一种连续退火炉密封辊控制方法和装置

文档序号:1842008 发布日期:2021-11-16 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种连续退火炉密封辊控制方法和装置 (Method and device for controlling sealing roller of continuous annealing furnace ) 是由 赵千 侯大伟 张旭亮 李想 王慧宇 丛绍华 刘醒 孙抗 李文波 于 2021-07-27 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种连续退火炉密封辊控制方法和装置,属于退火炉控制技术领域,该方法包括,获取当前带钢运行速率以及炉膛的气氛;所述炉膛的入口以及出口各具有至少两对密封辊;根据所述带钢运行速率和所述气氛,确定所述入口以及出口的所述密封辊的控制策略,通过该控制策略避免了连续退火炉密封辊划伤带钢甚至带钢断带的问题,还在避免了密封辊翘曲的同时实现了密封。(The invention discloses a method and a device for controlling a sealing roller of a continuous annealing furnace, belonging to the technical field of annealing furnace control, wherein the method comprises the steps of obtaining the current running speed of strip steel and the atmosphere of a hearth; the inlet and the outlet of the hearth are respectively provided with at least two pairs of sealing rollers; and determining control strategies of the sealing rollers at the inlet and the outlet according to the running speed of the strip steel and the atmosphere, avoiding the problem that the sealing rollers of the continuous annealing furnace scratch the strip steel and even the strip steel is broken through the control strategies, and realizing sealing while avoiding the warping of the sealing rollers.)

一种连续退火炉密封辊控制方法和装置

技术领域

本发明属于退火炉控制技术领域,具体涉及一种连续退火炉密封辊控制方法和装置。

背景技术

连续退火炉是相对罩式退火炉而言的,连续退火炉为带钢连续通过的退火炉,带钢在退火炉中不经过停留而直接进行卷取。在实际生产中,有些钢种在连续退火过程中需要特殊的气氛,则需要在连续退火炉的预热段、加热段以及闪冷段均设置密封辊,例如,宽幅的汽车板在连续退火炉中的闪冷段需要高体积分数的氢气气氛,而连续退火炉是没有封口的,这时候就需要在闪冷段的出口和入口分别设置密封辊,来实现闪冷段的高体积分数的氢气气氛要求,使闪冷段的气氛与连续退火炉中的其它段隔绝。

密封辊一般在每一段的入口和出口分别设置两对,当生产某一段需要特殊气氛的钢种时,该段入口和出口的密封辊均处于工作工位,即入口的两对密封辊和出口的两对密封辊均夹紧带钢,入口和出口的密封辊均以带钢的生产运行速度约300m/min运行;当不需要特殊气氛时,入口和出口的密封辊均处于等待工位,即入口的两对密封辊和出口的两对密封辊均处于缩回状态,远离带钢,同时还以80m/min的速率运行。

目前,在某一段(例如闪冷段)需要特殊气氛时,入口的两对密封辊和出口的两对密封辊均处于工作工位,均与带钢接触,当出现异常停车时,所有的密封辊均在工作工位并按照80m/min的速率运动,而带钢处于静止状态,这样就会造成密封辊划伤带钢,甚至出现断带的风险。

发明内容

为解决上述技术问题,本发明提供一种连续退火炉密封辊控制方法和装置,以解决带钢划伤甚至断带的技术问题,并且实现了密封避免了密封辊翘曲问题。

本发明的技术方案为:

一方面,本发明提供了一种连续退火炉密封辊控制方法,所述连续退火炉包括多个加工段,多个加工段依次为预热段、加热段以及闪冷段,所述预热段、加热段以及闪冷段的炉膛入口以及出口均分别设置有至少两对密封辊;

所述方法包括:

获取当前带钢运行速率以及各段的炉膛气氛;

根据所述带钢运行速率和各段的炉膛气氛,确定所述炉膛气氛对应的所述炉膛入口以及出口各自的所述密封辊的控制策略,所述控制策略包括:

当所述带钢运行速率为0,且所述炉膛气氛为保护气氛时,控制炉膛气氛为保护气氛的加工段的入口以及出口各自的所述至少两对密封辊中的任意一对所述密封辊处于工作工位,其余每对所述密封辊处于等待工位;且

每对所述密封辊在所述工作工位和所述等待工位上交替变化,处于所述工作工位的所述密封辊静止,处于所述等待工位的所述密封辊转动。

进一步地,所述保护气氛为如下任意一种:氢气气氛、氮气气氛。

进一步地,每对所述密封辊在所述工作工位和所述等待工位上交替变化的周期为5-10min。

进一步地,处于所述等待工位的所述密封辊的转动速率>0且≤80m/min。

进一步地,所述控制策略还包括,

当所述带钢运行速率>0,且所述炉膛气氛为保护气氛时,控制炉膛气氛为保护气氛的加工段的入口以及出口的所有密封辊均处于工作工位,且每对所述密封辊与所述带钢运行速率相同;

当所述炉膛气氛为空气时,控制炉膛气氛为空气的加工段的入口以及出口的所有密封辊均处于等待工位,且每对所述密封辊在转动和静止中交替转换。

进一步地,每对所述密封辊在转动和静止中交替转换的周期为5-10min。

第二方面,本发明还提供了一种连续退火炉密封辊控制装置,所述装置包括,

获取模块,用于获取当前带钢运行速率以及各段的炉膛气氛;

控制策略确定模块,用于根据所述带钢运行速率和各段的炉膛气氛,确定所述炉膛气氛对应的所述炉膛入口以及出口各自的所述密封辊的控制策略,所述控制策略包括:

当所述带钢运行速率为0,且所述炉膛气氛为保护气氛时,控制炉膛气氛为保护气氛的加工段的入口以及出口各自的所述至少两对密封辊中的任意一对所述密封辊处于工作工位,其余每对所述密封辊处于等待工位;且

每对所述密封辊在所述工作工位和所述等待工位上交替变化,处于所述工作工位的所述密封辊静止,处于所述等待工位的所述密封辊转动。

进一步地,所述控制策略确定模块,还具体用于,

当所述带钢运行速率>0,且所述炉膛气氛为保护气氛时,控制炉膛气氛为保护气氛的加工段的入口以及出口的所有密封辊均处于工作工位,且每对所述密封辊与所述带钢运行速率相同;

当所述炉膛气氛为空气时,控制炉膛气氛为空气的加工段的入口以及出口的所有密封辊均处于等待工位,且每对所述密封辊在转动和静止中交替转换。

第三方面,本发明实施例提供了一种连续退火炉密封辊控制设备,包括:

存储器,用于存储计算机程序;

处理器,用于执行所述计算机程序以实现第一方面中任一所述的方法步骤。

第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时以实现第一方面中任一所述的方法步骤。

本发明的有益效果至少包括:

本发明所提供的一种连续退火炉密封辊控制方法和装置,通过获取当前带钢的运行速率以及炉膛的气氛,然后基于带钢运行速率和炉膛气氛,来控制入口以及出口各自的至少两对密封辊的控制策略,具体的:当带钢运行速率为0且气氛为保护气氛时,则表示产线处于异常停机,而且退火炉内需要密封辊进行工作以实现密封,此时,控制上述的至少两对密封辊中的任意一对密封辊处于工作工位,这样工作工位的密封辊可以夹紧速度为零的带钢,实现该位置的密封,并且处于工作工位的密封辊静止,这样就可以使工作工位的密封辊与带钢之间无相对运动,避免带钢划伤问题;而另一对密封辊处于等待工位,与带钢不接触,且处于该等待工位的密封辊转动,这样就可以使得处于等待工位的密封辊避免由于连续退火炉内200-900℃的高温和重力所造成的瓢曲问题;进一步地,每对密封辊在上述的工作工位和等待工位上交替变化,这样就同时使得两对密封辊交替转动,都不会出现瓢曲问题,并且总有一对密封辊处于工作工位,实现了密封。

附图说明

图1为本实施例的一种连续退火炉密封辊控制方法的流程图;

图2为本实施例的一种连续退火炉密封辊控制装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种连续退火炉密封辊的控制方法,解决了相关技术中带钢被密封辊划伤甚至导致断带的技术问题。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:

通过获取当前带钢的运行速率以及炉膛的气氛,然后基于带钢运行速率和炉膛气氛,来控制入口以及出口各自的至少两对密封辊的控制策略,具体的:当带钢运行速率为0且气氛为保护气氛时,则表示产线处于异常停机,而且退火炉内需要密封辊进行工作以实现密封,此时,控制上述的至少两对密封辊中的任意一对密封辊处于工作工位,这样工作工位的密封辊可以夹紧速度为零的带钢,实现该位置的密封,并且处于工作工位的密封辊静止,这样就可以使工作工位的密封辊与带钢之间无相对运动,避免带钢划伤问题;而另一对密封辊处于等待工位,与带钢不接触,且处于该等待工位的密封辊转动,这样就可以使得处于等待工位的密封辊避免由于连续退火炉内200-900℃的高温和重力所造成的瓢曲问题;进一步地,每对密封辊在上述的工作工位和等待工位上交替变化,这样就同时使得两对密封辊交替转动,都不会出现瓢曲问题,并且总有一对密封辊处于工作工位,实现了密封。

为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

第一方面,本发明实施例提供了一种连续退火炉密封辊控制方法,适用于对连续退火炉中的密封辊控制,所述连续退火炉包括多个加工段,多个加工段依次为预热段、加热段以及闪冷段,所述预热段、加热段以及闪冷段的炉膛入口以及出口均分别设置有至少两对密封辊。当然,在实际应用时,也可以用于其他有类似问题的退火炉密封辊进行调整。

如上所述,密封辊是成对出现的,并且在每一处至少设置两对,如果其中一对损坏了,另一对还可以起到密封作用。连续退火炉中的带钢一般从位于上部的入口进入,在连退退火炉内呈现蛇形分布,最后从另一端上部的出口出来,带钢夹在成对的两个密封辊之间,

在生产需要保护性气氛的钢种时,需要特殊气氛的部位,比如连续退火炉的闪冷段入口和出口的密封辊均处于工作工位,即应用状态,跟随带钢即产线的速度运行,当连续退火炉异常停车后,带钢速度变为零,闪冷段的密封辊先停下来,并自动启动小辊运行程序,即以80m/min的速度在工作工位运行,此时密封辊与带钢接触,增加了炉内带钢划伤甚至断带的风险;同时当连续退火炉异常状态下触发急停后,闪冷段的密封辊均停止转动,这样增加了密封辊在高温和重力下的瓢曲风险。

下面请参考图1所示,本发明实施例提供的连续退火炉密封辊控制方法包括如下步骤:

S1,获取当前带钢运行速率以及各段的炉膛气氛;

在具体的实施过程中,可以设置一个或多个与连续退火炉控制系统通信连接的监测单元,比如设置在连续退火炉入口外的速度检测仪,来检测带钢的运行速率,并将检测结果发送至控制系统;还可以在密封辊密封的炉膛内设置气体检测仪器,来监测炉膛内的气氛。当然还可以根据实际情况,灵活选择在此不作具体限定。

S2,根据带钢运行速率和各段的炉膛气氛,确定所述炉膛气氛对应的所述炉膛入口以及出口各自的密封辊的控制策略;

具体的,控制策略具体包括:

S201,当带钢运行速率为0,且炉膛气氛为保护气氛时,控制炉膛气氛为保护气氛的加工段的入口以及出口各自的至少两对密封辊中的任意一对密封辊处于工作工位,其余每对密封辊处于等待工位;且每对密封辊在工作工位和等待工位上交替变化,处于工作工位的密封辊静止,处于等待工位的所述密封辊转动。

带钢运行速率为0时,认为连续退火炉处于异常停车状态,如果炉膛内的气氛为保护气氛,则表示入口与出口处的每对密封辊都是处于工作工位即密封辊夹紧带钢的状态,并且密封辊还以一定的线速度转动,这时候转动的密封辊就会划伤带钢,甚至造成断带。控制至少两对密封辊中的任意一对密封辊处于工作工位,且处于工作工位的密封辊静止,这样就可以避免划伤问题;处于等待工位上的密封辊转动,这样既不会划伤带钢还可以避免高温和重力造成的翘曲问题;密封辊在工作工位和等待工位上交替变化,就可以保证所有的密封辊都可以避免翘曲问题,同时还实现了该段炉膛保护气氛的密封。

需要说明的是,这里所说的保护气氛包括但不限于如下任意一种:氢气气氛、氮气气氛;一般在带钢的连续退火过程中,可能需要保护气氛下进行退火,这种保护气氛使用较多的就是上述的氢气气氛和氮气气氛,这里所述的氢气气氛实际上是氢气体积分数为5-50%比空气高的混合气体,氮气气氛实际上是氮气体积分数比空气高的混合气体,这种混合气体的具体的组成还要根据钢种的退火气氛要求来进行调整。

上述的控制策略的实现可以采用PLC系统,当然也可以采用其他系统来进行,在此不作具体限定,可以给连续退火炉内每段炉膛入口和出口的密封辊均设置这样的系统,也可以设置一套可以同时控制每个入口和每个出口的密封辊的系统。

具体的,为了避免密封辊因为高温和重力作用下的瓢曲问题,上述的每对密封辊在工作工位和等待工位上交替变化的周期可以设置为5-10min,如果交替变化周期太长,那么可能会使密封辊产生轻微的瓢曲问题,交替变化的周期太长,会增加设备的磨损,降低使用寿命。

更进一步地,在实际操作中,处于等待工位的密封辊的转动速率>0且≤80m/min,这样等待工位的转速低于带钢正常运行时的转动速率300m/min,这样可以节省电能,还可以避免翘曲问题。

S202,当所述带钢运行速率>0,且所述炉膛气氛为保护气氛时,控制炉膛气氛为保护气氛的加工段的入口以及出口的所有密封辊均处于工作工位,且每对所述密封辊与所述带钢运行速率相同;

带钢运行速率超过零,系统认为连续退火炉处于正常生产状态,此时控制每个入口和每个出口的密封辊都处于工作工位并以与带钢相同的运行速率转动,这样可以实现保护气氛的密封。

S203,当所述炉膛气氛为空气时,控制炉膛气氛为空气的加工段的入口以及出口的所有密封辊均处于等待工位,且每对所述密封辊在转动和静止中交替转换。

当气氛为空气时,表示该钢种不需要特殊保护气氛退火,那么此时每个入口和每个出口的密封辊均可以处于等待工位,在改进以前,该情况下,为处于等待工位的密封辊均处于连续不断的转动状态,这样会造成电能的浪费。本发明实施例中使密封辊在转动和静止中交替转换,既可以节省电能,还可以避免密封辊翘曲问题。

在上述的情况下,每对密封辊在转动和静止中交替转化的周期可以设置为5-10min,最大限度的节省能源,同时避免密封辊翘曲,此时,密封辊转动的线速率可以设置为50-80m/min。

本发明实施例可以通过PLC的控制实现不同的情况下灵活切换,具体的操作中,还可以在PLC中增加急停复位功能,即当连续退火炉停车后,经过人工检查没有异常,此时可以人工复位,使连续退火炉继续工作。

上述的方案已经获得了应用验证,以某连续退火炉为例,连续退火炉生产中,闪冷段的入口和出口分别设置有两对密封辊,连退产线闪冷段的密封辊投用率按照目前的产品计算,每个月处于工作工位40个小时,每年处于等待工位的时间为12个月×(30天×24小时-40小时)=8160小时,等待工位运行速度为80m/min计算,所需单位电量为0.5KWh,共8根密封辊,等待工位的电量消耗为8160h×0.5KWh×8根=32640KWh;采用该控制方案后(交替运行)一年至少节省电量32640÷2=16320KWh。

因连退产线炉区投高氢时异常停车,闪冷密封辊未及时运行,处于长时间的停止,造成的炉辊异常瓢曲事件,该组闪冷段密封辊上线投用未到2年,未达到辊子的更换周期(5年左右),一根辊子价值13000元,8个辊子共计1.3万元×8=10.4万元;因此每两年可以减少8根密封辊的消耗。

基于与方法同样的发明构思,本发明实施例还提供了一种连续退火炉密封辊控制装置,如图2所示,图2为本发明实施例提供的一种连续退火炉密封辊控制装置结构示意图,结合图2,该装置包括,

获取模块301,用于获取当前带钢运行速率以及各段的炉膛气氛;

控制策略确定模块302,用于根据带钢运行速率和各段的炉膛气氛,确定所述炉膛气氛对应的所述炉膛入口以及出口的所述密封辊的控制策略,控制策略包括,

当所述带钢运行速率为0,且所述炉膛气氛为保护气氛时,控制炉膛气氛为保护气氛的加工段的入口以及出口各自的所述至少两对密封辊中的任意一对所述密封辊处于工作工位,其余每对所述密封辊处于等待工位;且

每对所述密封辊在所述工作工位和所述等待工位上交替变化,处于所述工作工位的所述密封辊静止,处于所述等待工位的所述密封辊转动。

在一种可能的实施例中,所述控制策略确定模块302还具体用于,

当所述带钢运行速率>0,且所述炉膛气氛为保护气氛时,控制炉膛气氛为保护气氛的加工段的入口以及出口的所有密封辊均处于工作工位,且每对所述密封辊与所述带钢运行速率相同;

当所述炉膛气氛为空气时,控制炉膛气氛为空气的加工段的入口以及出口的所有密封辊均处于等待工位,且每对所述密封辊在转动和静止中交替转换。

基于与前述实施例同样的发明构思,本发明实施例还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行所述程序时实现前文任一所述的方法步骤。

基于与前述实施例中同样的发明构思,本发明实施例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,该程序被处理器执行时实现前文任一所述的方法步骤。

本发明实施例中提供的技术方案,至少具有如下技术效果或优点:

通过获取当前带钢的运行速率以及各段的炉膛的气氛,然后基于带钢运行速率和每段的炉膛气氛,来控制该段的入口以及出口各自的至少两对密封辊的控制策略,具体的:当带钢运行速率为0且炉膛气氛为保护气氛时,则表示产线处于异常停机,而且退火炉内需要密封辊进行工作以实现密封,此时,控制上述的至少两对密封辊中的任意一对密封辊处于工作工位,这样工作工位的密封辊可以夹紧速度为零的带钢,实现该位置的密封,并且处于工作工位的密封辊静止,这样就可以使工作工位的密封辊与带钢之间无相对运动,避免带钢划伤问题;而另一对密封辊处于等待工位,与带钢不接触,且处于该等待工位的密封辊转动,这样就可以使得处于等待工位的密封辊避免由于连续退火炉内200-900℃的高温和重力所造成的瓢曲问题;进一步地,每对密封辊在上述的工作工位和等待工位上交替变化,这样就同时使得两对密封辊交替转动,都不会出现瓢曲问题,并且总有一对密封辊处于工作工位,实现了密封。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(模块、系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。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、嵌入式计算机或者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。

尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的普通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申请范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

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