D0L:10.133745.issn1001-053x.2012.08.011 第34卷第8期 北京科技大学学报 Vol.34 No.8 2012年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2012 基于可行工况集的带钢连续热处理过程优化策略 豆瑞锋) 温 治12》区董斌13,4) 程淑明》冯霄红3，) 李 志34) 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)北京科技大学冶金工业节能减排北京市重点实验室，北京100083 3)中治赛迪重庆赛迪工业炉有限公司，重庆4000134)中治赛迪重庆市钢铁治金工程技术研究中心，重庆400013 ☒通信作者，E-mail:wenzhi(@me.usth.cd山.cn 摘要在带钢连续热处理热过程机理数学模型的基础上，提出了带钢连续热处理过程中的稳定工况和变工况过程的优化 策略。根据稳定工况过程的启发式优化策略，得到了各钢簇（由钢种、规格确定）的可行工况集，基于各钢簇可行工况集之间 的关系，研究开发了变工况条件下带钢连续热处理过程优化控制策略.该策略通过调整机组的操作参数，使得带钢温度与热 处理目标温度之间的误差最小.通过对现场实际采用的变工况控制策略与本文开发的策略的对比分析表明，基于可行工况集 的变工况策略可以在更短时间内实现变工况过程，更精准地控制变工况期间的带钢温度. 关键词带钢：热处理：工序；优化：可行工况集 分类号TK32 Optimization strategies of steel strip continuous heat treatment based on feasible sets DOU Rui-feng》,WEN Zhi,a)回，DONG Bin',,CHENG Shu-ming》,FENG Xiao--hong,UZhi 1)School of Mechanical Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Beijing Key Laboratory of Energy Saving and Emission Reduction for Metallurgical Industry,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 3)Chongqing CISDI Industrial Furnace Co.Ltd.,Chongqing 400013,China 4)Chongqing CISDI Engineering Research Center for Iron Steelmaking Plant Integration Co.Ltd.,Chongqing 400013,China Corresponding author,E-mail:wenzhi@me.ustb.edu.en ABSTRACT Based on the heat transfer model,optimization strategies were proposed for the steady and transition operating modes during steel strip continuous heat treatment processes.Feasible sets for every steel group (classed by steel grade and size)can be obtained by a heuristic optimization strategy in the steady operating mode.Based on the relations of feasible sets of different steel groups,an optimization strategy for the transition operating mode was developed,which minimized the differences between the steel strip temperature and target temperature of heat treatment by the adjustment of operating parameters.A comparison between the control strategy used in steelmaking plants and the new developed shows that the optimization strategy based on feasible sets can fulfill the tran- sition operating mode more rapidly and control the temperature of steel strips more accurately. KEY WORDS steel strips;heat treatment:working procedure:optimization:feasible sets 带钢轧后热处理是带钢生产中的重要工序.带好、生产效率高等优势，得到了广泛的应用.由于带 钢轧后热处理一般为再结晶退火，通过再结晶退火 钢连续热处理立式炉具有各炉区结构复杂多样、传 达到降低钢的硬度、消除冷加工硬化、改善钢的性能 热特性不尽相同、相对热惯性时间大以及工况频繁 和恢复钢的塑性变形能力的目的.用于带钢热处理 变化等特点，因此对立式炉内热过程的仿真-)和 的炉型主要有罩式热处理炉和连续热处理炉（立 优化控制变得十分困难.带钢连续热处理优化控制 式、卧式和L型)，连续热处理立式炉具有产品质量 的主要目标是使得带钢在每个炉段出口处的温度与 收稿日期：2011-05-28 基金项目：中央高校基本科研业务费专项(FRF-AS-10OO5B)第 34 卷 第 8 期 2012 年 8 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 No． 8 Aug． 2012 基于可行工况集的带钢连续热处理过程优化策略 豆瑞锋1) 温 治1，2) ! 董 斌1，3，4) 程淑明3) 冯霄红3，4) 李 志3，4) 1) 北京科技大学机械工程学院，北京 100083 2) 北京科技大学冶金工业节能减排北京市重点实验室，北京 100083 3) 中冶赛迪重庆赛迪工业炉有限公司，重庆 400013 4) 中冶赛迪重庆市钢铁冶金工程技术研究中心，重庆 400013 !通信作者，E-mail: wenzhi@ me． ustb． edu． cn 摘 要 在带钢连续热处理热过程机理数学模型的基础上，提出了带钢连续热处理过程中的稳定工况和变工况过程的优化 策略． 根据稳定工况过程的启发式优化策略，得到了各钢簇( 由钢种、规格确定) 的可行工况集，基于各钢簇可行工况集之间 的关系，研究开发了变工况条件下带钢连续热处理过程优化控制策略． 该策略通过调整机组的操作参数，使得带钢温度与热 处理目标温度之间的误差最小． 通过对现场实际采用的变工况控制策略与本文开发的策略的对比分析表明，基于可行工况集 的变工况策略可以在更短时间内实现变工况过程，更精准地控制变工况期间的带钢温度． 关键词 带钢; 热处理; 工序; 优化; 可行工况集 分类号 TK32 Optimization strategies of steel strip continuous heat treatment based on feasible sets DOU Rui-feng1) ，WEN Zhi 1，2) ! ，DONG Bin1，3，4) ，CHENG Shu-ming3) ，FENG Xiao-hong3，4) ，LI Zhi 3，4) 1) School of Mechanical Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Beijing Key Laboratory of Energy Saving and Emission Reduction for Metallurgical Industry，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 3) Chongqing CISDI Industrial Furnace Co． Ltd． ，Chongqing 400013，China 4) Chongqing CISDI Engineering Research Center for Iron ＆ Steelmaking Plant Integration Co． Ltd． ，Chongqing 400013，China !Corresponding author，E-mail: wenzhi@ me． ustb． edu． cn ABSTRACT Based on the heat transfer model，optimization strategies were proposed for the steady and transition operating modes during steel strip continuous heat treatment processes． Feasible sets for every steel group ( classed by steel grade and size) can be obtained by a heuristic optimization strategy in the steady operating mode． Based on the relations of feasible sets of different steel groups，an optimization strategy for the transition operating mode was developed，which minimized the differences between the steel strip temperature and target temperature of heat treatment by the adjustment of operating parameters． A comparison between the control strategy used in steelmaking plants and the new developed shows that the optimization strategy based on feasible sets can fulfill the tran￾sition operating mode more rapidly and control the temperature of steel strips more accurately． KEY WORDS steel strips; heat treatment; working procedure; optimization; feasible sets 收稿日期: 2011--05--28 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项( FRF--AS--10--005B) 带钢轧后热处理是带钢生产中的重要工序． 带 钢轧后热处理一般为再结晶退火，通过再结晶退火 达到降低钢的硬度、消除冷加工硬化、改善钢的性能 和恢复钢的塑性变形能力的目的． 用于带钢热处理 的炉型主要有罩式热处理炉和连续热处理炉( 立 式、卧式和 L 型) ，连续热处理立式炉具有产品质量 好、生产效率高等优势，得到了广泛的应用． 由于带 钢连续热处理立式炉具有各炉区结构复杂多样、传 热特性不尽相同、相对热惯性时间大以及工况频繁 变化等特点，因此对立式炉内热过程的仿真［1--4］和 优化控制变得十分困难． 带钢连续热处理优化控制 的主要目标是使得带钢在每个炉段出口处的温度与 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.08.011