一种热镀锌连退过程的C翘预报方法和系统与流程

技术特征：
1.一种热镀锌连退过程的c翘预报方法，其特征在于，包括：以带钢的横向中点为原点，以带钢纵向为x轴，以带钢横向为y轴，以带钢厚向为z轴建立直接坐标系；基于所述直角坐标系，将带钢沿纵向分成多个横向条元；获取数据参数；所述数据参数包括：带钢规格参数、炉段工艺参数、机组出口板形参数、优化过程参数、带材力学性能参数、优化递推过程调节因子最大值和优化递推量最大值；所述带钢规格参数包括：带钢的宽度和带钢的厚度；所述炉段工艺参数包括：设定目标温度、实际测量温度和炉内总张力；所述机组出口板形参数包括：翘曲分布实测值和翘曲允许偏差值；所述优化过程参数包括：带钢表面横向温差设定系数、带钢表面厚向温差设定系数；所述带材力学性能参数包括：带材弹性模量、带材屈服强度和材料平均线膨胀系数；获取进入炉段工艺时带钢表面的初始温度；根据所述初始温度和所述实际测量温度确定所述炉段工艺中带钢的平均温度；根据所述平均温度确定带钢的带材弹性模量折减系数和带材屈服强度折减系数；设定所述炉段工艺中带钢的表面厚向温差和表面横向温差；根据所述表面厚向温差、所述表面横向温差、所述实际测量温度、所述带钢的宽度和带钢横向坐标值确定所述炉段工艺结束时带钢上下表面的温度分布；根据所述带钢上下表面的温度分布、所述初始温度、所述带材弹性模量折减系数、所述带材屈服强度折减系数、所述带材弹性模量、所述带材屈服强度、所述炉内总张力、所述材料平均线膨胀系数、所述带钢的宽度和所述带钢的厚度确定带钢上下表面的塑性应变量；根据所述带钢上下表面的塑性应变量确定所述横向条元的最大塑性应变差；根据所述最大塑性应变差、所述带钢横向坐标值和所述带钢的宽度构建所述炉段工艺结束时的带钢翘曲分布；设定优化递推量；判断所述优化递推量是否小于等于所述翘曲分布实测值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果为所述优化递推量小于等于所述翘曲分布实测值时，则设定优化递推过程调节因子初值；根据所述优化递推过程调节因子初值、所述优化递推量和所述带钢翘曲分布确定带钢翘曲分布理论值；根据所述带钢翘曲分布理论值和所述翘曲分布实测值确定目标函数，并确定所述目标函数的最小值；判断所述目标函数的最小值是否小于等于所述翘曲允许偏差值，得到第二判断结果；当所述第二判断结果为所述目标函数的最小值小于等于所述翘曲允许偏差值时，输出带钢翘曲分布结果；当所述第二判断结果为所述目标函数的最小值大于所述翘曲允许偏差值时，判断所述优化递推过程调节因子初值是否小于优化递推过程调节因子最大值，得到第三判断结果；当所述第三判断结果为所述优化递推过程调节因子初值小于优化递推过程调节因子最大值时，则重新设定优化递推过程调节因子初值后，返回步骤“根据所述优化递推过程调节因子初值、所述优化递推量和所述带钢翘曲分布确定带钢翘曲分布理论值”；当所述第三判断结果为所述优化递推过程调节因子初值大于等于优化递推过程调节
因子最大值时，则重新设定优化递推量后，返回步骤“判断所述优化递推量是否小于等于所述翘曲分布实测值，得到第一判断结果”；当所述第一判断结果为所述优化递推量大于所述翘曲分布实测值时，则重新设定所述炉段工艺中带钢的表面厚向温差和表面横向温差后，返回步骤“根据所述表面厚向温差、所述表面横向温差、所述实际测量温度、所述带钢的宽度和所述带钢横向坐标值确定所述炉段工艺结束时带钢上下表面的温度分布”。2.根据权利要求1所述的热镀锌连退过程的c翘预报方法，其特征在于，所述根据所述平均温度确定带钢的带材弹性模量折减系数和带材屈服强度折减系数，具体包括：根据所述平均温度，采用公式确定所述带材弹性模量折减系数；根据所述平均温度，采用公式确定所述带材屈服强度折减系数；式中，χ
t
为带材弹性模量折减系数，η
t
为带材屈服强度折减系数，为平均温度。3.根据权利要求1所述的热镀锌连退过程的c翘预报方法，其特征在于，所述设定所述炉段工艺中带钢的表面厚向温差和表面横向温差，具体包括：根据所述带钢表面厚向温差设定系数、所述实测温度和所述设定目标温度确定所述表面厚向温差；带钢表面横向温差设定系数、所述实测温度和所述设定目标温度确定所述表面横向温差。4.根据权利要求3所述的热镀锌连退过程的c翘预报方法，其特征在于，所述表面厚向温差为δt
z
：δt
z
≤θ
z
|t
k
‑
t
m
|；所述表面横向温差为δt
y
：δt
y
≤θ
y
|t
k
‑
t
m
|；式中，θ
z
为带钢表面厚向温差设定系数，θ
y
为表面横向温差设定系数，t
k
为设定目标温度，t
m
为实测温度。5.根据权利要求1所述的热镀锌连退过程的c翘预报方法，其特征在于，所述根据所述表面厚向温差、所述表面横向温差、所述实际测量温度、所述带钢的宽度和带钢横向坐标值确定所述炉段工艺结束时带钢上下表面的温度分布，具体包括：根据所述表面厚向温差、所述表面横向温差、所述实际测量温度、所述带钢的宽度和带
钢横向坐标值，采用公式确定所述炉段工艺结束时带钢上下表面的温度分布；式中，t
s
为带钢上表面温度分布，t
x
为带钢下表面温度分布，δt
z
为表面厚向温差，δt
y
为表面横向温差，b为带钢的宽度，t
m
为实测温度，y为带钢横向坐标值。6.根据权利要求1所述的热镀锌连退过程的c翘预报方法，其特征在于，所述根据所述带钢上下表面的温度分布、所述初始温度、所述带材弹性模量折减系数、所述带材屈服强度折减系数、所述带材弹性模量、所述带材屈服强度、所述炉内总张力、所述材料平均线膨胀系数、所述带钢的宽度和所述带钢的厚度确定带钢上下表面的塑性应变量，具体包括：根据所述带钢上下表面的温度分布、所述初始温度、所述带材弹性模量折减系数、所述带材屈服强度折减系数、所述带材弹性模量、所述带材屈服强度、所述炉内总张力、所述材料平均线膨胀系数、所述带钢的宽度和所述带钢的厚度，采用公式确定带钢上下表面的塑性应变量；式中，μ为泊松比，ψ为温度相关系数，t
s
为带钢上表面温度分布，t
x
为带钢下表面温度分布，χ
t
为带材弹性模量折减系数，η
t
为带材屈服强度折减系数，t0为带钢表面的初始温度，b为带钢的宽度，h为带钢的厚度，f为炉内总张力，e为带材弹性模量，σ
s
为带材屈服强度，为材料平均线膨胀系数。7.根据权利要求1所述的热镀锌连退过程的c翘预报方法，其特征在于，所述炉段工艺结束时的带钢翘曲分布为w(y)：式中，ε
b
为最大塑性应变差，y为带钢横向坐标值，h为带钢的宽度。8.根据权利要求1所述的热镀锌连退过程的c翘预报方法，其特征在于，所述目标函数为为式中，w
g0
为带钢翘曲分布理论值，w
gm
为翘曲分布实测值。9.一种热镀锌连退过程的c翘预报系统，其特征在于，包括：直接坐标系建立模块，用于以带钢的横向中点为原点，以带钢纵向为x轴，以带钢横向为y轴，以带钢厚向为z轴建立直接坐标系；横向条元划分模块，用于基于所述直角坐标系，将带钢沿纵向分成多个横向条元；数据参数获取模块，用于获取数据参数；所述数据参数包括：带钢规格参数、炉段工艺参数、机组出口板形参数、优化过程参数、带材力学性能参数、优化递推过程调节因子最大
值和优化递推量最大值；所述带钢规格参数包括：带钢的宽度和带钢的厚度；所述炉段工艺参数包括：设定目标温度、实际测量温度和炉内总张力；所述机组出口板形参数包括：翘曲分布实测值和翘曲允许偏差值；所述优化过程参数包括：带钢表面横向温差设定系数、带钢表面厚向温差设定系数；所述带材力学性能参数包括：带材弹性模量、带材屈服强度和材料平均线膨胀系数；初始温度获取模块，用于获取进入炉段工艺时带钢表面的初始温度；平均温度确定模块，用于根据所述初始温度和所述实际测量温度确定所述炉段工艺中带钢的平均温度；折减系数确定模块，用于根据所述平均温度确定带钢的带材弹性模量折减系数和带材屈服强度折减系数；表面温差设定模块，用于设定所述炉段工艺中带钢的表面厚向温差和表面横向温差；温度分布确定模块，用于根据所述表面厚向温差、所述表面横向温差、所述实际测量温度、所述带钢的宽度和带钢横向坐标值确定所述炉段工艺结束时带钢上下表面的温度分布；塑性应变确定模块，用于根据所述带钢上下表面的温度分布、所述初始温度、所述带材弹性模量折减系数、所述带材屈服强度折减系数、所述带材弹性模量、所述带材屈服强度、所述炉内总张力、所述材料平均线膨胀系数、所述带钢的宽度和所述带钢的厚度确定带钢上下表面的塑性应变量；最大塑性应变差确定模块，用于根据所述带钢上下表面的塑性应变量确定所述横向条元的最大塑性应变差；带钢翘曲分布构建模块，用于根据所述最大塑性应变差、所述带钢横向坐标值和所述带钢的宽度构建所述炉段工艺结束时的带钢翘曲分布；优化递推设定模块，用于设定优化递推量；第一判断模块，用于判断所述优化递推量是否小于等于所述翘曲分布实测值，得到第一判断结果；优化递推过程调节因子初值设定模块，用于当所述第一判断结果为所述优化递推量小于等于所述翘曲分布实测值时，则设定优化递推过程调节因子初值；带钢翘曲分布理论值确定模块，用于根据所述优化递推过程调节因子初值、所述优化递推量和所述带钢翘曲分布确定带钢翘曲分布理论值；目标函数最小值确定模块，用于根据所述带钢翘曲分布理论值和所述翘曲分布实测值确定目标函数，并确定所述目标函数的最小值；第二判断模块，用于判断所述目标函数的最小值是否小于等于所述翘曲允许偏差值，得到第二判断结果；输出模块，用于当所述第二判断结果为所述目标函数的最小值小于等于所述翘曲允许偏差值时，输出带钢翘曲分布结果；第三判断模块，用于当所述第二判断结果为所述目标函数的最小值大于所述翘曲允许偏差值时，判断所述优化递推过程调节因子初值是否小于优化递推过程调节因子最大值，得到第三判断结果；第一返回模块，用于当所述第三判断结果为所述优化递推过程调节因子初值小于优化
递推过程调节因子最大值时，则重新设定优化递推过程调节因子初值后，返回实施“根据所述优化递推过程调节因子初值、所述优化递推量和所述带钢翘曲分布确定带钢翘曲分布理论值”；第二返回模块，用于当所述第三判断结果为所述优化递推过程调节因子初值大于等于优化递推过程调节因子最大值时，则重新设定优化递推量后，返回实施“判断所述优化递推量是否小于等于所述翘曲分布实测值，得到第一判断结果”；第三返回模块，用于当所述第一判断结果为所述优化递推量大于所述翘曲分布实测值时，则重新设定所述炉段工艺中带钢的表面厚向温差和表面横向温差后，返回实施“根据所述表面厚向温差、所述表面横向温差、所述实际测量温度、所述带钢的宽度和所述带钢横向坐标值确定所述炉段工艺结束时带钢上下表面的温度分布”。

技术总结
本发明涉及一种热镀锌连退过程的C翘预报方法和系统。该热镀锌连退过程的C翘预报方法，综合考虑镀锌连退机组的设备与工艺特点，考虑其带钢在连退炉内纵向张应力以及热应力共同作用，造成带钢在厚度方向上横向延伸量各不相同从而产生C翘本质。从影响C翘机理及其相关影响因素出发，通过连退炉内各工艺段工艺参数预报炉内各工艺段板形，基于出口板形及各炉段工艺参数，采用优化递推法实现对炉内某工艺段板形的预报，为实现炉内板形翘曲分布实时预报，并为后续炉内板形翘曲控制提供理论基础与技术支持，为提升现场设备技术提升有巨大作用，进而解决了炉内板形无法预知的难题，为实现各工艺段的工艺参数优化提供理论基础和技术途径。径。径。


技术研发人员：白振华 王孝建 钱胜 顾清
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：2021.08.13
技术公布日：2021/11/8