CN107385190A - 一种连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法 - Google Patents
一种连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于钢种衔接技术领域，具体涉及一种连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法。该连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法，通过对不同钢种退火曲线的数学建模，建立以保证产品性能为前提的连退炉内钢种衔接规则，逐一判定同一生产计划内，两钢种之间是否满足衔接条件，进而确定最优的钢种衔接方案。其有益效果是：降低能耗，保证产品性能稳定；能预判衔接的前后钢种是否会发生性能不合格问题，进而人工干预以免扩大经济损失；可应用到连续退火、连续热镀锌等含有连退炉的生产线。
Description
技术领域
本发明属于钢种衔接技术领域，具体涉及一种连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法。
背景技术
连续退火炉在现代冷轧生产中广泛应用，比如连续退火机组和连续热镀锌机组。冷轧机生产的冷硬钢卷，需经过连续退火等工序才能达到预期的产品性能。基于连续退火炉连续生产和炉温连续线性调节的特性，钢带经过连续退火炉时，需充分考虑不同钢种对炉温变化的适应能力。不同钢种的带钢对炉温有不同的要求，为了实现钢种衔接，必然要调整炉温。如果前后两个钢卷的钢种差别较大，对炉温的要求差别很大，调整炉温过程中，很可能有一段炉温都不符合两卷带钢的要求，造成钢卷性能不合格。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法，通过对不同钢种退火曲线的数学建模，建立以保证产品性能为前提的连退炉内钢种衔接规则，逐一判定同一生产计划内，两钢种之间是否满足衔接条件，进而确定最优的钢种衔接方案，具体包括以下步骤：
1、统计待排产生产计划中钢种类别，并编号为SG1、SG2、SG3……SGn；
2、查询上一份已排产生产计划中最后一卷的钢种，编号为SG0；
3、根据公式（1）、（2）、（3）、（4），确定SG0、SG1……SGn对应钢种退火炉炉温和机组速度的调节域D（SG0）、D（SG1）、D（SG2）……D（SGn）；
4、基于步骤3所得的调节域，运用上述钢种衔接规则对钢种排序，确定各钢种衔接顺序。
进一步，所述的对不同钢种退火曲线的数学建模，是指生产产品涉及的所有钢种，都对应一条退火温度曲线，反映的是同一钢种带钢在不同机组速度下对炉温的要求。T=f(v),式中：T —— 炉温，v —— 产线生产速度，在[T-△t,T+△t]温度范围内，带钢性能合格，其中△t指温度容差范围。
进一步，所述同一钢种在不同机组速度下对炉温的下限要求为：
Tmin=f(v)-△t ……（1）；
对炉温的上限要求为：Tmax=f(v)+△t ……（2）；
退火炉炉内最高温度：Tfmax=C1 ……（3），
式中，Tf——退火炉炉内温度，C1为常数，单位是摄氏度；
机组最高速度LSmax=C2 ……（4），
式中，LS——机组速度，C2为常数，单位是m/min；
假设待排产生产计划中共计n个钢种，分别标记为SG1、SG2、SG3……SGn；上一份已排产生产计划中最后一卷的钢种为SG0；
上述公式（1）、（2）、（3）、（4）所围成图形区域，即为该钢种退火炉炉温和机组速度的调节域D（SG），超出该调节域，即可能导致该钢种产品性能不合格；
上述n个钢种的调节域标记为D（SG1）、D（SG2）、D（SG3）……D（SGn）；
上述上一份已排产生产计划中最后一卷的钢种的调节域为D（SG0）。
本发明所述钢种衔接规则为：
1、选定上一钢种为调节域计算基准，初始调节域计算基准为D（SG0）。分别计算调节域D（SG0）与调节域D（SG1）、D（SG2）、D（SG3）……D（SGn）的重叠面积，标记为S1、S2、S3……Sn；
2、比较S1、S2、S3……Sn大小，最大值Sx对应的钢种SGx即为钢种SG0的下一衔接钢种；
3、选定D（SGx）为调节域计算基准，再分别计算调节域D（SGx）与调节域D（SG1）、D（SG2）、D（SG3）……D（SGx-1）、D（SGx+1）……D（SGn）的重叠面积，标记为S1、S2、S3……Sx-1、Sx+2……Sn；
4、比较S1、S2、S3……Sx-1、Sx+2……Sn大小，最大值Sy对应的钢种SGy即为钢种SGx的下一衔接钢种；
5、重复迭代上述计算过程，即可将该待排产计划中所有钢种按最优的次序排序衔接好。
本发明的有益效果是：本发明一种连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法通过对不同钢种退火曲线的数学建模，建立以保证产品性能为前提的连退炉内钢种衔接规则，为连退炉相关智能排产***钢种衔接问题提供量化依据；逐一判定同一生产计划内，两钢种之间是否满足衔接条件，进而确定最优的钢种衔接方案，降低能耗，保证产品性能稳定；能预判衔接的前后钢种是否会发生性能不合格问题，进而人工干预以免扩大经济损失；可应用到连续退火、连续热镀锌等含有连退炉的生产线。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1为钢种的调节域示意图；
附图2为两钢种的调节域重叠面积示意图；
附图3为连退炉相关智能排产***钢种衔接方法的流程图。
具体实施方式
附图1-3为本发明的一种具体实施例。该发明一种连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法，通过对不同钢种退火曲线的数学建模，建立以保证产品性能为前提的连退炉内钢种衔接规则，逐一判定同一生产计划内，两钢种之间是否满足衔接条件，进而确定最优的钢种衔接方案，具体包括以下步骤：
1、统计待排产生产计划中钢种类别，并编号为SG1、SG2、SG3……SGn；
2、查询上一份已排产生产计划中最后一卷的钢种，编号为SG0；
3、根据公式（1）、（2）、（3）、（4），确定SG0、SG1……SGn对应钢种退火炉炉温和机组速度的调节域D（SG0）、D（SG1）、D（SG2）……D（SGn）；
4、基于步骤3所得的调节域，运用上述钢种衔接规则对钢种排序，确定各钢种衔接顺序。
进一步，所述的对不同钢种退火曲线的数学建模，是指生产产品涉及的所有钢种，都对应一条退火温度曲线，反映的是同一钢种带钢在不同机组速度下对炉温的要求。T=f(v),式中：T —— 炉温，v —— 产线生产速度，在[T-△t,T+△t]温度范围内，带钢性能合格，其中△t指温度容差范围。
进一步，所述同一钢种在不同机组速度下对炉温的下限要求为：
Tmin=f(v)-△t ……（1）；
对炉温的上限要求为：Tmax=f(v)+△t ……（2）；
退火炉炉内最高温度：Tfmax=C1 ……（3），
式中，Tf——退火炉炉内温度，C1为常数，单位是摄氏度；
机组最高速度LSmax=C2 ……（4），
式中，LS——机组速度，C2为常数，单位是m/min；
假设待排产生产计划中共计n个钢种，分别标记为SG1、SG2、SG3……SGn；上一份已排产生产计划中最后一卷的钢种为SG0；
上述公式（1）、（2）、（3）、（4）所围成图形区域，即为该钢种退火炉炉温和机组速度的调节域D（SG），超出该调节域，即可能导致该钢种产品性能不合格；
上述n个钢种的调节域标记为D（SG1）、D（SG2）、D（SG3）……D（SGn）；
上述上一份已排产生产计划中最后一卷的钢种的调节域为D（SG0）。
本发明所述钢种衔接规则为：
1、选定上一钢种为调节域计算基准，初始调节域计算基准为D（SG0）。分别计算调节域D（SG0）与调节域D（SG1）、D（SG2）、D（SG3）……D（SGn）的重叠面积，标记为S1、S2、S3……Sn；
2、比较S1、S2、S3……Sn大小，最大值Sx对应的钢种SGx即为钢种SG0的下一衔接钢种；
3、选定D（SGx）为调节域计算基准，再分别计算调节域D（SGx）与调节域D（SG1）、D（SG2）、D（SG3）……D（SGx-1）、D（SGx+1）……D（SGn）的重叠面积，标记为S1、S2、S3……Sx-1、Sx+2……Sn；
4、比较S1、S2、S3……Sx-1、Sx+2……Sn大小，最大值Sy对应的钢种SGy即为钢种SGx的下一衔接钢种；
5、重复迭代上述计算过程，即可将该待排产计划中所有钢种按最优的次序排序衔接好。
该发明的一种连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法用于某连续退火机组。
上一份计划最后一卷为coil00，钢种为SG0；待排产计划如下表所示：
| 钢卷号 | 钢种 |
| Coil01 | SG1 |
| Coil02 | SG1 |
| Coil03 | SG1 |
| Coil04 | SG2 |
| Coil05 | SG2 |
| Coil06 | SG2 |
| Coil07 | SG2 |
| Coil08 | SG3 |
| Coil09 | SG3 |
| Coil10 | SG3 |
| Coil11 | SG3 |
| Coil12 | SG3 |
上述钢种SG0、SG1、SG2、SG3都对应一条退火温度调节曲线T=f(v)，根据上述公式（1）、（2）、（3）、（4），可求出各钢种退火炉炉温和机组速度的调节域D（SG），如图1所示；
上述4个钢种的调节域标记为D（SG0）、D（SG1）、D（SG2）、D（SG3）；
选定D（SG0）为调节域计算基准，计算D（SG0）分别与D（SG1）、D（SG2）、D（SG3）的重叠面积S01、S02、S03，如图2所示abcd区域面积；
假设S02≠0，且S02>S01>S03，则钢种SG0之后的衔接钢种为SG2；
之后，选定D（SG2）为调节域计算基准，计算D（SG2）分别与D（SG1）、D（SG3）的重叠面积S21、S23；
假设S23≠0，且S23>S21，则钢种SG2之后的衔接钢种为SG3；
之后，选定D（SG3）为调节域计算基准，计算D（SG3）与D（SG1）的重叠面积S31；
假设S31=0，则表明，两个钢种不能实现无缺陷衔接，***提示操作员人工处理。
操作员的可选操作有两个：
（1）不设置过渡卷，将钢种SG1设置为钢种SG3的衔接钢种，即该待排产计划的钢种衔接方案为SG0->SG2->SG3->SG1。该操作会导致钢种SG3和钢种SG1衔接的两个钢卷性能不能全部合格，产线提前预知该信息，可将损失控制在最低；
（2）在钢种SG1和钢种SG3之间设置过渡卷，且该过渡卷钢种SGx分别与钢种SG1、钢种SG3的调节域重叠面积SGx1≠0、SGx3≠0，即该待排产计划的钢种衔接方案为SG0->SG2->SG3-> SGx->SG1。该操作虽然增加了一卷过渡卷，但是能保证产线生产的所有钢种性能合格。
进一步的，两个调节域有重叠的钢种，在生产前后衔接的两卷过程中，连退炉的炉温和机组速度必须在两钢种重叠的调节域内调节。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (3)
1.一种连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法，其特征在于，通过对不同钢种退火曲线的数学建模，建立以保证产品性能为前提的连退炉内钢种衔接规则，逐一判定同一生产计划内，两钢种之间是否满足衔接条件，进而确定最优的钢种衔接方案，具体步骤如下：具体包括以下步骤：
1、统计待排产生产计划中钢种类别，并编号为SG1、SG2、SG3……SGn；
2、查询上一份已排产生产计划中最后一卷的钢种，编号为SG0；
3、根据公式（1）、（2）、（3）、（4），确定SG0、SG1……SGn对应钢种退火炉炉温和机组速度的调节域D（SG0）、D（SG1）、D（SG2）……D（SGn）；
4、基于步骤3所得的调节域，运用上述钢种衔接规则对钢种排序，确定各钢种衔接顺序。
2.根据权利要求1所述的一种连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法，其特征是：所述的对不同钢种退火曲线的数学建模，其特征是综合考虑了以下四个因素：钢种在不同机组速度下对炉温的下限要求为：Tmin=f(v)-△t；对炉温的上限要求为：Tmax=f(v)+△t；退火炉炉内最高温度：Tfmax=C1；机组最高速度LSmax=C2（式中，Tf——退火炉炉内温度，C1为常数，单位是摄氏度，LS——机组速度，C2为常数，单位是m/min）；所围成图形区域，即为该钢种退火炉炉温和机组速度的调节域D（SG），超出该调节域，即可能导致该钢种产品性能不合格。
3.根据权利要求1所述的一种连退炉相关智能排产***钢种衔接的方法，其特征是：所述钢种衔接规则包括以下步骤：
（1）选定上一钢种为调节域计算基准，初始调节域计算基准为D（SG0），分别计算调节域D（SG0）与调节域D（SG1）、D（SG2）、D（SG3）……D（SGn）的重叠面积，标记为S1、S2、S3……Sn；
（2）比较S1、S2、S3……Sn大小，最大值Sx对应的钢种SGx即为钢种SG0的下一衔接钢种；
（3）选定D（SGx）为调节域计算基准，再分别计算调节域D（SGx）与调节域D（SG1）、D（SG2）、D（SG3）……D（SGx-1）、D（SGx+1）……D（SGn）的重叠面积，标记为S1、S2、S3……Sx-1、Sx+2……Sn；
（4）比较S1、S2、S3……Sx-1、Sx+2……Sn大小，最大值Sy对应的钢种SGy即为钢种SGx的下一衔接钢种；
（5）重复迭代上述计算过程，即可将该待排产计划中所有钢种按最优的次序排序衔接好。
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