热镀锌板温度测量数据辨识模型探索与应用

1、热镀锌板温度测量数据辨识模型探索与应用周敏(攀枝花钢铁有限责任公司冷轧厂攀枝花617022摘要介绍了热镀锌机组带钢进入锌锅的温度控制原理,针对板温控制建立了温度测量数据辨识模型,即用等温辐射针对温度进行测量的辨识模型,介绍了基于辨识模型的生产实践和取得的效果。关键词热镀锌机组板温控制模型探型中图分类号TG178文献标识码BResearch and Appli cati on of a D isti n guishable M odel for the M easured Value of Steel Stri p i n Hot Galvan i zi n g Steel SheetZhou

2、M in(Cold Rolling M ill of Panzhihua Ir on&Steel Co.,L td.ABSTRACTIt de monstrates the te mperature contr ol p rinci p le of the steel stri p which goes int o zinc pot in hot coating galvanizing line.It als o build a model f or the stri p te mperature contr ol in order t o distinguishable model

3、whether the te mperature value measured by the high te mperature radi ometer is correct or not.After this app r oach is app lied,the working state of the high te mperature radi ometer is more credible.KE YWO R D SHot coating galvanizing lineStri p te mperature contr olModel research1热镀锌机组板温控制简述钢板热镀锌

4、是在经过清洗和热处理后的冷轧钢板表面均匀热涂镀锌层或锌基合金层的一种涂层工艺。为保证锌层与钢基良好结合并生成铁锌合金,入锅钢板温度是一个非常重要的工艺参数,控制好入锅带钢温度是热镀锌机组关键控制功能之一。一般来说,热镀锌机组钢板入锅温度控制有炉温控制和板温控制两种模式。炉温控制模式采用热电偶测量炉子内的气氛温度,并视测量温度为钢板温度。板温控制模式采用高温辐射计直接测量钢板表面温度,测量精度高,误差小,动态性好。按照产品质量要求,高档镀锌线均优先采用板温控制模式,而将炉温控制模式作应急状态使用,温度控制原理见图1 。TT:温度变送器TI C:温度控制器TY:输出转换(分配器图1入锅带钢温度控制

5、原理73Total No.156Ap ril2006冶金设备MET ALLURGI CAL E QU I P M E NT总第156期2006年4月第2期作者简介:周敏,男,1966年出生,1993年毕业于东北大学研究生院,硕士,高级工程师,从事于工程建设和设备维修的管理工作在实际生产过程中,一些外部原因可导致高温辐射计检测输出不准确。按照统计数据,导致高温辐射计检测不准确的外部原因有安装位置变化、仪表冷却系统工作不稳定和带钢表面反射系数(黑度系数变化等。通常安装位置变化和仪表冷却系统运行不稳定是容易解决的。带钢表面反射系数变化是动态的,与带钢表面清洁度、表面粗糙度和带钢板形等直接关联,动态修

6、正高温辐射计反射系数是非常困难的,而动态标定又是无法实现的。板温控制系统用不准确的测量值进行控制,产品质量就无法得到保障。辨识外部原因对高温辐射计的影响程度就成为镀锌生产质量控制的关键过程控制点之一。2高温辐射计测量值的辨识模型建立为了在线动态修正高温辐射计的反射系数或及时提醒测量值误差超限,实施动态修正或监控工艺参数是有现实意义的。经研究,可以通过锌锅锌液的热平衡实现对入锅板温的测量。锌锅锌液热平衡抽象模型,见图2。在正常生产中,工艺要求锌液温度T art 需处于基本稳定状态,锌液处于热平衡状态 。图2锌锅锌液热平衡模型Q =C zn M zn T =C Zn M Zn (T art -T

7、measZn =0(1式中C zn -锌液的比热。M zn -锌锅中锌液总质量,可以通过测量锌液液面高度计算得到。T meas -锌液测量温度。处于热平衡状态下的锌液,同时存在式(2的关系:Q =Q ind +Q stri p in -(Q envir +Q stri pout +Q meltZn =ni =1 I i U i d t i +Fe C Fe (T art -T strip in H strip b stri p strip dt-Q envir +Fe C Fe (T art -T envir H strip b stri p strip dt +Zn C Zn (T art

8、-T Zn H Zn b Zn Zn dt (2式中Q ind 、Q strip in ,分别为感应器输入热量和带钢带入热量。Q envir 、Q stri pout 和Q meltZn ,分别为环境吸热量、带钢带走热量和加入锌锭的吸热量。n 、I i 和U i 分别为锌锅感应器的个数、电流和电压。、C 、H 、b 和分别代表密度、比热、厚度、宽度和速度。脚标Fe 、Zn 、stri p in 、stri pout 、art 、meltZn 和envir 分别代表铁、锌、入锅带钢、出锅带钢、工艺要求、熔化锌块和周围环境的意义。实际上,因温度控制系统控制精度的影响,Q 0。结合式(1和(2,换算

9、得到入锅带钢温度T strip in ,以此判断高温辐射计的测量值是否准确或直接用于修正高温辐射计的反射系数。T strip in =T art -C zn M zn (T art -T measZn -ni I i U i(dt i +Q envir +zn C zn (T art -T zn H zn b zn zn dt /(FeC Fe H stri p b stri p stri p dt -(T art -T envir (H strip +Zn /H strip(3式(3中zn 为镀后带钢的增厚量,即总锌层厚度。式(3是无法直接使用的,因Q envir 、H Zn 、b Zn 和

10、Zn 参数在实际生产中要准确得到是很困难的,须做技术处理方可应用到实际生产中,即建立环境温度与保温功率对照表和熔锌量与消耗电功率对照表。Q envir 参数的技术处理:使机组处于停止状态,调整锌锅温度控制系统的精度,使其处于最高控制精度下工作。在锌锅周围选择测温点,记录下不同平均环境温度下对应的感应器电流和电压曲线,建立环境温度与保温功率对照表。H Zn 、b Zn 和Zn 参数的技术处理:在建立了环境温度与散热功率对照表后,仍让机组处于停机状态。按照正常生产加锌锭的速度向锌锅中加入锌锭,记录下加入锌锭量与感应器电流和电压曲线,建立熔锌量与消耗电功率对照表。在实际使用时,可用理论锌液耗量代替实

11、际消耗来计算熔锌消耗电功率,误差也不大;如果机组配备了自动加锌锭系统,就可在控制系统中取得数据,不必用理论锌耗代替实际消耗了。83总第156期冶金设备2006年4月第2期3高温辐射计测量值的辨识模型应用高温辐射计测量值的辨识模型的应用有报警和修正反射系数两种模式。是选择报警模式还是修正反射系数模式,主要取决于计算得到的T stripin 的准确性。一般来说,应用初期使用报警模式,待基础数据收集完善后使用修正反射系数模式。在实际生产中,对报警模式进行了测试,锌锅实际工作温度为610,T strip in 的实测值为597,计算值为594.6,可见模型的精度可以满足工艺的要求。高温辐射计测量数据的

12、辨识模型P LC 控制流程,见图3 。图3测量数据辨识模型P LC 控制流程4结论在攀枝花钢铁有限责任公司冷轧厂二号和三号镀锌机组工程调试到试生产过程中,采用了图3控制流程的“板温测量报警”功能,避免了批量性产品质量事故,取得了明显的经济效益。参考文献1徐可军.传感器与检测技术.北京:电子工业出版社,2004.92廖常初.S7-300/400P LC 应用技术.北京:机械工业出版社,2005.1(收稿日期:2005-11-19冶金专利专利名称:自动在线热钢坯喷号机专利申请号:03280827.5公开号:2649200申请日:2003.09.22公开日:2004.10.20申请人:魏云虎本实用新

13、型涉及一种自动在线热钢坯喷号机,它包括计算机、标号机和涂料站,涂料站有涂料胶管接入标号机。标号机包括长气缸、滑轨、探头、由长气缸控制在滑轨上进退设有标号机构的小车,标号机构包括可滑动支架,支架上设有电磁阀组、短气缸、由短气缸控制的至少一个喷头、夹爪气缸和由夹爪气缸控制的夹爪;喷头依次包括字框、模腔、喷嘴、气路板和与气源相通的主气道板,字框与模腔呈字形,每一划设有一个喷嘴,与喷嘴相邻的气路板上设有通往每个喷嘴的气路、涂料胶管和水道,并设有控制喷气的气阀和控制进水或涂料的涂料阀。是一种能移动喷字、结构简单、喷嘴不易堵塞的自动在线热钢坯喷号机。专利名称:PC 轧机交叉头和侧导板快速更换装置专利申请号:200320109323.1公开号:2649206申请日:2003.10.29公开日:2004.10.20申请人:宝山钢铁股份有限公司本实用新型涉及板带轧机机架内大型零件的更换装置,尤其涉及PC 轧机交叉头和侧导板的快速更换装置。解决了现有机架内大型零件的更换消耗许多检修