热镀锌锌层厚度控制技术研究_娄德诚

２ 控制措施
针对上述分析 ， 提出以下控制措施 ： （ ） 锌锅沉没辊使用前期工况较好 ， 带钢稳定 １ 性好 ， 因 此， 生 产 组 织 和 计 划 排 产 时， 将较薄镀层 以利于锌层控制 ； 订单安排在辊期的中前期 ，
图 ９ 在线检测值影响的回归分析拟合线图
１－ 回归值 ； ２－９ ５％ 置信区间 ； ３－９ ５％ 预测区间
） （ 将锌层订 单 厚 度 变 化 安 排 在 生 产 带 钢 厚 ２ 度在 ０ 以利于锌层控制 ； ． ９ ５～１ ． ２ ５ ｍｍ 之间时 ， （ ）将厚 带 钢 生 产 安 排 在 辊 期 中 前 期 生 产 ， ３ 以利于锌层控制 ； （ ）将带钢厚度和锌层订单厚度变化 较频繁 ４ 的订单安排在辊期中前期生产 ；
收稿日期 ： ２ ０ １ ２－０ ５－２ ８ ， ， 作者简介 ： 娄德诚 （ 男（ 汉族 ） 黑龙 江 牡丹 江人 ， 工程师 。 １ ９ ７ ９－ ） 图 １ Ｄ Ｏ Ｅ 分析因子影响图
Ａ－ 带钢厚度 ； Ｂ－ 锌层订单厚度 ； Ｃ－ 带钢稳定性
从图 １、 图２可 看 出， 带 钢 厚 度、 带钢稳定性 对锌层厚度控制 的 影 响 是 显 著 的 ， 带钢厚度与锌 层订单厚度的交 互 作 用 影 响 、 锌层订单厚度与带 钢稳定性的交互作用影响均是显著的 。
１ 锌层厚度控制的影响因素
１ ． １ 在线锌层厚度检测系统 采集了 １ 对热镀锌生产线在 ０ 个镀锌板样本 ， 线锌层厚度检测 系 统 的 稳 定 性 、 精密性（ 重 复 性、 再现性 ） 进行了分析 ： （ ）样 本 Ｐ ／ 小于 １ ＴＶ 的 Ｒ 值 为 １ ０ ． ６ ４％ ， 说明该测量系统的重复性和再现性都比较 ３ ０％ ， 好； （ ） ／ 样本 Ｐ 小于 ３ ２ Ｔ 的 Ｒ 值为 １ ６ ． ３ ６％ ， ０％ ， 说明该测 量 系 统 的 散 布 与 规 格 对 比 在 允 许 范 围 良和不良区分能力足够 。 内， 由此可见 ， 在 线 测 量 系 统 的 稳 定 性、 精密性 （ 重复性 、 再现性 ） 均较好 ， 测量系统是可信的 。 带钢厚度和带钢稳定性 １ ． ２ 锌层订单厚度 、 计划排产中 ， 带钢厚度 、 锌层订单厚度等有较
图 ２ Ｄ Ｏ Ｅ 分析交互作用图
数据 ， 利用数学方法进行分析 ， 以得到较量化的影 响关系 。 目前 ， 本公司镀锌线生产汽车板时锌 液 中 Ａ ｌ 含量 控 制 在 ０ 锌层表面质量较 ． ２ ０％ ～０ ． ２ ２％ ， 好 。 本文对锌液中不 同 Ａ ｌ含 量 时 锌 层 厚 度 控 制 见图 ６。 情况进行了对比 ，
（ ） 北京首钢冷轧薄板有限公司 ，北京 １ ０ １ ３ ０ ４ 摘 要： 针对北京首钢冷轧薄板有限公司热镀锌线锌层厚度控制精度偏低 、 锌锭消耗较大 、 生产成本较高的问 对连续热镀锌生产中影响锌层厚度控制的因素进行了分析 ， 提出了相应控制措施 ， 使锌层厚度在正公差 ＋ 题，
２ ／ 范围内的命中率达到 ９ ０ ｍ ０％ 。 ０～１ ｇ 关键词 ： 热镀锌 ； 锌层厚度 ； 影响因素 ； 分析 ； 控制
图 ４ Ｄ Ｏ Ｅ 分析带钢厚度和带钢稳定性的等值线图
锌锅中沉没辊 使 用 前 期 工 况 较 好 ， 带钢稳定 性较好 ； 使 用 后 期， 带 钢 抖 动 较 大， 稳 定 性 较 差。 带钢稳定性对锌层厚度控制精度的影响见图 ７。
图 ５ Ｄ Ｏ Ｅ 分析带钢厚度和锌层订单厚度的等值线图
从图 ３～ 图 ５ 可看出 ， 带钢稳定性越好 ， 锌层 厚度精度就越高 ； 厚镀层比薄镀层的锌层厚度精 度高 ； 薄带钢比厚带钢的锌层厚度精度高 ； 带钢厚 锌层订单厚度变化对锌 度在 ０ ． ９ ５～１ ． ２ ５ ｍｍ 时 ， 层厚度精度没有显著影响 ； 带钢较稳定 ， 振幅小于 锌层订单厚度变化和带钢厚度变化对锌 ４ ｍｍ 时 ， 层 厚 度 精 度 没 有 显 著 影 响； 对 ２ ０ １ ３年２月·第３ ０卷·第１期 Ｓ Ｔ Ｅ Ｅ Ｌ Ｒ Ｏ Ｌ Ｌ Ｉ ＮＧ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ ｌ ． ３ ０ Ｎ ｏ ． １
热镀锌锌层厚度控制技术研究
娄德诚 ， 齐海英 ， 王 丰涛 ， 孔凡庆 ， 贾 松
图 ７ 带钢稳定性对锌层厚度控制精度影响的 一元方差分析箱线图
从图 ７ 可 以 看 出 ， 当 带 钢 抖 动 较 大 时， 锌层 厚度超差较大 ， 因此带钢稳定性越好 ， 对锌层厚度 控制越有利 。 １ ． ４ 在线锌层厚度检测和气刀压力 生产中 ， 一般 根 据 带 钢 规 格 和 线 速 度 固 化 气
。 各因子之间相互影响的数量关系见图３ ～图５
图３ Ｏ Ｅ 分析带钢稳定性和锌层订单厚度的等值线图 Ｄ
图 ６ 锌液中 Ａ ｌ含量对锌层厚度控制精度影响的 一元方差分析箱线图
从图 ６ 可以 看 出 ， 当锌液中 Ａ ｌ含 量 控 制 在 锌液成分的变化对锌层厚度 ０ ． ２ ０％ ～０ ． ２ ２％ 时 ， 精度没有影响 。
２ ／ ） ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ（ ｚ ｉ ｎ ｃ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｗ ｅ ｉ ｈ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｈ ｉ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｉ ｎ ｔ ａ ｒ ｅ ｔ＋ ０～１ ０ ｍ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｉ ｍ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｔ ｏ ９ ０％ ． Ｔ ｈ ｅ ｐ ｇ ｇ ｇ ｇ ｇ ｐ ： ； ； ； ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ａ ｌ ｖ ａ ｎ ｉ ｚ ｉ ｎ ｉ ｎ ｃ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｗ ｅ ｉ ｈ ｔｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｇ ｇ ｚ ｇ ｇ ｙ ｙ
从图 ８ 可知 ， 气刀压力与锌层厚度拟合情况 良好 ， 两 者 之 间 有 着 对 应 关 系： 锌 层 厚 度 ｇ＝ 可以通过调 Ｐ 为 气 刀 压 力， １ ３ ７ ． ８－０ ． １ ２ ３ ５×Ｐ， 整气刀压力来控制锌层厚度 。 实际生产中是通过在线检测仪的反馈值来对 气刀压力进行调整 。 在线锌层测厚仪的检测值对 锌层厚度控制精度的影响见图 ９。
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轧 钢
０ １ ３ 年 ２ 月出版 ２
刀高 度 ， 通 过 调 整 气 刀 压 力 控 制 锌 层 厚 度 。气 刀 压力对锌层厚度控制精度的影响见图 ８。
式调整 、 数据库优化 、 自学习程序优化等 。 （ ）控 制 系 统 程 序 调 整 。生 产 中 ， 存在实际 １ 控制值比设定值低的情况 。 通过调整测厚仪目标 即适当提高 Ｃ 设定值上下边界 ， ｏ ｌ ｄ Ｇ ａ ｕ ｅ部分的 ｇ 从而提高实际 Ｏ ｆ ｆ ｓ ｅ ｔ Ｓ ｅ ｔ ｏ ｉ ｎ ｔ 上下 边 界 设 定 值 ， ｐ 控制值 。 ） （ 控制 模 式 调 整 。系 统 计 算 出 来 的 气 刀 压 ２ 力值有时比正常 值 大 ， 导致实测锌层重量比目标 值低 ， 使控制不稳定 。 对此 ， 可将系统本身带有的 模型控制功能投入运行 ， 进行自学习控制 。 （ ） 系统数据库优化 。 在刚投入闭环系统时 ， ３ 控制数据存在不 稳 定 状 态 ， 此外前期数据库中也
第３ 热镀锌锌层厚度控制技术研究 ０ 卷 · 第 １ 期 娄德诚等 ：
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２ ／ （ ， 双面） 带钢厚度大于１ １ ０ ０ ｍ ． ２ ５ ｍｍ 或 小 于 ｇ 都不利于锌层厚度控制 。 ０ ． ９ ５ ｍｍ 时 ，
１ ． ３ 锌液中 Ａ ｌ含量和带钢在气刀处的稳定性 ， 目前 锌液中 Ａ 带钢在气刀处稳定性 ｌ含 量 、 等工艺参 数 对 锌 层 厚 度 的 影 响 还 没 有 明 确 的 认 只是凭借经验进行管理 。 因此 ， 需要结合生产 识，
，Ｑ ，ＷＡＮＧ ，ＫＯＮＧ ， Ｌ ＯＵ Ｄ ｅ ｃ ｈ ｅ ｎ Ｉ Ｈ ａ ｉ Ｆ ｅ ｎ ｔ ａ ｏ Ｆ ａ ｎ Ｊ Ｉ Ａ Ｓ ｏ ｎ ｉ ｎ ｉ ｎ － － － － ｇ ｇ ｇ ｙ ｇ ｑ ｇ （ ， ， ） Ｂ ｅ ｉ ｉ ｎ Ｓ ｈ ｏ ｕ ａ ｎ Ｃ ｏ ｌ ｄ Ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ Ｓ ｈ ｅ ｅ ｔ Ｃ ｏ ． Ｌ ｔ ｄ ． Ｂ ｅ ｉ ｉ ｎ １ ０ １ ３ ０ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｊ ｇ ｇ ｇ ｊ ｇ
图 ８ 气刀压力影响的回归分析拟合线图
１－ 回归值 ； ２－９ ５％ 置信区间 ； ３－９ ５％ 预测区间
将导致测厚仪自学习过 必定存在不合理 的 数 据 ， 程中采用这些不合理数据 ， 对学习效果造成影响 。 针对该问题 ， 对测 厚 仪 数 据 库 中 的 记 录 进 行 筛 选 和清理 ， 删除不合理的气刀压力 、 锌层重量设定记 录。 （ ） 焊缝 过 气 刀 时 闭 环 控 制 系 统 调 整 。 变 规 ４ 焊缝过气刀 过 程 通 常 会 出 现 气 刀 压 力 不 正 格时 ， 常 。 变规格时焊缝后一卷带头约 ２ ０ ０ ｍ 处锌层厚 度设定值为前一 卷 的 锌 层 厚 度 设 定 值 ， 其主要原 因是闭环控制无 预 控 制 ， 焊缝到达气刀时压力无 待焊缝到达 测 厚 仪 时 压 力 设 定 值 才 变 为 下 变化 ， 一卷的压力值 。 为此 ， 启用模型控制部分 ， 采用自 同时 ， 要求操作人员对变 学习和自动控制的功能 ； 并对实测 规格带钢锌层厚 度 进 行 闭 环 控 制 测 试 ， 结果进行跟踪 。
（ ） 中图分类号 ： Ｔ Ｇ ３ ３ ５ ． ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３－９ ９ ９ ６ ２ ０ １ ３ ０ １－０ ０ ３ ６－０ ４
Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｚ ｉ ｎ ｃ Ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ Ｗ ｅ ｉ ｈ ｔ ｉ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ Ｇ ａ ｌ ｖ ａ ｎ ｉ ｚ ｉ ｎ Ｌ ｉ ｎ ｅ ｇ ｇ ｇ
北京 首 钢 冷 轧 薄 板 有 限 公 司 以 生 产 高 端 板 材， 特别是高等级镀锌汽车板为主 。 生产中 ， 发现 锌层厚度正超差较大 ， 锌 锌层厚度控制精度较低 ， 锭消耗较高 。 为 此 ， 本文对锌层厚度控制影响因 并提出了相应控制措施 。 素进行了分析 ，
大跳跃或频繁变化时 ， 对锌层厚度精度会有影响 ， 同时锌锅沉没辊使用前期和后期的带钢稳定性差 对锌 层 控 制 也 有 较 大 影 响 。 通 过 设 置 带 异较大 ， 钢厚度 、 锌层订单厚度和带钢稳定性来进行 Ｄ Ｏ Ｅ 分析 ， 结果见图 １、 图 ２。
： ， Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ ｎ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ ｌ ｏ ｗ ｏ ｆ ｚ ｉ ｎ ｃ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｗ ｅ ｉ ｈ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ， ｈ ｉ ｈ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｚ ｉ ｎ ｃ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｈ ｃ ｏ ｓ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｇ ｇ ｇ ｐ ｇ ｐ ， ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｎ ｚ ｉ ｎ ｃ ｗ ｅ ｉ ｈ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｄ ．Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｉ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ． ｇ ｙ ｐ