终成型产品质量，降低由于C翘上翘引起的不合格率，满足客户使用要求。文献《冷轧带钢板形翘曲变形过程及规律的解析》对冷轧过程板形常见缺陷，如C翘、L翘进行变形机理分析，并建立相应力学模型，并研究各影响因素对变形程度的影响。文献《镀铝锌机组C翘影响因素研究》对镀铝锌机组实际生产中带钢出现C翘曲缺陷，从工艺角度详细分析引起翘曲的因素，并给出治理措施。基于上述文献，现有在控制C翘的发生式，更多从现有设备的角度进行控制，但没有从机理方面提供控制控制技术和方法，而有些学者单纯从影响C翘机理的相关影响因素研究，而没有结合现有设备提供相关控制策略。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种热镀锌连退过程的C翘预
报方法和系统。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种热镀锌连退过程的C翘预报方法，包括：
[0008]以带钢的横向中点为原点，以带钢纵向为x轴，以带钢横向为y轴，以带钢厚向为z轴建立直接坐标系；
[0009]基于所述直角坐标系，将带钢沿纵向分成多个横向条元；
[0010]获取数据参数；所述数据参数包括：带钢规格参数、炉段工艺参数、机组出口板形参数、优化过程参数、带材力学性能参数、优化递推过程调节因子最大值和优化递推量最大值；所述带钢规格参数包括：带钢的宽度和带钢的厚度；所述炉段工艺参数包括：设定目标温度、实际测量温度和炉内总张力；所述机组出口板形参数包括：翘曲分布实测值和翘曲允许偏差值；所述优化过程参数包括：带钢表面横向温差设定系数、带钢表面厚向温差设定系数；所述带材力学性能参数包括：带材弹性模量、带材屈服强度和材料平均线膨胀系数；
[0011]获取进入炉段工艺时带钢表面的初始温度；
[0012]根据所述初始温度和所述实际测量温度确定所述炉段工艺中带钢的平均温度；
[0013]根据所述平均温度确定带钢的带材弹性模量折减系数和带材屈服强度折减系数；
[0014]设定所述炉段工艺中带钢的表面厚向温差和表面横向温差；
[0015]根据所述表面厚向温差、所述表面横向温差、所述实际测量温度、所述带钢的宽度和带钢横向坐标值确定所述炉段工艺结束时带钢上下表面的温度分布；
[0016]根据所述带钢上下表面的温度分布、所述初始温度、所述带材弹性模量折减系数、所述带材屈服强度折减系数、所述带材弹性模量、所述带材屈服强度、所述炉内总张力、所述材料平均线膨胀系数、所述带钢的宽度和所述带钢的厚度确定带钢上下表面的塑性应变量；
[0017]根据所述带钢上下表面的塑性应变量确定所述横向条元的最大塑性应变差；
[0018]根据所述最大塑性应变差、所述带钢横向坐标值和所述带钢的宽度构建所述炉段工艺结束时的带钢翘曲分布；
[0019]设定优化递推量；
[0020]判断所述优化递推量是否小于等于所述翘曲分布实测值，得到第一判断结果；
[0021]当所述第一判断结果为所述优化递推量小于等于所述翘曲分布实测值时，则设定优化递推过程调节因子初值；
[0022]根据所述优化递推过程调节因子初值、所述优化递推量和所述带钢翘曲分布确定带钢翘曲分布理论值；
[0023]根据所述带钢翘曲分布理论值和所述翘曲分布实测值确定目标函数，并确定所述目标函数的最小值；
[0024]判断所述目标函数的最小值是否小于等于所述翘曲允许偏差值，得到第二判断结果；
[0025]当所述第二判断结果为所述目标函数的最小值小于等于所述翘曲允许偏差值时，输出带钢翘曲分布结果；
[0026]当所述第二判断结果为所述目标函数的最小值大于所述翘曲允许偏差值时，判断所述优化递推过程调节因子初值是否小于优化递推过程调节因子最大值，得到第三判断结
果；
[0027]当所述第三判断结果为所述优化递推过程调节因子初值小于优化递推过程调节因子最大值时，则重新设定优化递推过程调节因子初值后，返回步骤“根据所述优化递推过程调节因子初值、所述优化递推量和所述带钢翘曲分布确定带钢翘曲分布理论值”；
[0028]当所述第三判断结果为所述优化递推过程调节因子初值大于等于优化递推过程调节因子最大值时，则重新设定优化递推量后，返回步骤“判断所述优化递推量是否小于等于所述翘曲分布实测值，得到第一判断结果”；
[0029]当所述第一判断结果为所述优化递推量大于所述翘曲分布实测值时，则重新设定所述炉段工艺中带钢的表面厚向温差和表面横向温差后，返回步骤“根据所述表面厚向温差、所述表面横向温差、所述实际测量温度、所述带钢的宽度和所述带钢横向坐标值确定所述炉段工艺结束时带钢上下表面的温度分布”。
[0030]优选地，所述根据所述平均温度确定带钢的带材弹性模量折减系数和带材屈服强度折减系数，具体包括：
[0031]根据所述平均温度，采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热镀锌连退过程的C翘预报方法，其特征在于，包括：以带钢的横向中点为原点，以带钢纵向为x轴，以带钢横向为y轴，以带钢厚向为z轴建立直接坐标系；基于所述直角坐标系，将带钢沿纵向分成多个横向条元；获取数据参数；所述数据参数包括：带钢规格参数、炉段工艺参数、机组出口板形参数、优化过程参数、带材力学性能参数、优化递推过程调节因子最大值和优化递推量最大值；所述带钢规格参数包括：带钢的宽度和带钢的厚度；所述炉段工艺参数包括：设定目标温度、实际测量温度和炉内总张力；所述机组出口板形参数包括：翘曲分布实测值和翘曲允许偏差值；所述优化过程参数包括：带钢表面横向温差设定系数、带钢表面厚向温差设定系数；所述带材力学性能参数包括：带材弹性模量、带材屈服强度和材料平均线膨胀系数；获取进入炉段工艺时带钢表面的初始温度；根据所述初始温度和所述实际测量温度确定所述炉段工艺中带钢的平均温度；根据所述平均温度确定带钢的带材弹性模量折减系数和带材屈服强度折减系数；设定所述炉段工艺中带钢的表面厚向温差和表面横向温差；根据所述表面厚向温差、所述表面横向温差、所述实际测量温度、所述带钢的宽度和带钢横向坐标值确定所述炉段工艺结束时带钢上下表面的温度分布；根据所述带钢上下表面的温度分布、所述初始温度、所述带材弹性模量折减系数、所述带材屈服强度折减系数、所述带材弹性模量、所述带材屈服强度、所述炉内总张力、所述材料平均线膨胀系数、所述带钢的宽度和所述带钢的厚度确定带钢上下表面的塑性应变量；根据所述带钢上下表面的塑性应变量确定所述横向条元的最大塑性应变差；根据所述最大塑性应变差、所述带钢横向坐标值和所述带钢的宽度构建所述炉段工艺结束时的带钢翘曲分布；设定优化递推量；判断所述优化递推量是否小于等于所述翘曲分布实测值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果为所述优化递推量小于等于所述翘曲分布实测值时，则设定优化递推过程调节因子初值；根据所述优化递推过程调节因子初值、所述优化递推量和所述带钢翘曲分布确定带钢翘曲分布理论值；根据所述带钢翘曲分布理论值和所述翘曲分布实测值确定目标函数，并确定所述目标函数的最小值；判断所述目标函数的最小值是否小于等于所述翘曲允许偏差值，得到第二判断结果；当所述第二判断结果为所述目标函数的最小值小于等于所述翘曲允许偏差值时，输出带钢翘曲分布结果；当所述第二判断结果为所述目标函数的最小值大于所述翘曲允许偏差值时，判断所述优化递推过程调节因子初值是否小于优化递推过程调节因子最大值，得到第三判断结果；当所述第三判断结果为所述优化递推过程调节因子初值小于优化递推过程调节因子最大值时，则重新设定优化递推过程调节因子初值后，返回步骤“根据所述优化递推过程调节因子初值、所述优化递推量和所述带钢翘曲分布确定带钢翘曲分布理论值”；当所述第三判断结果为所述优化递推过程调节因子初值大于等于优化递推过程调节
因子最大值时，则重新设定优化递推量后，返回步骤“判断所述优化递推量是否小于等于所述翘曲分布实测值，得到第一判断结果”；当所述第一判断结果为所述优化递推量大于所述翘曲分布实测值时，则重新设定所述炉段工艺中带钢的表面厚向温差和表面横向温差后，返回步骤“根据所述表面厚向温差、所述表面横向温差、所述实际测量温度、所述带钢的宽度和所述带钢横向坐标值确定所述炉段工艺结束时带钢上下表面的温度分布”。2.根据权利要求1所述的热镀锌连退过程的C翘预报方法，其特征在于，所述根据所述平均温度确定带钢的带材弹性模量折减系数和带材屈服强度折减系数，具体包括：根据所述平均温度，采用公式确定所述带材弹性模量折减系数；根据所述平均温度，采用公式确定所述带材屈服强度折减系数；式中，χ
T
为带材弹性模量折减系数，η
T
为带材屈服强度折减系数，为平均温度。3.根据权利要求1所述的热镀锌连退过程的C翘预报方法，其特征在于，所述设定所述炉段工艺中带钢的表面厚向温差和表面横向温差，具体包括：根据所述带钢表面厚向温差设定系数、所述实测温度和所述设定目标温度确定所述表面厚向温差；带钢表面横向温差设定系数、所述实测温度和所述设定目标温度确定所述表面横向温差。4.根据权利要求3所述的热镀锌连退过程的C翘预报方法，其特征在于，所述表面厚向温差为ΔT
z
：ΔT
z
≤θ
z
|T
k
‑
T
m
|；所述表面横向温差为ΔT
y
：ΔT
y
≤θ
y
|T
k
‑
T
m
|；式中，θ
z
为带钢表面厚向温差设定系数，θ
y
为表面横向温差设定系数，T
k
为设定目标温度，T
m
为实测温度。5.根据权利要求1所述的热镀锌连退过程的C翘预报方法，其特征在于，所述根据所述表面厚向温差、所述表面横向温差、所述实际测量温度、所述带钢的宽度和带钢横向坐标值确定所述炉段工艺结束时带钢上下表面的温度分布，具体包括：根据所述表面厚向温差、所述表面横向温差、所述实际测量温度、所述带钢的宽度和带
钢横向坐标值，采用公式确定所述炉段工艺结束时带钢上下表面的温度分布；式中，T
s
为带钢上表面温度分布，T
x
为带钢下表面温度分布，ΔT
z
为表面厚向温差，ΔT
y
为表面横向温差，B为...

【专利技术属性】
技术研发人员：白振华，王孝建，钱胜，顾清，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：