CN101045242A - 一种中间坯加热器优化控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中间坯加热器优化控制方法，该方法根据中间坯速度的变化确定其中间坯长度方向上的特征点，并对特征点进行预计算，通过对中间坯特征点的预计算，可以计算出中间坯特征点的精轧机入口与出口温度，根据中间坯的终轧温度是否满足目标值，来决定中间坯加热器正确、合理地投入以及在线使用，以提高中间坯产品的均匀性和节约能源。当各特征点的终轧温度能够满足目标值要求时，就不必投入中间坯加热器，当中间坯上某些特征点的终轧温度低于目标值时，能够根据温度偏差确定最合理的中间坯加热器的升温量。这样可以避免采用指定方式确定中间坯加热器投入量的盲目性，提高中间坯加热器的使用效率以及终轧温度控制精度。

Description

一种中间坯加热器优化控制方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼中热轧带钢的生产工艺，更具体地涉及一种中间坯加热器优化控制方法。

背景技术

中间坯加热器是近几年应用于热轧生产的新设备。通过对中间坯加热，可有效地提高热轧带钢产品长度方向的性能均匀性。为了达到一定的加热能力，一般需要配置若干组加热器。每一组中间坯加热器的功率可高达9000KW，一般来说，在热轧带钢的生产工艺中，需要根据所要轧制的中间坯的长度需要配备数组加热器来进行加热，以提高带钢长度方向的均匀性。因此如何合理地使用中间坯加热器，使其既不过度使用，也不欠使用，一方面是热轧生产工艺中带钢产品性能的要求，另一方面也是节约能源的需要，这是一个在业内普遍受到关注和需亟待解决的重要课题。

为了便于审查员及业内相关的技术人士对带钢在热轧轧制过程及中间坯使用的情况了解，请先参阅图1所示，通过加热炉加热到预定温度的板坯经过粗轧机1轧制后的中间坯2进入中间辊道3，为了保证达到中间坯2经过精轧机7轧制后的性能的均匀性，需要保证中间坯2的终轧温度达到一定的目标值。为了充分发挥轧机的生产能力，中间坯2在精轧机7轧制的过程中采用加速轧制，通过加速轧制可减少中间坯2的水冷与空冷的时间、减少与轧辊接触时间等，能够减少中间坯2在精轧机7中的温降，增加加工升温，提高中间坯2的终轧温度。如果终轧温度高于目标温度值，需要使用机架间喷水对中间坯2进行冷却。通常情况下，薄规格带钢的终轧温度受中间坯2穿带速度的限制一般无法达到设定的目标值。为此在中间辊道3上设置中间坯加热器4以提高中间坯2的温度。图1中，5为飞剪，6为高压除鳞箱。

根据申请人的了解和通过检索，与有关中间坯加热器方面的技术和专利，专利主要集中在中间坯加热器设备方面。例如JP 11123425 A提供了一种防止中间坯与中间坯加热器(BH)相撞的矫直装置。JP 2004237325 A提供了一种可以将中间坯进行侧向移动的装置，以防止中间坯与中间坯加热器(BH)的边部撞击。

仅有极少数涉及对中间坯加热器的控制使用的专利，例如，采用固定功率加热提高中间坯全长温度、对中间坯头尾进行加热、消除水印的加热方法、从头开始逐步加大投入功率四种方法。但这些方法均没有根据带钢在精轧机中的轧制情况以及终轧温度目标值出发进行优化控制。其他的中间坯加热器控制相关的专利则更没有实现对中间坯加热器的优化控制。与本发明的控制方法较为接近的仅有一篇专利，即，JP11-221606提出了对中间坯进行分段采集数据，再确定每个段在中间坯加热器不投入时的终轧温度值T_min，以及在中间坯加热器按最大功率投入时的终轧温度值T_max。最后根据带钢的目标终轧温度T_target按以下公式求得各段投入的功率值P

$P=\{\underset{P_{\max }}{\overset{0}{P_{\max }(T_{t\arg \mathrm{et}}-T_{\min })/(T_{\max }-T_{\min })\mathrm{if}}}\underset{T_{\max }<T_{t\arg \mathrm{et}}}{\overset{T_{t\arg \mathrm{et}}<T_{\min }}{T_{\min }\&le;T_{t\arg \mathrm{et}}{\&le;T}_{\max }}}$

该专利所揭示的控制方法存在两个关键的缺陷。一是难以确定各段的T_min与T_max值。因为带钢在精轧的穿带速度、加速度等速度数据均可能发生随机变化，除鳞水的投入与否也不固定，因此实际上在未给定中间坯运动速度、加速度等数据的情况下无法确定各段的T_min与T_max值。二是确定每个段的T_min与T_max值需要的计算量过大，难以在线完成。例如将中间坯划分为100段或更多时，所需要的计算量巨大，很难以在线完成，实现对中间坯加热器在何时投入使用进行控制，不能保证中间坯长度方向的均匀性，因而也就不能保证最终产品的质量；另外，该方法不能合理地使用中间坯加热器和浪费能源巨大。

随着中间坯加热器的热轧生产中的应用不断扩大和普及，将会有更多的热轧生产线中直接配置中间坯加热器，中间坯加热器的能耗问题也将更加突出大，迫切需要优化其控制，因此如何控制中间坯加热器在各段的加热功率，使中间坯加热器在热轧轧制工艺中得到正确、充分的利用，至今仍然是困扰着业界专业人士的一个难题。

发明内容

本发明的主要目的是针对热轧带钢工艺中的中间坯加热器在使用中存在的上述缺点，提出一种中间坯加热器优化控制方法，利用该方法来决定中间坯加热器正确、合理地投入在线使用，以提高带钢产品的均匀性和节约能源。

本发明的次要目的是提供一种中间坯加热器优化控制方法，寻求中间坯加热器在何时需要投入以及解决中间坯加热器的较佳的投入量。

本发明的另一次要目的是提供一种中间坯加热器优化控制方法，使已投入的中间坯加热器的控制为最优的，确定最合理的中间坯加热器升温量，在满足产品质量要求的同时，降低中间坯加热器的消耗。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种中间坯加热器优化控制方法，包括以下步骤：

a，采集中间坯在粗轧机出口温度数据；

b，将所采集的中间坯温度进行分段，并对所采集的温度数据进行统计处理；

c，根据所要轧制的带钢钢种、厚度以及终轧温度确定速度制度和用水制度；

d，根据中间坯的速度制度确定其加速度发生变化的位置为特征点；

e，计算中间坯的上述各特征点在中间坯加热器未投入使用且中间坯快速通过中间辊道情况下的精轧机入口温度、终轧温度；

f，判断上述所有特征点的终轧温度是否满足目标值要求，如果各特征点的终轧温度T_特征点i ¹大于目标值T_特征点i ^Target的要求，就不投入中间坯加热器，如果终轧温度T_特征点i ¹小于目标值T_特征点i ^Target，则考虑投入中间坯加热器。

所述的步骤b中，

对采集的中间坯温度分段是指对粗轧机出口中间坯温度数据按定长或定时间周期进行分段，然后通过对所收集的温度进行统计分析处理以获得中间坯各段的粗轧出口温度值。

所述的步骤c中，

所述的用水制度是指高压除鳞水、机架水是否投用以及投用时的流量；

所述的速度制度是指中间坯头部通过各机架的速度、轧制过程中的加速度与最高速度以及带钢尾部的减速度。

另一种中间坯加热器优化控制方法，

该方法包括以下步骤：

a，采集中间坯在粗轧机出口温度数据；

b，将所采集的中间坯温度进行分段，并对所采集的温度数据进行统计处理；

c，根据所要轧制的带钢钢种、厚度以及终轧温度确定速度制度和用水制度；

d，根据中间坯的速度制度确定其加速度发生变化的位置为特征点；

e，计算中间坯的上述各特征点在中间坯加热器未投入使用且中间坯快速通过中间辊道情况下的精轧机入口温度、终轧温度；

f，判断上述所有特征点的终轧温度是否满足目标值要求，如果各特征点的终轧温度是否大于目标值的要求，就不投入中间坯加热器，如果终轧温度小于目标值，则投入中间坯加热器；

g，计算各特征点在中间坯在线投入但未加热情况下的精轧机入口温度以及终轧温度；

h，计算确保各特征点的终轧温度目标值时相对应的精轧机入口温度；

i，根据步g和h确定的精轧机入口温度确定各特征点需要由中间坯加热的升温量；

j，根据特征点的升温量通过线性插值方法确定中间坯其余段的升温量；

k，最终根据各段的升温量以及中间坯加热器的加热能力确定各段通过中间坯加热器的温度升高量。

所述的步骤b中，

对采集的中间坯温度分段是指对粗轧机出口中间坯温度数据按定长或定时间周期进行分段，然后通过对所收集的温度进行统计分析处理以获得中间坯各段的粗轧出口温度值。

所述的步骤c中，

所述的用水制度是指高压除鳞水、机架水是否投用以及投用时的流量；所述的速度制度是指中间坯头部通过各机架的速度、轧制过程中的加速度与最高速度以及带钢尾部的减速度。

所述的步骤i中，在确定各特征点需要通过中间坯加热器的温度升高量ΔT_特征点i ^BH应该满足：

所述的步骤k中，在根据各段的入口温度需求以及中间坯加热器的加热能力ΔT^BHmax确定各段的温度升高量设定值ΔT_j ^BHSetup时，ΔT_j ^BHSetup应该满足：

${\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BHSetup}}=\left\{\begin{array}{ccc}0& & {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}\&le;0\\ {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}& \mathrm{if}& 0<{\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}\&le;{\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }\\ {\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }& & {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}>{\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }\end{array}.\right.$

在本发明的上述技术方案中，该方案根据中间坯速度的变化确定其中间坯长度方向上的特征点，并对特征点进行预计算，突破了原来只能对中间坯头部进行预计算的局限；通过对中间坯特征点的预计算，可以计算出中间坯特征点的精轧机入口与出口温度，根据中间坯的终轧温度是否满足目标值，来决定中间坯加热器正确、合理地投入以及在线使用，以提高带钢产品的均匀性和节约能源。

当各特征点的终轧温度能够满足目标值要求时，就不必投入中间坯加热器，避免不必要的设备投入和能源损耗。

当带钢上某些特征点的终轧温度低于目标值时，能够根据温度偏差确定最合理的中间坯加热器的升温量。这样可以避免采用指定方式确定中间坯加热器投入量的盲目性，提高中间坯加热器的使用效率以及终轧温度控制精度。

此外，本发明的方法能够有效地解决了日本专利号JP11-221606中存在的方法的两个关键缺陷。在根据带钢的规格、品种先确定带钢的速度制度后，能够确定各带钢段的精轧入口温度与出口温度；通过确定带钢的特征点以及相应的中间坯加热器的升温要求，可以大幅度减少计算量，使本发明方法能够在线实现。例如中间坯的长度为80米，按照每米一段划分中间坯段，原方法需要计算80个段在不投入中间坯以及投入中间坯加热器情况下的温度值，而采用本发明方法只需要对最多5个特征点的温度进行计算，计算量能够大幅度减少。同时通过精确确定各特征点的精轧入口温度值，能有效地解决通过线性插值所导致的不精确问题。

附图说明

图1为中间坯加热器布置于相关的轧制设备示意图。

图2为本发明的优化控制方法流程示意图之一。

图3为本发明的优化控制方法流程示意图之二。

图4为本发明的优化控制方法流程示意图之三。

图5为本发明的优化控制方法流程示意图之四。

图6为采用本发明的方法中，典型的精轧速度制度示意图。

图7为速度预报值、终轧温度曲线示意图。

具体实施方式

请参阅图2所示，

本发明的优化控制方法主要包括以下步骤：

采集粗轧机出口中间坯全长的温度数据，并对采集数据按定长或定时间周期进行分段管理；同时对所收集的粗轧出口温度进行统计分析处理以获得各段的粗轧出口温度值。

对中间坯加热器(BH)进行分段设定控制，段长根据中间坯加热器(BH)的响应时间确定，一般采用每米一段的定长方式进行。

根据中间坯的钢种、厚度以及终轧温度以及轧机的能力确定相关的用水制度及速度制度。用水制度中包括高压除鳞水以及机架水是否投用以及投用时的流量；速度制度中包括带钢头部通过各机架的速度、轧制过程中的加速度与最高速度以及带钢尾部的减速度。

根据中间坯的速度制度确定中间坯的特征控制点，即中间坯在轧制过程中加速度变化的关键点。

计算各特征点在中间坯加热器(BH)未在线时中间坯能够快速通过中间辊道情况下的精轧入口温度TE_特征点i ¹以及终轧温度T_特征点i ¹。

检查所有特征点的终轧温度是否满足目标值要求。如果各特征点的终轧温度

即满足目标值的要求，就不必投入中间坯加热器(BH)。

请继续结合图3所示，

当不满足终轧温度目标值的要求时，同时配合图7所示，在轧制过程中，温度曲线A前期的温度是低于终轧温度目标值(虚椭圆圈内)，即，不投入BH时终轧温度达不到目标值(水平虚线)。因此，则需要投入中间坯加热器。

此后，则应需要计算各特征点在中间坯加热器已在线投入但未加热情况下的精轧入口温度TE_特征点i ⁰以及终轧温度T_特征点i ⁰。

计算在确保各特征点的终轧温度目标值T_特征点i ^Target情况下各特征点所必需的精轧入口温度TE_特征点i ^Target。

根据前述两步骤确定的各特征点的精轧入口温度值TE_特征点i ⁰与TE_特征点i ^Target，确定各特征点的需通过BH加热的温度升高量ΔT_特征点i ^BH，

中间坯其余段的升温要求ΔT_j ^BH根据特征点通过BH加热的温度升高量数据进行线性插值方法确定。例如对于某个位于特征点i与特征点i+1之间的段j，根据j段的长度l_j，特征点i与特征点i+1的长度值l_特征点i，l_特征点i+1以及特征点i与特征点i+1的升温量ΔT_特征点i ^BH，ΔT_特征点i+1 ^BH确定，

最终根据各段的入口温度需求以及中间坯加热器的加热能力确定各段的温度升高量设定值ΔT_j ^BHSetup，

${\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BHSetup}}=\left\{\begin{array}{ccc}0& & {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}\&le;0\\ {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}& \mathrm{if}& 0<{\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}\&le;{\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }\\ {\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }& & {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}>{\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }\end{array}\right.$

其中ΔT^BHmax为中间坯加热器的极限加热能力。

需要说明的是，

上述的温度是通过测温仪获得中间坯全长的温度，温度值按照一定的长度间隔加以保存，以备中间坯加热器的最优化设定计算与控制时使用。

对中间坯加热器进行分段设定控制。根据设备的能力以及中间坯的加热特性，对中间坯按照一定的长度间隔进行控制。相应的间隔长度与粗轧出口温度测量值的长度间隔相同。

在确定带钢的特征点时，应当根据带钢的品种、规格以及轧机的能力确定中间坯在精轧机轧制全过程相关的速度制度，包括穿带速度、加速度、最高速度以及减速度，这些特征点即为中间坯的特征控制点，即轧制过程中加速度变化的关键点。对此可参阅图6，对于一块中间坯而言，在精轧的轧制过程中一般有五个特征点。a、中间坯穿带速度，也为第一加速度的开始点；b、第二加速度开始点；c第二加速度结束点，重新切换回第一加速度；d、最高速度点，也为功率减速度起始点；e、中间坯尾部抛钢速度点。

以上五个特征点的确定要考虑中间坯的长度、中间坯的厚度、轧机能力、精轧机后层流冷却辊道的长度等综合因素确定。一般情况下，会出现多个特征点重叠的情况。如对于厚板而言，不采用第二加速度，也毋需减速，因此b、c、d、e四个特征点重叠，通过ab两个特征点即可以代表中间坯全长的速度特征；如果仅采用第一加速度轧制，但需要对中间坯尾部减速，则bc两个特征点重叠，则可以通过a、b、d、e四个特征点表示中间坯全长的速度特征。

对中间坯只针对中间坯头部进行预计算的功能进行扩展。原先一般只对中间坯头部进行预计算。本发明方法提出对中间坯全长的特征点进行预计算，从而在中间坯进入中间坯加热器前预报中间坯全长在温度、速度变化情况下精轧机相关的参数是否满足产品的设定要求。根据中间坯的特征点的预计算数据，可以确定在不使用中间坯加热器情况下(需要考虑使用中间坯加热器前的矫直辊对于中间辊道运行速度的影响)，计算出其精轧入口处温度，并计算在给定速度制度情况下的终轧温度预测值。参见图7。

根据各特征点的预测终轧温度与终轧温度目标值之间的偏差，确定各特征点的精轧入口处需要提高的温度偏差，具体可以通过迭代计算精确确定。

在得到各特征点需要提高的精轧入口温度量之后，就能够计算出需要通过中间坯加热器的加热升温量。

对于精轧的设定计算则需要根据中间坯加热器的投入量重新进行设定计算。

中间坯其余各段根据特征点的温度升高量数据通过通常的线性插值方法确定。

下面再举出以下实施例来作进一步说明本发明的上述方法：

实施例一

某钢种的中间坯，中间坯长度62m，成品厚度为2.5mm，目标终轧温度880℃。

通过以下过程来确定最合适的中间坯加热器的投入功率。

采集粗轧出口中间坯全长的温度数据。

对采集数据按一米定长进行分段管理，同时对所收集的粗轧机出口温度进行统计分析处理以获得各段的粗轧出口温度平均值。

根据中间坯的钢种、厚度以及终轧温度以及轧机的能力确定投用两组除鳞箱水。中间坯的穿带速度为11m/s，中间坯头部到达F7后采用0.06m/s²的加速度进行升速轧制，中间坯头部到达卷取机后采用0.15m/s²的加速度升速轧制，中间坯升速到18m/s后进行匀速轧制，中间坯尾部采用-0.2m/s²的减速度降速，使中间坯尾部以14m/s的速度离开精轧。

根据中间坯的速度制度选取①中间坯的头部、②中间坯头部到达卷取机并以0.15m/s²加速度开始点、③达到18m/s最高速度点、④开始以-0.2m/s²的减速度降速开始点以及⑤中间坯最尾部这5个点为特征控制点。

计算各特征点在未投入中间坯加热器时中间坯能够快速通过中间辊道情况下的精轧入口温度TE_特征点i ¹分别为1025℃、1016℃、998℃、981℃、968℃以及终轧温度T_特征点i ¹，分别为885℃、889℃、895℃、892℃、885℃。

可以看出，各特征点的终轧温度均满足

目标值的要求。则不必投入中间坯加热器。对此实施例可参阅图2所示意的流程图。

实施例二

某钢种的中间坯，中间坯长度65m，成品厚度为1.58mm，目标终轧温度860℃。

通过以下过程来确定最合适的中间坯加热器的投入功率，具体请参阅图4说明如下：

采集粗轧机出口中间坯全长的温度数据。

对采集数据按一米定长进行分段，同时对所收集的粗轧机出口温度进行统计分析处理以获得各段的粗轧出口温度平均值。

根据中间坯的钢种、厚度以及终轧温度以及轧机的能力确定投用两组除鳞箱水。根据中间坯的速度制度采用确定五个特征点，即穿带速度为10.5m/s，中间坯头部采用0.06m/s²的加速度进行升速轧制，中间坯头部到达卷取机后采用0.15m/s²的加速度升速轧制，中间坯升速到18m/s后进行匀速轧制，中间坯尾部采用-0.2m/s²的减速度降速，使中间坯尾部以14m/s的速度离开精轧。

根据中间坯的速度制度选取①中间坯的头部、②中间坯头部到达卷取机并以0.15m/s²加速度开始点、③达到18m/s最高速度点、④开始以-0.2m/s²的减速度降速开始点以及⑤中间坯最尾部这5个点为特征控制点，各特征点在中间坯上相对于头部的长度分别为1m、6m、11m、53m及65m处。

计算各特征点在中间坯加热器未在线时中间坯能够快速通过中间辊道情况下的精轧机入口温度TE_特征点i ¹分别为982℃、981℃、978℃、967℃、952℃以及终轧温度T_特征点i ¹分别为841℃、859℃、882℃、876℃、871℃。

通过判断发现并非所有特征点的终轧温度均满足 目标值的要求，因此需要投入中间坯加热器。

计算各特征点在中间坯加热器在线但未投入加热功率情况下的精轧入口温度TE_特征点i ⁰分别为972℃、971℃、968℃、957℃、942℃以及终轧温度T_特征点i ⁰分别为831℃、849℃、872℃、866℃、861℃。

计算在确保各特征点的终轧温度目标值T_特征点i ^Target情况下各特征点所必需的精轧入口温度TE_特征点i ^Target分别为1002℃、982℃、968℃、957℃、942℃。

根据前两步骤确定的各特征点的精轧入口温度值TE_特征点i ⁰与TE_特征点i ^Target，确定各特征点的需通过BH加热的温度升高量ΔT_特征点i ^BH，

分别为29℃、11℃、0℃、0℃、0℃。

中间坯其余段的升温要求ΔT_j ^BH根据特征点通过BH加热的温度升高量数据进行线性插值方法确定。例如对于某个位于特征点i与特征点i+1之间的段j，根据j段的长度l_j，特征点i与特征点i+1的长度值l_特征点i+1，l_特征点i以及特征点i与特征点i+1的升温量ΔT_特征点i+1 ^BH，ΔT_特征点i ^BH确定，

分别为

位置(m)     1   2   3   4   5   6   7  8  9  10  11  …  65

加热量(℃)  29  25  21  18  14  11  9  7  5  3   0   …  0

最终根据各段的入口温度需求以及中间坯加热器的加热能力确定各段的温度升高量设定值ΔT_j ^BHSetup，

${\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BHSetup}}=\left\{\begin{array}{ccc}0& & {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}\&le;0\\ {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}& \mathrm{if}& 0<{\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}\&le;{\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }\\ {\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }& & {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}>{\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }\end{array}\right.$

其中ΔT^BHmax为中间坯加热器的极限加热能力。

最终确定需通过BH加热器的升温量如下表所示：

位置(m)     1   2   3   4   5   6   7  8  9  10  11  …  65

加热量(℃)  29  25  21  18  14  11  9  7  5  3   0   …  0

实施例三

某钢种的中间坯，中间坯长度65m，成品厚度为1.58mm，目标终轧温度880℃。

通过以下步骤确定最合适的中间坯加热器的投入功率：

请参阅图5所示，

采集粗轧机出口中间坯全长的温度数据。

对采集数据按一米定长进行分段，同时对所收集的粗轧出口温度进行统计分析处理以获得各段的粗轧出口温度平均值。

根据中间坯的钢种、厚度以及终轧温度以及轧机的能力确定投用两组除鳞箱水。中间坯的穿带速度为10.5m/s，中间坯头部到达F7后采用0.06m/s²的加速度进行升速轧制，中间坯头部到达卷取机后采用0.15m/s²的加速度升速轧制，中间坯升速到18m/s后进行匀速轧制，中间坯尾部采用-0.2m/s²的减速度降速，使中间坯尾部以14m/s的速度离开精轧。

根据中间坯的速度制度选取①中间坯的头部、②中间坯头部到达卷取机并以0.15m/s²加速度开始点、③达到18m/s最高速度点、④开始以-0.2m/s²的减速度降速开始点以及⑤中间坯最尾部这5个点为特征控制点，各特征点在中间坯上相对于头部的长度分别为1m、6m、11m、53m及65m处。

计算各特征点在中间坯加热器未在线时中间坯能够快速通过中间辊道情况下的精轧入口温度TE_特征点i ¹，分别为982℃、981℃、978℃、967℃、952℃以及终轧温度T_特征点i ¹分别为841℃、859℃、882℃、876℃、871℃。

通过判断发现并非所有特征点的终轧温度均满足

目标值的要求。因此需要投用中间坯加热器。

计算各特征点在中间坯加热器在线但未投入加热功率情况下的精轧机入口温度TE_特征点i ⁰分别为972℃、971℃、968℃、957℃、942℃以及终轧温度T_特征点i ⁰分别为831℃、849℃、872℃、866℃、861℃。

计算在确保各特征点的终轧温度目标值T_特征点i ^Target情况下各特征点所必需的精轧机入口温度TE_特征点i ^Target分别为1021℃、1002℃、976℃、971℃、961℃。

根据前两步骤确定的各特征点的精轧入口温度值TE_特征点i ⁰与TE_特征点i ^Target，确定各特征点的需通过BH加热的温度升高量ΔT_特征点i ^BH，

分别为49℃、31℃、8℃、14℃、19℃。

中间坯其余段的升温要求ΔT_j ^BH根据特征点通过BH加热的温度升高量数据进行线性插值方法确定。例如对于某个位于特征点i与特征点i+1之间的段j，根据j段的长度l_j，特征点i与特征点i+1的长度值l_特征点i+1，l_特征点i以及特征点i与特征点i+1的升温量ΔT_特征点i+1 ^BH，Δ_T特征点i ^BH确定，

分别为

位置(m)     1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  …  65

加热量(℃)  49  45  41  38  34  31  26  21  17  12  …  19

根据各段的入口温度需求以及中间坯加热器的加热能力确定各段的温度升高量设定值ΔT_j ^BHSetup(假设设备的升温能力为40℃)：

${\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BHSetup}}=\left\{\begin{array}{ccc}0& & {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}\&le;0\\ {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}& \mathrm{if}& 0<{\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}\&le;{\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }\\ {\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }& & {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}>{\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }\end{array}\right.$

其中ΔT^BHmax为中间坯加热器的极限加热能力。

最终确定需通过BH加热器的升温量如下表所示：

位置(m)     1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  …  65

加热量(℃)  40  40  40  38  34  31  26  21  17  12  …  19

从以上的描述可以看出，本发明的方法主要是将中间坯头部进行的预设定计算功能拓展到中间坯的数个特征点上，实现对中间坯全长的温度预报。根据中间坯全长的温度预报值确定是否需要配备的中间坯加热器以及配备在线的中间坯加热器必要的功率投入，从而实现中间坯加热器的优化控制，消除传统方法中只针对中间坯头部，未对中间坯全长进行设定计算存在的缺陷(由于在轧制过程中温度、速度的变化，中间坯头部的设定计算不能代表中间坯全长)。由于特征点的数据能够反映全长的参数变化，因此能够对中间坯加热器的控制设定进行优化。同时，还能通过收集中间坯特征点的实际的轧制数据，在自适应时对中间坯的特征点进行学习，不断提高预计算的精度。

Claims (8)

1、一种中间坯加热器优化控制方法，

其特征在于，

该方法包括以下步骤：

a，采集中间坯在粗轧机出口温度数据；

b，将所采集的中间坯温度进行分段，并对所采集的温度数据进行统计处理；

c，根据所要轧制的带钢钢种、厚度以及终轧温度确定速度制度和用水制度；

d，根据中间坯的速度制度确定其加速度发生变化的位置为特征点；

e，计算中间坯的上述各特征点在中间坯加热器未投入使用且中间坯快速通过中间辊道情况下的精轧机入口温度、终轧温度；

f，判断上述所有特征点的终轧温度是否满足目标值要求，如果各特征点的终轧温度T_特征点i ¹大于目标值T_特征点i ^Target的要求，就不投入中间坯加热器，如果终轧温度T_特征点i ¹小于目标值T_特征点i ^Target，则考虑投入中间坯加热器。

2、如权利要求1所述的中间坯加热器优化控制方法，

其特征在于，

所述的步骤b中，

对采集的中间坯温度分段是指对粗轧机出口中间坯温度数据按定长或定时间周期进行分段，然后通过对所收集的温度进行统计分析处理以获得中间坯各段的粗轧出口温度值。

3、如权利要求1所述的中间坯加热器优化控制方法，

其特征在于，

所述的步骤c中，

所述的用水制度是指高压除鳞水、机架水是否投用以及投用时的流量；所述的速度制度是指中间坯头部通过各机架的速度、轧制过程中的加速度与最高速度以及带钢尾部的减速度。

4、一种中间坯加热器优化控制方法，

其特征在于，

该方法包括以下步骤：

a，采集中间坯在粗轧机出口温度数据；

b，将所采集的中间坯温度进行分段，并对所采集的温度数据进行统计处理；

c，根据所要轧制的带钢钢种、厚度以及终轧温度确定速度制度和用水制度；

d，根据中间坯的速度制度确定其加速度发生变化的位置为特征点；

e，计算中间坯的上述各特征点在中间坯加热器未投入使用且中间坯快速通过中间辊道情况下的精轧机入口温度、终轧温度；

f，判断上述所有特征点的终轧温度是否满足目标值要求，如果各特征点的终轧温度是否大于目标值的要求，就不投入中间坯加热器，如果终轧温度小于目标值，则投入中间坯加热器；

g，计算各特征点在中间坯在线投入但未加热情况下的精轧机入口温度以及终轧温度；

h，计算确保各特征点的终轧温度目标值时相对应的精轧机入口温度；

i，根据步骤g和h确定的精轧机入口温度确定各特征点需要由中间坯加热的升温量；

j，根据特征点的升温量通过线性插值方法确定中间坯其余段的升温量；

k，最终根据各段的升温量以及中间坯加热器的加热能力确定各段通过中间坯加热器的温度升高量。

5、如权利要求4所述的中间坯加热器优化控制方法，

其特征在于，

所述的步骤b中，

对采集的中间坯温度分段是指对粗轧机出口中间坯温度数据按定长或定时间周期进行分段，然后通过对所收集的温度进行统计分析处理以获得中间坯各段的粗轧出口温度值。

6、如权利要求4所述的中间坯加热器优化控制方法，

其特征在于，

所述的步骤c中，

所述的用水制度是指高压除鳞水、机架水是否投用以及投用时的流量；所述的速度制度是指中间坯头部通过各机架的速度、轧制过程中的加速度与最高速度以及带钢尾部的减速度。

7、如权利要求4所述的中间坯加热器优化控制方法，

其特征在于，

所述的步骤i中，在确定各特征点需要通过中间坯加热器的温度升高量ΔT_特征点i ^BH应该满足：

8、如权利要求4所述的中间坯加热器优化控制方法，

其特征在于，

所述的步骤k中，在根据各段的入口温度需求以及中间坯加热器的加热能力ΔT^BHmax确定各段的温度升高量设定值ΔT_j ^BHSetup时，ΔT_j ^BHSetup应该满足：

${\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BHSetup}}=\left\{\begin{array}{ccc}0& & \mathrm{\&Delta;}{T}_j^{\mathrm{BH}}\&le;0\\ {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}& \mathrm{if}& 0<\mathrm{\&Delta;}{T}_j^{\mathrm{BH}}\&le;\mathrm{\&Delta;}{T}^{\mathrm{BH}\max }\\ {\mathrm{\&Delta;T}}^{\mathrm{BH}\max }& & {\mathrm{\&Delta;T}}_j^{\mathrm{BH}}>\mathrm{\&Delta;}{T}^{\mathrm{BH}\max }\end{array}\right..$

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