CN110331276B - 一种退火炉防瓢曲的起车方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种退火炉防瓢曲的起车方法。先获取带钢在退火炉内的实际停留时间，再将实际停留时间与预设时间阈值进行比较；若实际停留时间小于或者等于预设时间阈值，非计划停机后在退火炉内立即起车。为避免带钢温度继续降低而导致带钢与炉辊温差增加而导致带钢表面“瓢曲”缺陷的产生，此时炉区采用“极速提速”操作直至带钢速度＞最低安全运行速度。若实际停留时间大于预设时间阈值，需要降温后方可起车，避免了带钢与炉辊的温差较大，炉区采用“阶梯提速”操作直至停在炉内热区的带钢完全离开加热段以及均热段，采用“阶梯提速”是为了让带钢与炉辊的温度尽可能趋于一致，避免了因易瓢曲料起车严重瓢曲而导致的炉内断带事故的发生。

Description

一种退火炉防瓢曲的起车方法

技术领域

本发明涉及退火技术领域，尤其涉及一种退火炉防瓢曲的起车方法。

背景技术

在退火工序中，立式退火炉主要由预热段、加热段、均热段、缓冷段、快冷段、过时效段和终冷段构成，在加热段和均热段通过辐射加热方式将带钢加热至退火所需要的温度580-840℃。一旦退火炉停机，此时加热段和均热段停止燃烧，由于带钢的热惯性远小于炉辊的热惯性，因而导致带钢温度降低的速率远大于炉辊温度降低的速率。此时如果进行起车操作，对于易瓢曲物料，极易在加热段发生热瓢曲，即带钢褶皱变形。

首钢京唐78起非计划开炉盖中有6起因为起车不当导致的炉内带钢瓢曲断带，如表1所示。

表1：首钢京唐冷轧退火炉非计划开炉盖明细

序号	产线	日期	时长(分钟)	事故名称
					1	1#连退	2009/8/25	2520	退火炉炉内跑偏断带事故
3	1#连退	2010/9/1	1884	退火炉炉内带钢瓢曲事故
					6	1#连退	2009/11/30	545	退火炉炉内断带事故
20	1#连退	2015/2/2	1868	炉区CPC10带钢瓢曲停炉事故
					21	1#连退	2016/4/1	2264	1700连退炉区起车瓢曲事故分析报告
33	2#连退	2013/4/25	1440	炉区带钢瓢曲跑偏事故

发明内容

本发明通过提供一种退火炉防瓢曲的起车方法，解决了现有技术中易瓢曲的技术问题，实现了避免易瓢曲缺陷的发生，提高带钢质量的技术效果。

本发明提供了一种退火炉防瓢曲的起车方法，包括：

获取带钢在退火炉内的实际停留时间；

将所述实际停留时间与预设时间阈值进行比较；

若所述实际停留时间小于或者等于所述预设时间阈值，则非计划停机后在所述退火炉内立即起车；

若所述实际停留时间大于所述预设时间阈值，对所述退火炉进行降温；对所述退火炉加热段的出口温度进行监测；将所述加热段的出口温度与预设的带钢最高起车温度进行比较；当所述加热段的出口温度大于所述预设的带钢最高起车温度时，进行起车。

进一步地，在所述非计划停机后在所述退火炉内立即起车的过程中，

带钢在所述退火炉的加热段和均热段的单位起车张力在3MPa至5MPa之间；

所述带钢在所述退火炉的其他区域的单位起车张力在3MPa至8MPa之间。

进一步地，在所述非计划停机后在所述退火炉内立即起车的过程中，所述带钢的起车速度v_set通过以下公式进行确定：

其中，t为起车运行时间；[t/5]表示时间除以5之后取整；k为安全系数，k≥1；v_max为带钢在炉内安全运行的最小速度。

进一步地，在所述当所述加热段的出口温度大于所述预设的带钢最高起车温度时，进行起车的过程中，

带钢在所述退火炉的加热段和均热段的单位起车张力在3MPa至5MPa之间；

所述带钢在所述退火炉的其他区域的单位起车张力在3MPa至8MPa之间。

进一步地，在所述当所述加热段的出口温度大于所述预设的带钢最高起车温度时，进行起车的过程中，所述带钢的起车速度v_set-c通过以下表达式进行确定：

其中，v₀为带钢在炉内的爬行速度，v₁为带钢在炉内的低速运行的最低临界速度。

进一步地，还包括：

通过表达式

确定带钢在不同阶段的运行时间t_set；

其中，l₁为所述退火炉的热区长度；l₂为所述退火炉的冷区长度；f_Ti为厚度影响系数，其由带钢的实际厚度决定。

进一步地，所述厚度影响系数f_Ti通过以下表达式进行确定：

其中，Ti为带钢的实际厚度，Ti_min为预设的带钢最薄厚度，Ti_max为预设的带钢最厚厚度。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

先获取带钢在退火炉内的实际停留时间，再将实际停留时间与预设时间阈值进行比较；若实际停留时间小于或者等于预设时间阈值，此时带钢与炉辊温差较小，非计划停机后在退火炉内立即起车。为避免带钢温度继续降低而导致带钢与炉辊温差增加而导致带钢表面“瓢曲”缺陷的产生，此时炉区采用“极速提速”操作直至带钢速度＞最低安全运行速度。若实际停留时间大于预设时间阈值，需要降温后方可起车，从而避免了带钢与炉辊的温差较大，此时炉区采用“阶梯提速”操作直至停在炉内热区的带钢完全离开加热段以及均热段，而采用“阶梯提速”是为了让带钢与炉辊的温度尽可能趋于一致。按照每次停机后因易瓢曲料高温起车瓢曲而造成的切废量为1.2吨计算，易瓢曲料非计划停机次数*每次停机切废量*(合格品与废品差价)＝72次/年*1.2吨/次*2000元/吨＝17.28万元/年，因而通过对本发明的应用，带来的经济效益为17.28万元/年。此外，本发明的投入，还缩短了非易瓢曲料非计划停机时间，避免了因易瓢曲料起车严重瓢曲而导致的炉内断带事故的发生。

附图说明

图1为本发明实施例提供的退火炉防瓢曲的起车方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的退火炉防瓢曲的起车方法的原理图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种退火炉防瓢曲的起车方法，解决了现有技术中易瓢曲的技术问题，实现了避免易瓢曲缺陷的发生，提高带钢质量的技术效果。

本发明实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

先获取带钢在退火炉内的实际停留时间，再将实际停留时间与预设时间阈值进行比较；若实际停留时间小于或者等于预设时间阈值，此时带钢与炉辊温差较小，非计划停机后在退火炉内立即起车。为避免带钢温度继续降低而导致带钢与炉辊温差增加而导致带钢表面“瓢曲”缺陷的产生，此时炉区采用“极速提速”操作直至带钢速度＞最低安全运行速度。若实际停留时间大于预设时间阈值，需要降温后方可起车，从而避免了带钢与炉辊的温差较大，此时炉区采用“阶梯提速”操作直至停在炉内热区的带钢完全离开加热段以及均热段，而采用“阶梯提速”是为了让带钢与炉辊的温度尽可能趋于一致。按照每次停机后因易瓢曲料高温起车瓢曲而造成的切废量为1.2吨计算，易瓢曲料非计划停机次数*每次停机切废量*(合格品与废品差价)＝72次/年*1.2吨/次*2000元/吨＝17.28万元/年，因而通过对本发明的应用，带来的经济效益为17.28万元/年。此外，本发明的投入，还缩短了非易瓢曲料非计划停机时间，避免了因易瓢曲料起车严重瓢曲而导致的炉内断带事故的发生。

为了更好地理解上述技术方案，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。

参见图1，本发明实施例提供的退火炉防瓢曲的起车方法，包括：

步骤S110：获取带钢在退火炉内的实际停留时间；

在本实施例中，通过计时器获取带钢在退火炉内的实际停留时间。

步骤S120：将实际停留时间与预设时间阈值进行比较；

若实际停留时间小于或者等于预设时间阈值，则非计划停机后在退火炉内立即起车；

为了防止起车过程中带钢因为张力设定偏高而导致带钢“瓢曲”缺陷的产生，在非计划停机后在退火炉内立即起车的过程中，

带钢在退火炉的加热段和均热段的单位起车张力在3MPa至5MPa之间；

带钢在退火炉的其他区域的单位起车张力在3MPa至8MPa之间，即带钢在退火炉的缓冷段、快冷段、过时效段和终冷段的单位起车张力在3MPa至8MPa之间。

为了防止起车过程中带钢与炉辊接触时间过长引起的带钢表面塑性累积不断加剧而导致带钢表面“瓢曲”缺陷的产生，在非计划停机后在退火炉内立即起车的过程中，带钢的起车速度v_set通过以下公式进行确定：

其中，t为起车运行时间，单位为s；[t/5]表示时间除以5之后取整；k为安全系数，k≥1，其由退火炉的温度决定；v_max为带钢的最低运行速度，即带钢在炉内安全运行的最小速度，其与带钢厚度、宽度、退火温度以及碳当量有关，由***给定，单位为m/min。

若实际停留时间大于预设时间阈值，对退火炉进行降温；对退火炉加热段的出口温度进行监测；将加热段的出口温度与预设的带钢最高起车温度进行比较；当加热段的出口温度小于或者等于预设的带钢最高起车温度时，方可进行起车。当加热段的出口温度大于预设的带钢最高起车温度时，此时需要退火炉继续降温，直至加热段的出口温度小于或者等于预设的带钢最高起车温度。

为了进一步防止起车过程中带钢因为张力设定偏高而导致带钢“瓢曲”缺陷的产生，在当加热段的出口温度小于或者等于预设的带钢最高起车温度时，进行起车的过程中，

带钢在退火炉的加热段和均热段的单位起车张力在3MPa至5MPa之间；

带钢在退火炉的其他区域的单位起车张力在3MPa至8MPa之间，即带钢在退火炉的缓冷段、快冷段、过时效段和终冷段的单位起车张力在3MPa至8MPa之间。

为了防止带钢运行速度增加过快而导致带钢温度高于炉辊温度而导致带钢表面“瓢曲”缺陷的产生，在当加热段的出口温度小于或者等于预设的带钢最高起车温度时，进行起车的过程中，带钢的起车速度v_set-c通过以下表达式进行确定：

其中，v₀为带钢在炉内的爬行速度，即带钢开始运行的最小速度，取30-60m/min；v₁为带钢在炉内的低速运行的最低临界速度，取50-80m/min。也就是说，将带钢的速度分为三个阶段，当v_set-c＝v₀时，为爬行阶段；当v_set-c＝(v₀+v₁)/2时，为低速运行阶段；当v_set-c＝v_max时，为运行阶段。

为了进行热辊处理，从而进一步防止瓢曲，还包括：

通过表达式

确定带钢在不同阶段的运行时间t_set；

其中，l₁为退火炉的热区长度；l₂为退火炉的冷区长度；f_Ti为厚度影响系数，其由带钢的实际厚度决定。

在本实施例中，退火炉的热区包括：预热段、加热段和均热段。退火炉的冷区包括：缓冷段、快冷段、过时效段和终冷段。

具体地，厚度影响系数f_Ti通过以下表达式进行确定：

其中，Ti为带钢的实际厚度，单位为mm；Ti_min为预设的带钢最薄厚度，单位为mm；Ti_max为预设的带钢最厚厚度，单位为mm。

具体地，参见图2，如果t_count≤t_max，则炉区可以无需降温直接起车。

其中，t_max为预设时间阈值，即带钢在退火炉内的最长停留时间，单位为s(范围[0,+∞)，其由带钢规格、退火温度、碳当量决定；t_count为计时器数值，即带钢在退火炉内的实际停留时间，单位为s，炉区停机触发计时器开始计时，起车后重置。

如果t_count＞t_max，则炉区需降温后方可再次起车。

当T_pv＞T_max，说明此时炉辊温度与带钢温差不足以导致带钢起车瓢曲，炉区具备起车条件。

其中，T_pv为退火炉加热段的出口温度，单位为℃；T_max为预设的带钢最高起车温度，单位为℃(范围[460,820)，其由带钢规格、退火温度、碳当量决定。

本发明实施例中停机后立即起车速度制度和降温后再次起车速度制度在1700连退退火炉上的应用如表1和表2所示。

表1首钢京唐1700连退退火炉停机后立即起车制度

表2首钢京唐1700连退退火炉停机后降温后起车制度

上述介绍了本发明实施例在首钢京唐冷轧退火炉的投入使用情况，通过对本发明实施例的应用，不仅带来了巨大的经济效益，而且还缩短了非易瓢曲料非计划停机时间，避免了因易瓢曲料起车严重瓢曲而导致的炉内断带事故的发生。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的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发明范围的所有变更和修改。

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

Claims (5)

1.一种退火炉防瓢曲的起车方法，其特征在于，包括：

获取带钢在退火炉内的实际停留时间；

将所述实际停留时间与预设时间阈值进行比较；

若所述实际停留时间小于或者等于所述预设时间阈值，则非计划停机后在所述退火炉内立即起车；

若所述实际停留时间大于所述预设时间阈值，对所述退火炉进行降温；对所述退火炉加热段的出口温度进行监测；将所述加热段的出口温度与预设的带钢最高起车温度进行比较；当所述加热段的出口温度大于所述预设的带钢最高起车温度时，进行起车；

在所述非计划停机后在所述退火炉内立即起车的过程中，所述带钢的起车速度v_set通过以下公式进行确定：

其中，t为起车运行时间；[t/5]表示时间除以5之后取整；k为安全系数，k≥1；v_max为带钢在炉内安全运行的最小速度；

在所述当所述加热段的出口温度大于所述预设的带钢最高起车温度时，进行起车的过程中，所述带钢的起车速度v_set-c通过以下表达式进行确定：

其中，v₀为带钢在炉内的爬行速度，v₁为带钢在炉内的低速运行的最低临界速度。

2.如权利要求1所述的起车方法，其特征在于，在所述非计划停机后在所述退火炉内立即起车的过程中，

带钢在所述退火炉的加热段和均热段的单位起车张力在3MPa至5MPa之间；

所述带钢在所述退火炉的其他区域的单位起车张力在3MPa至8MPa之间。

3.如权利要求1所述的起车方法，其特征在于，在所述当所述加热段的出口温度大于所述预设的带钢最高起车温度时，进行起车的过程中，

带钢在所述退火炉的加热段和均热段的单位起车张力在3MPa至5MPa之间；

所述带钢在所述退火炉的其他区域的单位起车张力在3MPa至8MPa之间。

4.如权利要求1所述的起车方法，其特征在于，还包括：

通过表达式

确定带钢在不同阶段的运行时间t_set；

其中，l₁为所述退火炉的热区长度；l₂为所述退火炉的冷区长度；f_Ti为厚度影响系数，其由带钢的实际厚度决定；退火炉的热区包括：预热段、加热段和均热段；退火炉的冷区包括：缓冷段、快冷段、过时效段和终冷段。

5.如权利要求4所述的起车方法，其特征在于，所述厚度影响系数f_Ti通过以下表达式进行确定：

其中，Ti为带钢的实际厚度，Ti_min为预设的带钢最薄厚度，Ti_max为预设的带钢最厚厚度。

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