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摘 要：连续退火技术作为连续退火机组的核心技术，近年来取得了快速发展，同时也得到了广泛应用，其中带钢的性能主要取决于退火炉的控制技术，本文在说明连退机组退火炉两种控制技术的基础上，通过分析现场实绩重点从规格过渡、温度过渡等几方面总结了实际生产过程中手动控制技术。
关键词：连退 自动化控制系统 炉温控制 规格过渡
1 绪论
1.1 引言
连续退火工艺目前在世界上是比较先进的冷轧热处理工艺。其特点是生产线速度快，对带钢的性能要求高，为此对生产过程中操作控制技术提出了较高的要求。带钢在整个热处理过程中，经历预热、加热、均热、缓冷、快冷、过时效和终冷阶段，以达到工艺要求的退火目的，最终满足用户要求的各项性能指标[1～2]，目前控制炉温的系统主要有自动控制系统和手动控制系统。
1.2 退火机制
退火是一种金属热处理工艺，具体过程为将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以合适的速度冷却。最终目的是降低材料硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷[3]。
通过对退火机制的解读可以得到，退火过程中主要控制点有两方面内容：1）退火温度，在实际生产中即为带钢温度；2）保温时间，在实际生产中反映在带钢运行速度上。所以在实际生产中为了实现带钢最终性能满足用户需求，必须要控制好带钢退火温度和带钢运行速度，以得到最终符合性能的成品带钢。
在实际生产过程中，带钢的规格、材质等都要严格按照生产计划随时发生变化，因而必须根据炉子设备能力情况及产品制造要求对炉温控制作出及时调整，避免因带温加热偏差、保温时间不足或冷却速度太慢而影响产品质量。这就是说，在正常稳定生产时，为了满足生产及用户需要，必须人为地改变当前的稳定状态，由一种控制模式向另一种控制模式下的稳定状态过渡。由于炉温的过渡变化会影响到稳定生产，甚至会引起带钢跑偏和热瓢曲的出现，因而需要有一套科学的控制策略及方法来完成速度平稳过渡控制。
2 退火炉控制系统
2.1 炉子自动化控制系统
炉子自动化系统（Furnace Automation System 简称F.A.S.）不仅要控制加热的过程，还要进一步应用数理模型和精密的控制策略，这就意味着在生产过程中会减少产量和质量的损失。在此意义上，F.A.S.根据带钢的退火周期和炉子的能力，实现退火过程的最优化。在生产过程中，F.A.S对工艺段的带钢处理实现自动操作、优化和监视等功能（即实际速度大于最小速度）。
F.A.S的主要目的是根据不同的生产状况而作出相应的生产决策，并予以执行，主要有以下五个方面：1）稳定生产状态；2）目标速度补偿；3）外部速度限制；4）带钢规格变化；5）退火曲线变化。
2.2 炉子手动控制系统
炉子手动控制系统，由现场操作人员根据实际生产情况通过操作画面或者操作面板输入具体运行命令，上传至数据库系统，并给予反馈，完成对退火炉的控制，在现场的实际操作当中，因为手动控制系统具有灵活性、反应快的特点得到了广泛的应用。
3 退火炉手动操作控制技术
通过对两种控制系统的分析，在实际生产中，自动化控制系统尚不能全面应对复杂的生产环境，所以常用的仍为手动控制系统，根据前文所述，为了保证带钢性能，必须控制好带钢温度和带钢运行速度，这就要求操作人员根据来料的具体情况提前做好预判，设置好相关参数。
在实际生产过程中，手动控制的难点在于前行带钢与后行带钢规格不一致、温度不一致及规格和温度同时变化的过渡，为了保证前、后行带钢的性能满足要求，必须对带钢运行速度或炉温进行调整，本文通过在现场的实际操作经验，总结了各种过渡的控制技术，下面分别以温度不变、规格过渡，规格不变、温度过渡及规格和温度同时变化等三种情况详细介绍炉温控制技术。
3.1 规格切换下的炉温控制技术
3.1.1 薄料接厚料
前行带钢规格为薄料，后行带钢规格为厚料，因热量传导与材料体积的关系，后行的厚料带
钢会带走大量的炉内温度，而且因为加热段测温点在加热段出口，厚料进加热炉后从HMI画面中观察实际炉温下降不是很明显，会影响操作人员对炉温的判断，所以要在生产厚料前提前升温，保证炉温不被厚料带下来太多，但在升温的同时要确保前行薄料带钢的退火温度，符合生产计划要求，厚料带钢进入加热炉前，保持煤气大流量工作，使加热炉处于加热状态。
3.1.2 厚料接薄料
前、后行带钢焊缝进入加热炉后逐步升速，升速时要特别关注缓冷至终冷段的带钢板温，不能盲目加速，因为前行厚料带钢，通过冷却段需要的冷却功率比较大，若不断升速或升速过快，会加大冷却功率（以保证设定带钢温度），如此一来在薄料进入冷却段后，骤热骤冷，可能会引起跑偏、瓢曲等事故，厚料速度过高也可能使冷却段无法达到设定带钢温度（冷却功率大，但不能降低带钢温度），产生温度不符等质量缺陷。
3.2 温度变化下的炉温控制技术
此种过渡相对来说最为容易控制，并且在实际生产中最易发挥出机组产能，当规格不发生改变时，只需要根据生产计划中设定的炉温进行简单的温度调整或是速度调整。
3.3 规格与温度均变化下的炉温控制技术
在正常生产过程中尽量避免编排规格与温度同时变化的计划进行生产，因为一旦变化过于频繁可能导致炉况不稳，产生异常情况，一旦出现上述情况，可结合前文所述的各种过渡的控制技术根据具体的生产计划适当调整。
3.4 控制过程中的注意事项
除了常规的控制技术以外，还有很多在实际生产中需要注意的问题，具体如下：
1）控制温度、速度的同时，还要观察煤气流量、燃烧功率、风机功率等参数，具体来说生产薄料带钢的时候，煤气流量变化比较大而且降速的时候要控制好冷却段的温度，避免冷瓢曲。为了降低煤气流量，可以将温度预先设低，使加热炉处于不加热的状态；
2）对于厚料带钢，为了更加精确的控制温度，在厚料带钢进入加热炉后，要观察炉温是否有余量，才可以决定能否加速，若温度没烧上来，就要降速；
3）精确控制炉温，在炉内煤气流量大的情况下，炉温可以升得相对较快，所以控制温度时要跟踪煤气流量，若煤气流量不足，可以将均热炉温度设高，将煤气流量烧上来；
4 结束语
本文通过作者在冷轧某连退机组的经历结合理论数据支撑对两种炉温控制系统进行了初步分析，并最终总结出手动控制炉温时的几种方法，同时，结合现场的实际生产经验，总结出在生产过程中应该注意的3点问题。
参考文献：
[1]荣蓓. 宝钢冷轧连续退火机组的带钢温度控制[J]. 控制工程， 2003，9（5）： 426～428
[2] 林莉军. 宝钢1800mm冷轧连续退火机组炉内最佳速度控制技术[J].宝钢技术，2005，1：68～69
[3] 晏晓华.宝钢连续退火机组加热炉带温控制技术[J].控制工程，2004，11：138～140
关键词：连退 自动化控制系统 炉温控制 规格过渡
1 绪论
1.1 引言
连续退火工艺目前在世界上是比较先进的冷轧热处理工艺。其特点是生产线速度快，对带钢的性能要求高，为此对生产过程中操作控制技术提出了较高的要求。带钢在整个热处理过程中，经历预热、加热、均热、缓冷、快冷、过时效和终冷阶段，以达到工艺要求的退火目的，最终满足用户要求的各项性能指标[1～2]，目前控制炉温的系统主要有自动控制系统和手动控制系统。
1.2 退火机制
退火是一种金属热处理工艺，具体过程为将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以合适的速度冷却。最终目的是降低材料硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷[3]。
通过对退火机制的解读可以得到，退火过程中主要控制点有两方面内容：1）退火温度，在实际生产中即为带钢温度；2）保温时间，在实际生产中反映在带钢运行速度上。所以在实际生产中为了实现带钢最终性能满足用户需求，必须要控制好带钢退火温度和带钢运行速度，以得到最终符合性能的成品带钢。
在实际生产过程中，带钢的规格、材质等都要严格按照生产计划随时发生变化，因而必须根据炉子设备能力情况及产品制造要求对炉温控制作出及时调整，避免因带温加热偏差、保温时间不足或冷却速度太慢而影响产品质量。这就是说，在正常稳定生产时，为了满足生产及用户需要，必须人为地改变当前的稳定状态，由一种控制模式向另一种控制模式下的稳定状态过渡。由于炉温的过渡变化会影响到稳定生产，甚至会引起带钢跑偏和热瓢曲的出现，因而需要有一套科学的控制策略及方法来完成速度平稳过渡控制。
2 退火炉控制系统
2.1 炉子自动化控制系统
炉子自动化系统（Furnace Automation System 简称F.A.S.）不仅要控制加热的过程，还要进一步应用数理模型和精密的控制策略，这就意味着在生产过程中会减少产量和质量的损失。在此意义上，F.A.S.根据带钢的退火周期和炉子的能力，实现退火过程的最优化。在生产过程中，F.A.S对工艺段的带钢处理实现自动操作、优化和监视等功能（即实际速度大于最小速度）。
F.A.S的主要目的是根据不同的生产状况而作出相应的生产决策，并予以执行，主要有以下五个方面：1）稳定生产状态；2）目标速度补偿；3）外部速度限制；4）带钢规格变化；5）退火曲线变化。
2.2 炉子手动控制系统
炉子手动控制系统，由现场操作人员根据实际生产情况通过操作画面或者操作面板输入具体运行命令，上传至数据库系统，并给予反馈，完成对退火炉的控制，在现场的实际操作当中，因为手动控制系统具有灵活性、反应快的特点得到了广泛的应用。
3 退火炉手动操作控制技术
通过对两种控制系统的分析，在实际生产中，自动化控制系统尚不能全面应对复杂的生产环境，所以常用的仍为手动控制系统，根据前文所述，为了保证带钢性能，必须控制好带钢温度和带钢运行速度，这就要求操作人员根据来料的具体情况提前做好预判，设置好相关参数。
在实际生产过程中，手动控制的难点在于前行带钢与后行带钢规格不一致、温度不一致及规格和温度同时变化的过渡，为了保证前、后行带钢的性能满足要求，必须对带钢运行速度或炉温进行调整，本文通过在现场的实际操作经验，总结了各种过渡的控制技术，下面分别以温度不变、规格过渡，规格不变、温度过渡及规格和温度同时变化等三种情况详细介绍炉温控制技术。
3.1 规格切换下的炉温控制技术
3.1.1 薄料接厚料
前行带钢规格为薄料，后行带钢规格为厚料，因热量传导与材料体积的关系，后行的厚料带
钢会带走大量的炉内温度，而且因为加热段测温点在加热段出口，厚料进加热炉后从HMI画面中观察实际炉温下降不是很明显，会影响操作人员对炉温的判断，所以要在生产厚料前提前升温，保证炉温不被厚料带下来太多，但在升温的同时要确保前行薄料带钢的退火温度，符合生产计划要求，厚料带钢进入加热炉前，保持煤气大流量工作，使加热炉处于加热状态。
3.1.2 厚料接薄料
前、后行带钢焊缝进入加热炉后逐步升速，升速时要特别关注缓冷至终冷段的带钢板温，不能盲目加速，因为前行厚料带钢，通过冷却段需要的冷却功率比较大，若不断升速或升速过快，会加大冷却功率（以保证设定带钢温度），如此一来在薄料进入冷却段后，骤热骤冷，可能会引起跑偏、瓢曲等事故，厚料速度过高也可能使冷却段无法达到设定带钢温度（冷却功率大，但不能降低带钢温度），产生温度不符等质量缺陷。
3.2 温度变化下的炉温控制技术
此种过渡相对来说最为容易控制，并且在实际生产中最易发挥出机组产能，当规格不发生改变时，只需要根据生产计划中设定的炉温进行简单的温度调整或是速度调整。
3.3 规格与温度均变化下的炉温控制技术
在正常生产过程中尽量避免编排规格与温度同时变化的计划进行生产，因为一旦变化过于频繁可能导致炉况不稳，产生异常情况，一旦出现上述情况，可结合前文所述的各种过渡的控制技术根据具体的生产计划适当调整。
3.4 控制过程中的注意事项
除了常规的控制技术以外，还有很多在实际生产中需要注意的问题，具体如下：
1）控制温度、速度的同时，还要观察煤气流量、燃烧功率、风机功率等参数，具体来说生产薄料带钢的时候，煤气流量变化比较大而且降速的时候要控制好冷却段的温度，避免冷瓢曲。为了降低煤气流量，可以将温度预先设低，使加热炉处于不加热的状态；
2）对于厚料带钢，为了更加精确的控制温度，在厚料带钢进入加热炉后，要观察炉温是否有余量，才可以决定能否加速，若温度没烧上来，就要降速；
3）精确控制炉温，在炉内煤气流量大的情况下，炉温可以升得相对较快，所以控制温度时要跟踪煤气流量，若煤气流量不足，可以将均热炉温度设高，将煤气流量烧上来；
4 结束语
本文通过作者在冷轧某连退机组的经历结合理论数据支撑对两种炉温控制系统进行了初步分析，并最终总结出手动控制炉温时的几种方法，同时，结合现场的实际生产经验，总结出在生产过程中应该注意的3点问题。
参考文献：
[1]荣蓓. 宝钢冷轧连续退火机组的带钢温度控制[J]. 控制工程， 2003，9（5）： 426～428
[2] 林莉军. 宝钢1800mm冷轧连续退火机组炉内最佳速度控制技术[J].宝钢技术，2005，1：68～69
[3] 晏晓华.宝钢连续退火机组加热炉带温控制技术[J].控制工程，2004，11：138～140