【技术实现步骤摘要】
一种间歇式铝卷退火炉在线控制系统和方法
[0001]本专利技术涉及但不限于金属热处理
，尤指一种间歇式铝卷退火炉在线控制系统和方法。
技术介绍
[0002]铝卷退火工艺的选择和温度的精准控制是制约铝卷退火质量和退火炉生产效率的主要因素；该铝卷退火工艺过程主要包括三个阶段：加热阶段、均热阶段和冷却阶段。
[0003]企业为缩短生产周期，降低能耗，提高生产效率，在加热阶段和均热阶段常采用“差温加热”的方式进行铝卷升温处理。“差温加热”即：先设定炉气温度大于铝卷目标温度，当检测铝卷温度达到某一温度时，设定炉气温度降至铝卷目标温度，当铝卷温度达到目标温度要求后，差温加热过程结束。上述“差温加热”的铝卷控温方法存在以下问题：
[0004]第一、降温点和降温速率基本通过经验进行选择，不科学、不严谨，当材料型号或生产工艺变化时，存在较高的铝卷超温的风险，难以保证铝卷退火质量；
[0005]第二、缺乏相应的数学模型和理论基础作为指导，主要凭借生产经验制定标准工艺曲线进行炉温设定，无法发挥退火炉最大生产效率。
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种间歇式铝卷退火炉在线控制系统，其特征在于，包括：数学模型计算模块、在线监测模块、铝卷温度实时修正模块和铝卷退火炉；其中，所述数学模型计算模块和铝卷温度实时修正模块通过上位机连接到在线监测模块，线监测模块通过各测量电偶连接到铝卷退火炉；所述在线控制系统通过对铝卷退火炉在线控制逻辑对热处理过程进行控制，在线控制系统的控制方式包括：所述数学模型计算模块为基于热传导理论所建立的数学模型，用于实时计算铝卷温度场，所述铝卷温度场包括铝卷中各点位置的温度值；所述在线监测模块，用于通过布设在铝卷高温点位置上的铝卷测温热电偶获取铝卷高温点位置的实测铝卷温度值(T1)，还用于获取炉温、风机频率；其中，所述炉温和风机频率用于数学模型计算模块计算铝卷温度场；所述铝卷温度实时修正模块，用于通过判断数学模型计算误差(ΔT)对数学模型计算模块通过计算得到的铝卷温度场进行实时修正；其中，所述数学模型计算误差(ΔT)为在线监测点的实测铝卷温度值(T1)与采用数学模型计算模块计算得到的计算铝卷温度值(T2)的差值；其中，计算铝卷温度值(T2)与所述实测铝卷温度值(T1)为铝卷上同一点位置的温度值。2.根据权利要求1所述的间歇式铝卷退火炉在线控制系统，其特征在于，所述数学模型计算模块的建立方式为：根据已知工件表面传热系数及内部导热系数，通过离散化处理，建立导热微分方程的离散化求解公式，得到以铝卷温度场为因变量，以炉温和风机频率为自变量的数学模型。3.根据权利要求2所述的间歇式铝卷退火炉在线控制系统，其特征在于，所述在线监测模块包括：布设在铝卷高温点位置的铝卷测温热电偶、布设在炉膛内部的炉气测温热电偶、布设在风机上的风机频率监测器以及上位机和可编程控制器，所述各电偶和风机频率监测器分别与可编程控制器相连接；所述在线监测模块，具体用于通过铝卷测温热电偶获取铝卷高温点位置的实测铝卷温度值(T1)，通过炉气测温热电偶获取炉气温度，通过风机频率监测装置获取风机频率，并且通过铝卷测温热电偶、炉气测温热电偶和风机频率监测器通过可编程控制器将测量数据传输给上位机进行处理。4.根据权利要求3所述的间歇式铝卷退火炉在线控制系统，其特征在于，所述铝卷温度实时修正模块修正计算铝卷温度场的方式为：在数学模型计算误差(ΔT)大于误差阈值ε时，修正后的铝卷温度场＝修正系数k
×
修正前的铝卷温度场；其中，所述修正系数k＝实测铝卷温度值(T1)
÷
数学模型计算模块计算得到的铝卷温度值(T2)。5.根据权利要求4所述的间歇式铝卷退火炉在线控制系统，其特征在于，误差阈值ε的取值范围在0.1℃
‑
5℃。6.根据权利要求1～5中任一项所述的间歇式铝卷退火炉在线控制系统，其特征在于，所述线控制系统所控制的热处理过程包括：加热阶段、均热阶段和冷却阶段；所述在线控制系统对热处理过程进行控制的方式为：在加热阶段和冷却阶段，数学...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦明臣，高玉峰，高如超，李国华，李勇，
申请(专利权)人：中航工程集成设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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