一种热镀铝锌机组基于带钢c翘治理的张力优化设定方法
阅读说明：本技术 一种热镀铝锌机组基于带钢c翘治理的张力优化设定方法 (Tension optimal setting method of hot-dip aluminum-zinc plating unit based on strip steel C warping treatment ) 是由 孙永旭 何锐 于 2020-03-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种热镀铝锌机组基于带钢C翘治理的张力优化设定方法,所述方法包括以下步骤：A)收集带钢相关参数；B)收集冷却段相关工艺参数；C)定义优化过程参数；D)计算带钢在退火炉内带钢张力；E)计算退火过程带钢折减系数；F)计算各工艺段下带钢宽度值；G)计算优化目标函数；H)判断W(F-i)≤W-y是否成立？若成立,则令F-i＝F-y,W(F-i)＝W-y转入步骤I)；否则直接转入步骤I)；I)判断F-y＜F-(max)是否成立？若成立,则令k＝k+1,并转入D)；若不成立,则转入K)；J)输出退火过程最优总张力F-y,完成镀铝锌机组连退炉内张力制度的优化设定。本发明通过对连退炉内张力制度优化设定,实现最佳的张力控制。(The invention relates to a tension optimal setting method of a hot-dip aluminum-zinc plating unit based on strip steel C warping treatment, which comprises the following steps: A) collecting relevant parameters of the strip steel; B) collecting relevant process parameters of a cooling section; C) defining optimization process parameters; D) calculating the strip steel tension of the strip steel in the annealing furnace; E) calculating the reduction coefficient of the strip steel in the annealing process; F) calculating the width value of the strip steel under each process section; G) calculating an optimization objective function; H) judgment of W (F) i )≤W y Whether or not to becomeImmediately If true, let F i ＝F y ,W(F i )＝W y Turning to step I); otherwise, directly turning to the step I); I) judgment of F y ＜F max Is there any If yes, let k be k +1, and go to D); if not, switching to K); J) output annealing process optimal total tension F y And finishing the optimized setting of the tension system in the continuous annealing furnace of the aluminum-zinc plating unit. The invention realizes the optimal tension control by optimally setting the tension system in the continuous annealing furnace.)
技术领域
本发明涉及一种优化方法，具体涉及一种热镀铝锌机组基于带钢C翘治理的张力优化设定方法，属于轧钢过程中连续退火炉内温度控制
技术领域
。背景技术
冷轧带钢连续退火工艺是为了消除带钢冷加工硬化和内应力，降低钢的硬度，使带钢具有良好的机械性能。在连续退火生产过程中，张应力作为主要生产工艺参数不但直接影响带材的通板稳定性，而且与带材的拉窄量以及炉内外板形密切相关。与此同时，张应力对带材通板稳定性、拉窄量以及炉内外板形的影响不仅仅与带材的规格、材质等特性工艺参数。
带钢在炉内稳定运行主要是有两个部件起作用，一是连退炉两端的张紧辊；二是在炉内各工艺段对带钢其支撑作用的炉底辊或传动辊。连退炉两端的张紧辊为带钢提供恒定的张力，使得带钢一直保持绷紧、平直状态，这样有利于保持板形。带钢在炉内运行时，由于各工艺段温度、升温幅度等因素的影响差异性，使得各处变形量不同，塑性变形量有差异，导致横向存在拉窄现象。若这种拉窄现象在厚度方向不均匀分布，就容易发生C翘，
因此，为提高冷轧产品的板形质量，必须充分结合冷轧现场的实际生产情况，在充分了解连续退火机组设备条件的前提下，结合卧式连续退火炉各工艺段张力制度的特点，摸索出一套可以充分运用的镀铝锌机组退火炉内张力制度控制方法。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种热镀铝锌机组基于带钢C翘治理的张力优化设定方法，该方案通过对连退炉内张力制度优化设定，实现最佳的张力控制。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种热镀铝锌机组基于带钢C翘治理的张力优化设定方法，所述方法包括以下步骤：
A)收集带钢规格参数、力学性能参数等，包括常温下带钢宽度B0，带钢厚度H，带钢材料在常温下弹性模量E，屈服强度σs；
B)收集镀铝锌机组相关工艺参数，包括退火炉预热段出口带钢上、下表面温度TD1、TD2，镀铝锌机组退火炉加热段出口带钢上、下表面温度TR1、TR2，镀铝锌机组退火炉冷却段出口带钢上、下表面温度TC1、TC2，带钢在退火炉内所允许设定的最大总张力Fmax，最小总张力Fmin；
C)定义优化过程参数k，并取初值k＝1，设定目标函数初值Wy＝10000，设置优化步长ΔF。
D)计算带钢在退火炉内带钢张力：
Fi＝Fmin+(k+1)ΔF
E)计算退火过程带钢折减系数，包括带钢上下表面弹性模量平均折减系数，带钢上下表面屈服强度平均折减系数：
——预热段带钢上表面弹性模量折减系数；
——预热段带钢下表面弹性模量折减系数；
——加热段带钢上表面弹性模量平均折减系数、；
——加热段带钢下表面弹性模量平均折减系数；
——冷却段带钢上表面弹性模量折减系数；
——冷却段带钢下表面弹性模量折减系数；
——预热段带钢上表面屈服强度折减系数；
——预热段带钢下表面屈服强度折减系数；
——加热段带钢上表面屈服强度折减系数；
——加热段带钢下表面屈服强度折减系数；
——冷却段带钢上表面屈服强度折减系数；
——冷却段带钢下表面屈服强度折减系数；
F)计算各工艺段下带钢宽度值：
BD——预热段宽度值；
αtD——预热段带钢材料线膨胀系数，αtD＝11.8×10-6/℃；
BR——加热段带钢宽度值；
αtR——加热段带钢材料线膨胀系数，αtR＝9.83×10-6/℃；
BC——冷却段带钢宽度值；
αtC——冷却段带钢材料线膨胀系数，αtC＝11.8×10-6/℃；
G)计算优化目标函数W(y)：
ΔbD1——预热段带钢在发生C翘时上表面不均匀横向拉窄量；
ΔbD2——预热段带钢在发生C翘时下表面不均匀横向拉窄量；
sΔb1——预热段带钢在发生C翘时表面拉窄量分布不均度；
ΔbR1——加热段带钢在发生C翘时上表面不均匀横向拉窄量；
ΔbR2——加热段带钢在发生C翘时下表面不均匀横向拉窄量；
sΔb2——加热段带钢在发生C翘时表面拉窄量分布不均度；
ΔbC1——冷却段带钢在发生C翘时上表面不均匀横向拉窄量；
ΔbC2——冷却段带钢在发生C翘时下表面不均匀横向拉窄量；
sΔb3——冷却段带钢在发生C翘时表面拉窄量分布不均度；
α——工艺系数
β——修正系数
H)判断W(Fi)≤Wy是否成立？若成立，则令Fi＝Fy,W(Fi)＝Wy转入步骤I)；否则直接转入步骤I)；
I)判断Fy＜Fmax是否成立？若成立，则令k＝k+1，并转入D)；若不成立，则转入K)；
J)输出退火过程最优总张力Fy，完成镀铝锌机组连退炉内张力制度的优化设定。
相对于现有技术，本发明的优点如下：
1)本发明能够根据冷轧带钢的现场生产情况，充分结合镀铝锌组的连续退火炉设备特点，通过对连续退火炉内张力制度的优化设定，有效解决了机组带钢翘曲缺陷的控制问题，为现场冷轧机组板形缺陷控制提供了一套新方法；
2)经过该方法进行退火总张力优化设定，镀铝锌机组C翘缺陷得到有效改善，厚度1.5～2.5mm带钢退火后带钢上C翘曲量控制在在18mm以内，带钢上表面镀层偏差量下降到3.5克/平方米以内，镀铝锌带钢边部连续沉没辊辊印缺陷得到有效改善，缺陷发生量下降77％以上。
附图说明
图1热镀铝锌机组基于带钢C翘防治的温度优化设定方法流程图。
具体实施方式
：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种热镀铝锌机组基于带钢C翘治理的张力优化设定方法，所述方法包括以下步骤：
A)收集带钢规格参数、力学性能参数等，包括常温下带钢宽度B0，带钢厚度H，带钢材料在常温下弹性模量E，屈服强度σs；
B)收集镀铝锌机组相关工艺参数，包括退火炉预热段出口带钢上、下表面温度TD1、TD2，镀铝锌机组退火炉加热段出口带钢上、下表面温度TR1、TR2，镀铝锌机组退火炉冷却段出口带钢上、下表面温度TC1、TC2，带钢在退火炉内所允许设定的最大总张力Fmax，最小总张力Fmin；
C)定义优化过程参数k，并取初值k＝1，设定目标函数初值Wy＝10000，设置优化步长ΔF。
D)计算带钢在退火炉内带钢张力：
Fi＝Fmin+(k+1)ΔF
E)计算退火过程带钢折减系数，包括带钢上下表面弹性模量平均折减系数，带钢上下表面屈服强度平均折减系数：
——预热段带钢上表面弹性模量折减系数；
——预热段带钢下表面弹性模量折减系数；
——加热段带钢上表面弹性模量平均折减系数、；
——加热段带钢下表面弹性模量平均折减系数；
——冷却段带钢上表面弹性模量折减系数；
——冷却段带钢下表面弹性模量折减系数；
——预热段带钢上表面屈服强度折减系数；
——预热段带钢下表面屈服强度折减系数；
——加热段带钢上表面屈服强度折减系数；
——加热段带钢下表面屈服强度折减系数；
——冷却段带钢上表面屈服强度折减系数；
——冷却段带钢下表面屈服强度折减系数；
F)计算各工艺段下带钢宽度值：
BD——预热段宽度值；
αtD——预热段带钢材料线膨胀系数，αtD＝11.8×10-6/℃；
BR——加热段带钢宽度值；
αtR——加热段带钢材料线膨胀系数，αtR＝9.83×10-6/℃；
BC——冷却段带钢宽度值；
αtC——冷却段带钢材料线膨胀系数，αtC＝11.8×10-6/℃；
G)计算优化目标函数W(y)：
ΔbD1——预热段带钢在发生C翘时上表面不均匀横向拉窄量；
ΔbD2——预热段带钢在发生C翘时下表面不均匀横向拉窄量；
sΔb1——预热段带钢在发生C翘时表面拉窄量分布不均度；
ΔbR1——加热段带钢在发生C翘时上表面不均匀横向拉窄量；
ΔbR2——加热段带钢在发生C翘时下表面不均匀横向拉窄量；
sΔb2——加热段带钢在发生C翘时表面拉窄量分布不均度；
ΔbC1——冷却段带钢在发生C翘时上表面不均匀横向拉窄量；
ΔbC2——冷却段带钢在发生C翘时下表面不均匀横向拉窄量；
sΔb3——冷却段带钢在发生C翘时表面拉窄量分布不均度；
α——工艺系数
β——修正系数
H)判断W(Fi)≤Wy是否成立？若成立，则令Fi＝Fy,W(Fi)＝Wy转入步骤I)；否则直接转入步骤I)；
I)判断Fy＜Fmax是否成立？若成立，则令k＝k+1，并转入D)；若不成立，则转入K)；
J)输出退火过程最优总张力Fy，完成镀铝锌机组连退炉内张力制度的优化设定。
应用实施例1：一种热镀铝锌机组基于带钢C翘治理的张力优化设定方法，所述方法包括以下步骤：
以某热镀铝锌基于带钢C翘防治的张力优化设定系统为例，结合图1对本发明所述一种适合于热镀铝锌基于带钢C翘防治的张力优化设定方法进行详细说明。
首先在步骤A)中，收集带钢规格参数、力学性能参数等，包括常温下带钢宽度B0，带钢厚度H，带钢材料在常温下弹性模量E，屈服强度σs；
表1带钢规格参数
带钢宽度/mm
带钢厚度/mm
带钢材料在常温下弹性模量
带钢材料在常温下屈服强度
1250
2
212GPa
235MPa
随后在步骤B)中，收集镀铝锌机组退火炉预热段出口带钢上、下表面温度TD1、TD2，镀铝锌机组退火炉加热段出口带钢上、下表面温度TR1、TR2，镀铝锌机组退火炉冷却段出口带钢上、下表面温度TC1、TC2，带钢在退火炉内所允许设定的最大总张力Fmax，最小总张力Fmax。
表2板形与板凸度的带钢关键轧制工艺参数
预热段出口带钢上表面温度T<sub>D1</sub>
200℃
冷却段出口带钢上表面温度T<sub>D1</sub>
570℃
预热段出口带钢下表面温度T<sub>D2</sub>
200℃
冷却段出口带钢下表面温度T<sub>D2</sub>
572℃
加热段出口带钢上表面温度T<sub>R1</sub>
700℃
退火炉内设定的最大总张力F<sub>max</sub>
25KN
加热段出口带钢下表面温度T<sub>R2</sub>
710℃
退火炉内设定的最小总张力F<sub>max</sub>
10KN
随后在步骤C)中，定义优化过程参数k，并取初值k＝1，设定目标函数初值Wy＝10000，设置优化步长ΔF。
随后在步骤D)中，计算带钢在退火炉内带钢张力：
Fi＝Fmin+(k+1)ΔF
随后在步骤E)中，计算退火过程带钢折减系数，包括带钢上下表面弹性模量平均折减系数，带钢上下表面屈服强度平均折减系数：
——预热段带钢上表面弹性模量折减系数；
——预热段带钢下表面弹性模量折减系数；
——加热段带钢上表面弹性模量平均折减系数、；
——加热段带钢下表面弹性模量平均折减系数；
——冷却段带钢上表面弹性模量折减系数；
——冷却段带钢下表面弹性模量折减系数；
——预热段带钢上表面屈服强度折减系数；
——预热段带钢下表面屈服强度折减系数；
——加热段带钢上表面屈服强度折减系数；
——加热段带钢下表面屈服强度折减系数；
——冷却段带钢上表面屈服强度折减系数；
——冷却段带钢下表面屈服强度折减系数；
随后在步骤F)中，计算各工艺段下带钢宽度值：
BD——预热段宽度值；
αtD——预热段带钢材料线膨胀系数，αtD＝11.8×10-6/℃；
BR——加热段带钢宽度值；
αtR——加热段带钢材料线膨胀系数，αtR＝9.83×10-6/℃；
BC——冷却段带钢宽度值；
αtC——冷却段带钢材料线膨胀系数，αtC＝11.8×10-6/℃；
随后在步骤G)中，计算优化目标函数W(y)：
ΔbD1——预热段带钢在发生C翘时上表面不均匀横向拉窄量；
ΔbD2——预热段带钢在发生C翘时下表面不均匀横向拉窄量；
sΔb1——预热段带钢在发生C翘时表面拉窄量分布不均度；
ΔbR1——加热段带钢在发生C翘时上表面不均匀横向拉窄量；
ΔbR2——加热段带钢在发生C翘时下表面不均匀横向拉窄量；
sΔb2——加热段带钢在发生C翘时表面拉窄量分布不均度；
ΔbC1——冷却段带钢在发生C翘时上表面不均匀横向拉窄量；
ΔbC2——冷却段带钢在发生C翘时下表面不均匀横向拉窄量；
sΔb3——冷却段带钢在发生C翘时表面拉窄量分布不均度；
α——工艺系数；
β——修正系数；
随后在步骤H)中，判断W(Fi)≤Wy是否成立？若成立，则令Fi＝Fy,W(Fi)＝Wy转入步骤I)；否则直接转入步骤I)；
随后在步骤I)中，判断Fy＜Fmax是否成立？若成立，则令k＝k+1，并转入D)；若不成立，则转入K)；
最后步骤J)中，输出退火过程最优总张力Fy，完成镀铝锌机组连退炉内张力制度的优化设定。
表3热镀铝锌张力优化前后板形对比
退火过程最优总张力
翘曲量/mm
优化前
15KN
30
优化后
12KN
20
应用实施例2：一种热镀铝锌机组基于带钢C翘治理的张力优化设定方法，所述方法包括以下步骤：
首先在步骤A)中，收集带钢规格参数、力学性能参数等，包括常温下带钢宽度B0，带钢厚度H，带钢材料在常温下弹性模量E，屈服强度σs；
表4带钢规格参数
带钢宽度/mm
带钢厚度/mm
带钢材料在常温下弹性模量
带钢材料在常温下屈服强度
1000
0.5
212GPa
235MPa
随后在步骤B)中，收集镀铝锌机组退火炉预热段出口带钢上、下表面温度TD1、TD2，镀铝锌机组退火炉加热段出口带钢上、下表面温度TR1、TR2，镀铝锌机组退火炉冷却段出口带钢上、下表面温度TC1、TC2，带钢在退火炉内所允许设定的最大总张力Fmax，最小总张力Fmax。
表5板形与板凸度的带钢关键轧制工艺参数
预热段出口带钢上表面温度T<sub>D1</sub>
200℃
冷却段出口带钢上表面温度T<sub>D1</sub>
615℃
预热段出口带钢下表面温度T<sub>D2</sub>
200℃
冷却段出口带钢下表面温度T<sub>D2</sub>
617℃
加热段出口带钢上表面温度T<sub>R1</sub>
720℃
退火炉内设定的最大总张力F<sub>max</sub>
27KN
加热段出口带钢下表面温度T<sub>R2</sub>
729℃
退火炉内设定的最小总张力F<sub>max</sub>
13KN
随后在步骤C)中，定义优化过程参数k，并取初值k＝1，设定目标函数初值Wy＝10000，设置优化步长ΔF。
随后在步骤D)中，计算带钢在退火炉内带钢张力：
Fi＝Fmin+(k+1)ΔF
随后在步骤E)中，计算退火过程带钢折减系数，包括带钢上下表面弹性模量平均折减系数，带钢上下表面屈服强度平均折减系数：
——预热段带钢上表面弹性模量折减系数；
——预热段带钢下表面弹性模量折减系数；
——加热段带钢上表面弹性模量平均折减系数、；
——加热段带钢下表面弹性模量平均折减系数；
——冷却段带钢上表面弹性模量折减系数；
——冷却段带钢下表面弹性模量折减系数；
——预热段带钢上表面屈服强度折减系数；
——预热段带钢下表面屈服强度折减系数；
——加热段带钢上表面屈服强度折减系数；
——加热段带钢下表面屈服强度折减系数；
——冷却段带钢上表面屈服强度折减系数；
——冷却段带钢下表面屈服强度折减系数；
随后在步骤F)中，计算各工艺段下带钢宽度值：
BD——预热段宽度值；
αtD——预热段带钢材料线膨胀系数，αtD＝11.8×10-6/℃；
BR——加热段带钢宽度值；
αtR——加热段带钢材料线膨胀系数，αtR＝9.83×10-6/℃；
BC——冷却段带钢宽度值；
αtC——冷却段带钢材料线膨胀系数，αtC＝11.8×10-6/℃；
随后在步骤G)中，计算优化目标函数W(y)：
ΔbD1——预热段带钢在发生C翘时上表面不均匀横向拉窄量；
ΔbD2——预热段带钢在发生C翘时下表面不均匀横向拉窄量；
sΔb1——预热段带钢在发生C翘时表面拉窄量分布不均度；
ΔbR1——加热段带钢在发生C翘时上表面不均匀横向拉窄量；
ΔbR2——加热段带钢在发生C翘时下表面不均匀横向拉窄量；
sΔb2——加热段带钢在发生C翘时表面拉窄量分布不均度；
ΔbC1——冷却段带钢在发生C翘时上表面不均匀横向拉窄量；
ΔbC2——冷却段带钢在发生C翘时下表面不均匀横向拉窄量；
sΔb3——冷却段带钢在发生C翘时表面拉窄量分布不均度；
α——工艺系数；
β——修正系数；
随后在步骤H)中，判断W(Fi)≤Wy是否成立？若成立，则令Fi＝Fy,W(Fi)＝Wy转入步骤I)；否则直接转入步骤I)；
随后在步骤I)中，判断Fy＜Fmax是否成立？若成立，则令k＝k+1，并转入D)；若不成立，则转入K)；
最后步骤J)中，输出退火过程最优总张力Fy，完成镀铝锌机组连退炉内张力制度的优化设定。
表6热镀铝锌张力优化前后板形对比
退火过程最优总张力
翘曲量/mm
优化前
14kN
27
优化后
16kN
16
。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
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