一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法技术

一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，所述控制与调整方法具体按照如下步骤进行：S1：对渗氮结束的每个钢卷建立含氮量的实时检测，S2：根据设立的含氮监控模块建立对检测结果的实时监控，当监控结果触发含氮监控模块的预警发生时，进入步骤S3，否则按照生产带钢结束的时间序列推移，对下一渗氮结束钢卷的含氮量的实时检测结果进行监控；S3：按照设立的预测模型建立对下一待生产钢卷的含氮量预测。本发明专利技术的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，根据上述建立了实时含氮监控检测与失常时的调整。实时含氮监控检测与失常时的调整。实时含氮监控检测与失常时的调整。

【技术实现步骤摘要】
一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法


[0001]本专利技术属于板材的连续退火时的气体渗氮
，具体涉及一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法。

技术介绍

[0002]部分特殊钢种出于对板材表面性能，物理性能等的要求，需要对板材表面进行渗氮处理。例如部分小家电，厨具等对表面低碳钢材料的耐腐蚀性和耐磨性有要求，需要在生产过程中进行表面渗氮处理。在板材的连续退火生产线上，渗氮处理主要是采用气体渗氮的方式，通过在连续退火炉内通入一定量的NH3+N2+H2的干混合气，高温环境下，NH3在钢带表面分解出活性氮原子[N]，之后进一步通过基板细孔渗入钢材中。渗氮量和氮层厚度在钢带的分布将直接影响板材的表面性能和最终产品质量。
[0003]对于气体渗氮过程和机理的研究，相关科研机构已经可以给出一些经验公式，但这些纯数学模型都只能在预设的一些理想化的渗氮环境状态下使用，且具有较复杂的边界条件，在工业化大生产过程中，板材的合金成分，退火炉况条件，设备精度，操作人员的技能经验等均对最终的渗氮结果产生影响。因此，为提高带钢的产品质量，必须充分结合生产现场的实际生产情况，在充分运用现场实际生产数据的前提下，摸索出一套可以充分运用的基于大数据理论的渗氮过程控制模型。
[0004]当前，很多板材生产厂已经部署应用了一些检测监测设备和系统软件，对提高渗氮过程稳定性起到了重要作用，但仍不能满足发展的需要，各个数据系统，各道工序间数据资源不能相互对接，无法互联共享；日常管理不能闭环；现有的人工分析预警工作效率低、精度低；渗氮过程决策缺乏有效指导。
[0005]申请号为：CN201610262343.4的专利技术申请，公开了“一种适用于薄板或块状固体的宏观气固反应动力学模型”，，动力学模型包含以表面渗透、内扩散以及两者混合作为控速环节的一系列显函数表达式；通过将一组以上实际反应体系的动力学数据及反应热力学参数代入到模型公式中，可利用非线性拟合方法求得气固反应或其逆反应的特征时间、表观活化能、最佳反应温度及对应的最短反应时间，同时可分析反应动力学机理。
[0006]申请号为：CN201710763687.8的专利技术申请，公开了“一种渗氮控制系统”，包括单片机、渗氮炉、氮原料供应系统和气体分析系统；所述氮原料供应系统经电动阀与所述渗氮炉的进气口连通，所述单片机经电动阀调节器调节电动阀的开度；所述气体分析系统采集渗氮炉内的气体，对渗氮炉中的气体进行分析，输出单片机能够识别的测算信号；单片机将所述测算信号与预设的理想值相比较，得出偏差及与偏差相对应的电动阀控制量，调节氮原料供应量。
[0007]申请号为：CN202010742193.3的专利技术申请，公开了“一种可控表面渗氮装置及其使用方法”，装置结构上由真空装置、表面渗氮控制机构和氮气供给结构组成，装置结构新颖，通过该方法可将氮化铁按旋转方向循环逐渐被吸附在图中多个圆环形金属零件表面上而产生氮化作用，使过去认为难处理的不锈钢、钛、钴等材料也能简单的施以优秀的表面硬化
处理，可将氮化铁按旋转方向循环逐渐被吸附在多个圆环形金属零件表面上而产生氮化作用，解决了过去在氮化过程中，氮化铁吸附量无法控制和分布不均的问题，可进一步提高工件表面的力学性能。

技术实现思路

[0008]为解决以上问题，本专利技术提供了一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其技术方案具体如下：
[0009]一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：所述控制与调整方法具体按照如下步骤进行：
[0010]S1：对渗氮结束的每个钢卷建立含氮量的实时检测，
[0011]S2：根据设立的含氮监控模块建立对检测结果的实时监控，当监控结果触发含氮监控模块的预警发生时，进入步骤S3，否则按照生产带钢结束的时间序列推移，对下一渗氮结束钢卷的含氮量的实时检测结果进行监控；
[0012]S3：按照设立的预测模型建立对下一待生产钢卷的含氮量预测。
[0013]根据本专利技术的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：
[0014]在步骤S3之后，还通过设置的纠偏控制模型、完成对下一待生产钢卷的含氮量设定。
[0015]根据本专利技术的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：
[0016]将完成的对下一待生产钢卷的含氮量设定的设定值作为其实际值进行记录。
[0017]根据本专利技术的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：
[0018]步骤S3所述的对下一待生产钢卷的含氮量预测，通过预测模型建立的对下一待生产钢卷的氨气流量的预测表征。
[0019]根据本专利技术的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：
[0020]在步骤S3之后，还通过设置的纠偏控制模型、完成对下一待生产钢卷的氨气流量设定。
[0021]根据本专利技术的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：
[0022]将完成的对下一待生产钢卷的含氮量设定的设定值作为其实际值进行记录。
[0023]根据本专利技术的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：
[0024]步骤S1具体为：
[0025]以钢卷的宽度为长度、沿钢卷长度方向截取一段作为宽度、形成长方形样板，
[0026]通过基于惰性气体熔融原理的测量仪、建立对该样板的总含氮量检测，形成对该钢卷总含氮量的表征。
[0027]根据本专利技术的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在
于：
[0028]步骤S2中所述的预警通过设置的预警规则映射，当监控结果符合预警规则中的任一规则时，则触发预警；
[0029]所述的预警规则，按照如下步骤确定：
[0030]SS1：根据总含氮量的目标要求及允许公差，形成同钢种的含氮监控闭区间；
[0031]SS2：根据产品工艺对含氮量的控制目标及范围要求，对含氮监控闭区间进行区间划分，形成预警区间；
[0032]SS3：根据总含氮量的目标值、含氮监控闭区间的上限、含氮监控闭区间的下限的响应灵敏度要求，对各自所在的预警区间进行相应响应灵敏度的匹配设置。
[0033]根据本专利技术的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：
[0034]步骤S3中所述的生产钢卷结束的时间序列推移，按照如下步骤确定：
[0035]SF1：过程计算机实时接收基础自动化控制机发来的钢卷的机组入口宽度、厚度、氨气流量；并实时记录基于步骤S1完成的各个钢卷的含氮量实时检测值；
[0036]SF2：过程计算机按照钢卷生产结束时间序列，建立渗氮工序钢卷号；
[0037]SF3：过程计算机将渗氮工序钢卷号，各个钢卷的机组入口宽度、厚度、氨气流量，各个钢卷的含氮量检测值建立一一对应关系，形成含有上述信息的时间序列推移。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：所述控制与调整方法具体按照如下步骤进行：S1：对渗氮结束的每个钢卷建立含氮量的实时检测，S2：根据设立的含氮监控模块建立对检测结果的实时监控，当监控结果触发含氮监控模块的预警发生时，进入步骤S3，否则按照生产带钢结束的时间序列推移，对下一渗氮结束钢卷的含氮量的实时检测结果进行监控；S3：按照设立的预测模型建立对下一待生产钢卷的含氮量预测。2.根据权利要求1所述的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：在步骤S3之后，还通过设置的纠偏控制模型、完成对下一待生产钢卷的含氮量设定。3.根据权利要求2所述的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：将完成的对下一待生产钢卷的含氮量设定的设定值作为其实际值进行记录。4.根据权利要求1所述的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：步骤S3所述的对下一待生产钢卷的含氮量预测，通过预测模型建立的对下一待生产钢卷的氨气流量的预测表征。5.根据权利要求4所述的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：在步骤S3之后，还通过设置的纠偏控制模型、完成对下一待生产钢卷的氨气流量设定。6.根据权利要求5所述的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：将完成的对下一待生产钢卷的含氮量设定的设定值作为其实际值进行记录。7.根据权利要求1所述的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：步骤S1具体为：以钢卷的宽度为长度、沿钢卷长度方向截取一段作为宽度、形成长方形样板，通过基于惰性气体熔融原理的测量仪、建立对该样板的总含氮量检测，形成对该钢卷总含氮量的表征。8.根据权利要求1所述的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：步骤S2中所述的预警通过设置的预警规则映射，当监控结果符合预警规则中的任一规则时，则触发预警；所述的预警规则，按照如下步骤确定：SS1：根据总含氮量的目标要求及允许公差，形成同钢种的含氮监控闭区间；SS2：根据产品工艺对含氮量的控制目标及范围要求，对含氮监控闭区间进行区间划分，形成预警区间；SS3：根据总含氮量的目标值、含氮监控闭区间的上限、含氮监控闭区间的下限的响应灵敏度要求，对各自所在的预警区间进行相应响应灵敏度的匹配设置。
9.根据权利要求1所述的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：步骤S3中所述的生产钢卷结束的时间序列推移，按照如下步骤确定：SF1：过程计算机实时接收基础自动化控制机发来的钢卷的机组入口宽度、厚度、氨气流量；并实时记录基于步骤S1完成的各个钢卷的含氮量实时检测值；SF2：过程计算机按照钢卷生产结束时间序列，建立渗氮工序钢卷号；SF3：过程计算机将渗氮工序钢卷号，各个钢卷的机组入口宽度、厚度、氨气流量，各个钢卷的含氮量检测值建立一一对应关系，形成含有上述信息的时间序列推移。10.根据权利要求1所述的一种对连续退火钢卷的气体渗氮过程的控制与调整方法，其特征在于：步骤S2中所述的预警通过设置的预警规则映射，当监控结果符合预警规则中的任一规则时，则触发预警；所述的预警规则，按照如下步骤确定：SS1：根据总含氮量的目标要求及允许公差，形成同钢种的含氮监控闭区间；SS2：...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔光华，李国保，章华兵，王海英，沈侃毅，刘宝军，肖稳，刘德胜，黄望芽，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：