本发明属于冶金工业生产的技术领域，涉及镀锌产品的制造技术，更具体地说，本发明涉及一种前后通透立式连续退火炉生产不同合金成分热镀锌产品的露点自适应控制方法。
背景技术：
露点是反映炉内保护气体中水分含量的技术参数，露点的高低直接影响带钢表面氧化铁的还原，炉子各段露点与板带表面氧化还原的速率有关。正常生产时，炉内保护气体成分的变化情况和板带表面被氢气还原的状态无法直接测得，而通过炉内露点的测量和分析就可以间接地推断炉内的这些变化情况，间接地显示炉内气氛的还原能力，炉子露点异常可能造成异物粘接在炉辊上，在板带表面产生缺陷。
si、mn、cr、p、b等合金元素是镀锌产品制造过程中常用元素，富含合金元素的镀锌产品在退火过程中，其合金元素容易扩散至带钢表面发生外氧化，在带钢表面形成sio2、mno2、mnsio3、mn2sio4等氧化物。外氧化产物与炉辊材料具有较强的亲和性、互溶性，容易粘附在辊面上并与炉辊的机体衬料发生化学反应而形成难以去除的积瘤。随着炉辊的不断使用，这些结瘤物在辊面会越长越大.凸起高度可以达到0.5mm，在炉内高温状态下使带钢表面产生严重的麻点缺陷。
现有技术中常规立式连续退火炉炉膛设计，没有按照不同产品、不同炉区实现露点分段控制。
随着近几年对合金元素内外氧化认识的加深，为了有效控制炉辊结瘤和提高产品表面质量，实际生产时需要抑制热镀锌产品基板中的不同合金成分退火时的外氧化，理论上又需要依据不同产品，按照不同炉区实现露点分段控制，并确保炉内露点分布合理。
技术实现要素：
本发明提供一种不同合金成分热镀锌产品的露点自适应控制方法，其目的是减少合金元素在钢板表面氧化物的生成。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的不同合金成分热镀锌产品的露点自适应控制方法，应用于前后通透立式连续退火炉的露点自适应控制系统；
所述的露点自适应控制系统在所述的前后通透的立式连续退火炉加热区和均热区域设置了多个加湿点及多个露点仪；
在所述的加湿点，加湿的n2气体是由管道输送来的n2分别通过一个装有脱盐水的可加热罐体且罐体内具有雾化装置，加湿通过罐体的n2气体，然后通过管道将带有湿气的n2通入炉体内部；
所述的露点仪在退火炉的加热和均热区域检测露点，向所述的露点自适应控制系统反馈控制通向炉内的加湿气体n2的量。
所述的加湿点的数量为四个，分别设置在加热区的前、中、后区以及均热段炉子的底部二层平台区域。
所述的加湿点是在炉体确定的加湿部位开孔，布置加湿管道，加湿点的孔口距离炉墙内壁的100mm～200mm位置；
经过脱盐水加湿的湿n2气体通过所述的加湿点的孔口进入炉内。
所述的露点仪的数量为八个，其检测值反应炉内该区段的实际露点控制情况；
所述的露点仪上、下各布置四个，分别设置在加热区的前、中、后区及均热段炉子的顶部各一个；底部二层平台对应加湿口的偏下游位置，每个加湿口各对应设置一个；
所述的顶部四个露点仪用于检测露点实际值，所述的底部四个露点仪用于检测露点实际值并反馈控制加湿气体流量。
所述的露点自适应控制方法是通过自适应调节加热段前、中、后区以及均热段露点，在带钢进入到退火炉后，将气氛露点分别提高到-10℃～-35℃、-15℃～-40℃、-25℃～-45℃、-35℃～-50℃之间，实现加热、均热段露点逐渐降低的分布。
所述的露点自适应控制方法根据不同牌号热镀锌产品基板含有的合金元素种类和含量不同，划分为四类：
一是从cq级到seddq级的低c软钢系列；二是富含有p、b的低c高强if钢系列；三是普通的低合金高强钢系列；四是富含si、mn、cr等合金元素的高强钢系列；
所述的第一类的加热段前、中、后区以及均热段露点分别为：-30℃～-35℃、-30℃～-40℃、-35℃～-45℃、-40℃～-50℃；
所述的第二类的加热段前、中、后区以及均热段露点分别为：-20℃～-30℃、-25℃～-35℃、-30℃～-40℃、-40℃～-50℃；
所述的第三类的加热段前、中、后区以及均热段露点分别为：-20℃～-30℃、-25℃～-35℃、-30℃～-40℃、-40℃～-50℃；
所述的第四类的加热段前、中、后区以及均热段露点分别为：-10℃～-20℃、-15℃～-25℃、-25℃～-35℃、-35℃～-50℃。
根据上述四个类别，将其不同控制策略集成于两级模型控制中，设置加热段前、中、后区以及均热段的露点数值，实现自适应反馈露点控制。
所述的两级模型控制包括一级控制和二级控制，其中：一级控制是plc级的控制，通过逻辑控制执行机构；二级控制是通过模型计算的控制参数值下传到plc，作为一级控制指令。
本发明采用上述技术方案，运用合金元素氧化控制原理，增设加湿装置，优化了露点反馈控制点，将炉区露点分段优化控制在一定范围，获得炉内露点合理分布；制定不同牌号产品的合金种类及其含量对露点控制要求，集成于二级模型中实现自适应控制；实现加热、均热段露点逐渐降低的分布，既满足抑制外氧化作用，同时保证在均热段能充分还原表面，炉辊结瘤控制良好，很好地消除麻点缺陷，取得了明显的控制效果。
附图说明
图1为本发明的现场实施的加湿装备的结构示意图；
图2是本发明的控制系统显示器中露点反馈画面的截图；
图3是本发明的露点控制曲线的屏幕截图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明为一种不同合金成分热镀锌产品的露点自适应控制方法，应用于前后通透立式连续退火炉的露点自适应控制系统。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现减少合金元素在钢板表面氧化物的生成的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图1至图3所示，本发明所述的露点自适应控制系统在所述的前后通透的立式连续退火炉加热区和均热区域设置了多个加湿点及多个露点仪；
在所述的加湿点，加湿的n2气体是由管道输送来的n2分别通过一个装有脱盐水的可加热罐体且罐体内具有雾化装置，加湿通过罐体的n2气体，然后通过管道将带有湿气的n2通入炉体内部；
所述的露点仪在退火炉的加热和均热区域检测露点，向所述的露点自适应控制系统反馈控制通向炉内的加湿气体n2的量。
如图1所示：
所述的加湿点的数量为四个，分别设置在加热区的前、中、后区以及均热段炉子的底部二层平台区域。
图1所示的加湿设备(即四个桶形的装置)的加湿位置在炉子二层平台位置。作用是n2气体通过加热的脱盐水罐体内部，加入湿n2气体，将水分带入炉内。
本发明运用合金元素氧化控制即露点控制原理，针对目前常规立式连续退火炉增设一套露点控制装置，其中包括加湿装置、露点仪，优化露点反馈控制点，实现炉内露点合理分布，且有效控制；制定不同牌号产品(按不同合金种类及其含量)露点控制要求，集成于二级模型中，实现自适应控制。因此，在实际生产中，钢板在进入露点较高的退火炉加热段时，抑制了合金元素向带钢表面的扩散，这样带钢表面的合金元素氧化物较少，减少合金元素氧化物与炉辊的直接接触。
氮氢总管露点-60℃以下；在未采取本发明的方案前，炉区各个工艺段露点在-50℃～-60℃之间，根据内氧化控制原理，显然露点控制不是优化状态。
而本发明的退火炉内体是按照一定比例的n2和h2的混合气体。h2主要是对带钢表面起还原作用。根据2h2 o2＝2h2o反应式，氧分压是可以通过h2o和h2合适的分压比(露点)控制的。通过氧分压的大小就控制了炉内气体的氧化性强弱。退火过程中，带钢次表面(即表面以下一定深度内)的合金元素向表面传质的速度小于o2向带钢内部的传质速度，合金元素发生氧化反应在带钢次表面发生。气体氧化性越强(露点越高)，发生氧化的部位距离带钢表面更远，氧化深度更大，减少合金元素在表面富集氧化。
加湿点的具体结构：
所述的加湿点是在炉体确定的加湿部位开孔，布置加湿管道，加湿点的孔口距离炉墙内壁的100mm～200mm位置；
加湿点的作用：
经过脱盐水加湿的湿n2气体通过所述的加湿点的孔口进入炉内。
所述的露点仪的设置方案：
数量：所述的露点仪的数量为八个，其检测值反应炉内该区段的实际露点控制情况；
位置：所述的露点仪上、下各布置四个，分别设置在加热区的前、中、后区及均热段炉子的顶部各一个；底部二层平台对应加湿口的偏下游位置，每个加湿口各对应设置一个；
所述的露点仪的作用：
所述的顶部四个露点仪用于检测露点实际值，所述的底部四个露点仪用于检测露点实际值并反馈控制加湿气体流量。
图3反映的是四个露点仪记录的时间与温度的关系曲线。其中，横坐标是时间，纵坐标是温度。
所述的露点自适应控制方法是通过自适应调节加热段前、中、后区以及均热段露点，在带钢进入到退火炉后，将气氛露点分别提高到-10℃～-35℃、-15℃～-40℃，-25℃～-45℃，-35℃～-50℃之间，实现加热、均热段露点逐渐降低的分布。
通过自适应调节加热段前、中、后区以及均热段露点，在带钢进入到退火炉后，将气氛露点提高到-10℃～-35℃、-15℃～-40℃，-25℃～-45℃，-35℃～-50℃之间，实现加热，均热段露点逐渐降低的分布，既满足抑制外氧化作用，同时保证在均热段能充分还原表面，炉辊结瘤控制良好，很好地消除麻点缺陷，取得了明显的控制效果。
所述的自适应调节方法是：不同品种的产品，对露点控制要求范围不同。根据不同产品品种对各区的露点控制要求设定在二级模型中，当系统接收到生产该产品品种的信息时，调用该露点控制要求，作为露点设定值，反馈调节加湿装置改变加湿n2的流量等参数控制，实现露点控制的自适应调节。
具体如下：
所述的露点自适应控制方法根据不同牌号热镀锌产品基板含有的合金元素种类和含量不同，划分为四类：
第一类，从cq级到seddq级的低c软钢系列；
第二类，富含有p、b的低c高强if钢系列；
第三类，普通的低合金高强钢系列；
第四类，富含si、mn、cr等合金元素的高强钢系列；
所述的第一类的加热段前、中、后区以及均热段露点分别为：-30℃～-35℃、-30℃～-40℃、-35℃～-45℃、-40℃～-50℃；
所述的第二类的加热段前、中、后区以及均热段露点分别为：-20℃～-30℃、-25℃～-35℃、-30℃～-40℃、-40℃～-50℃；
所述的第三类的加热段前、中、后区以及均热段露点分别为：-20℃～-30℃、-25℃～-35℃、-30℃～-40℃、-40℃～-50℃；
所述的第四类的加热段前、中、后区以及均热段露点分别为：-10℃～-20℃、-15℃～-25℃、-25℃～-35℃、-35℃～-50℃。
根据上述四个类别，将其不同控制策略集成于两级模型控制中，设置加热段前、中、后区以及均热段的露点数值，实现自适应反馈露点控制。
所述的两级模型控制包括一级控制和二级控制，其中：一级控制是plc级的控制，通过逻辑控制执行机构；二级控制是通过模型计算的控制参数值下传到plc，作为一级控制指令。
根据上述四个类别，根据不同牌号产品其含有的不同类别合金元素种类和含量，将其不同控制策略集成于两级模型控制中，设置加热段前、中、后区以及均热段的露点数值，实现自适应反馈露点控制。
所述的两级模型控制是生产线的过程级控制系统，其中包含有根据不同产品品种、规格及性能等产品属性要求，通过模型计算得出该产品所需要的不同退火炉区域的温度，形成温度曲线等。根据温度曲线等控制要求，控制炉子加热等设备按照需要运行。
将该装置控制集成在两级模型控制中，能够按照不同含量合金元素的产品自适应切换露点控制要求。露点切换工艺主要是通过提高气氛中的氧化性，使内氧化深度更大，减少合金元素在钢板表面氧化物的生成。
通过本发明的实施，充分考虑通透炉膛在带钢运行过程中对露点分布的影响，合理设置反馈控制点，根据不同产品牌号(合金元素种类和含量高低)，将炉区露点分段优化控制在一定范围。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
1.一种不同合金成分热镀锌产品的露点自适应控制方法，应用于前后通透立式连续退火炉的露点自适应控制系统；
其特征在于：
所述的露点自适应控制系统在所述的前后通透的立式连续退火炉加热区和均热区域设置了多个加湿点及多个露点仪；
在所述的加湿点，加湿的n2气体是由管道输送来的n2分别通过一个装有脱盐水的可加热罐体且罐体内具有雾化装置，加湿通过罐体的n2气体，然后通过管道将带有湿气的n2通入炉体内部；
所述的露点仪在退火炉的加热和均热区域检测露点，向所述的露点自适应控制系统反馈控制通向炉内的加湿气体n2的量。
2.按照权利要求1所述的不同合金成分热镀锌产品的露点自适应控制方法，其特征在于：所述的加湿点的数量为四个，分别设置在加热区的前、中、后区以及均热段炉子的底部二层平台区域。
3.按照权利要求2所述的不同合金成分热镀锌产品的露点自适应控制方法，其特征在于：
所述的加湿点是在炉体确定的加湿部位开孔，布置加湿管道，加湿点的孔口距离炉墙内壁的100mm～200mm位置；
经过脱盐水加湿的湿n2气体通过所述的加湿点的孔口进入炉内。
4.按照权利要求2所述的不同合金成分热镀锌产品的露点自适应控制方法，其特征在于：
所述的露点仪的数量为八个，其检测值反应炉内该区段的实际露点控制情况；
所述的露点仪上、下各布置四个，分别设置在加热区的前、中、后区及均热段炉子的顶部各一个；底部二层平台对应加湿口的偏下游位置，每个加湿口各对应设置一个；
所述的顶部四个露点仪用于检测露点实际值，所述的底部四个露点仪用于检测露点实际值并反馈控制加湿气体流量。
5.按照权利要求1至4中任意一项所述的不同合金成分热镀锌产品的露点自适应控制方法，其特征在于：所述的露点自适应控制方法是通过自适应调节加热段前、中、后区以及均热段露点，在带钢进入到退火炉后，将气氛露点分别提高到-10℃～-35℃、-15℃～-40℃、-25℃～-45℃、-35℃～-50℃之间，实现加热、均热段露点逐渐降低的分布。
6.按照权利要求1至4中任意一项所述的不同合金成分热镀锌产品的露点自适应控制方法，其特征在于：
所述的露点自适应控制方法根据不同牌号热镀锌产品基板含有的合金元素种类和含量不同，划分为四类：
第一类，从cq级到seddq级的低c软钢系列；
第二类，富含有p、b的低c高强if钢系列；
第三类，普通的低合金高强钢系列；
第四类，富含si、mn、cr等合金元素的高强钢系列；
根据上述四个类别，将其不同控制策略集成于两级模型控制中，设置加热段前、中、后区以及均热段的露点数值，实现自适应反馈露点控制。
7.按照权利要求6所述的不同合金成分热镀锌产品的露点自适应控制方法，其特征在于：
所述的第一类的加热段前、中、后区以及均热段露点分别为：-30℃～-35℃、-30℃～-40℃、-35℃～-45℃、-40℃～-50℃；
所述的第二类的加热段前、中、后区以及均热段露点分别为：-20℃～-30℃、-25℃～-35℃、-30℃～-40℃、-40℃～-50℃；
所述的第三类的加热段前、中、后区以及均热段露点分别为：-20℃～-30℃、-25℃～-35℃、-30℃～-40℃、-40℃～-50℃；
所述的第四类的加热段前、中、后区以及均热段露点分别为：-10℃～-20℃、-15℃～-25℃、-25℃～-35℃、-35℃～-50℃。
8.按照权利要求6所述的不同合金成分热镀锌产品的露点自适应控制方法，其特征在于：所述的两级模型控制包括一级控制和二级控制，其中：一级控制是plc级的控制，通过逻辑控制执行机构；二级控制是通过模型计算的控制参数值下传到plc，作为一级控制指令。
技术总结