CN102080155A - 重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法，其通过实时采集并存储加热炉的预热段、一加热段、二加热段、均热段的温度；并对重轨钢坯在进入加热炉前编制钢坯跟踪号，进入加热炉后实时跟踪并存储入预热段、入一加热段、入二加热段、入均热段、出炉的时间；计算对应重轨钢坯的预热段、一加热段、二加热段、均热段的在炉时间；对每个钢坯跟踪号，提取与该钢坯跟踪号的预热段、一加热段、二加热段、均热段的实时温度数据；根据提取的各段在炉时间的实时温度数据绘制并存储各段加热过程温度曲线。本方法将重轨钢坯在加热炉各段的实时温度转换成各段加热过程的温度曲线，便于分析重轨钢坯在炉内的温度分布。本发明也能进行煤气流量、压力报警。

Description

重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法

技术领域

本发明涉及计算机实时数据采集技术，具体涉及一种钢坯加热过程中实时加热温度曲线记录方法。

背景技术

重轨轧机生产线必要的工序就是首先要对重轨钢坯进行加热，其目的是减少轧制过程中的压力加工导致的变形抗力。

为提高重轨钢坯的加热质量，需要掌握重轨钢坯在加热炉各段加热过程的规律，以保证重轨钢坯出炉时温度值，因此，需要研究重轨钢坯在加热炉各段加热过程的温度曲线。

现有的加热炉的温度测量手段是：依靠热电偶来测量预热段、一加热、二加热、均热段的温度。这种温度测量手段获得的温度值只能反映重轨钢坯在某一段加热过程的加热温度情况。，不能反映重轨钢坯在各段加热过程的加热温度情况，另外不能显示各钢坯各段加热过程的温度曲线，因此不能实现对对炉温设定值进行优化控制，实现重轨钢坯加热工艺的优化、完善加热炉热工制度后，稳定了重轨钢坯加热温度，减少重轨钢坯加热温度波动；改善了钢坯断面温度的均匀性。

发明内容

本发明的目的是提供一种重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法，能获取各个重轨钢坯在各段加热过程的加热温度数据，并形成各段加热过程的温度曲线。

为了实现上述目的，本发明提供了一种重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法，包括如下步骤：

实时采集并存储加热炉的预热段的上部南部、北部温度和下部南部、北部温度数据、一加热段上部南部、中部、北部温度和下部南部、北部温度数据、二加热段上部南部、中部、北部温度和下部南部、北部温度数据、均热段上部南部、中部、北部温度和下部南部、北部温度数据；

重轨钢坯进入加热炉前，对重轨钢坯编制钢坯跟踪号；

重轨钢坯进入加热炉后，根据钢坯跟踪号对重轨钢坯进行实时跟踪，当重轨钢坯进入预热段、一加热段、二加热段、均热段以及出炉时，分别将对应的当前时间记录为入预热段的开始时间、入一加热段的时间、入二加热段的时间、入均热段的时间、出炉的时间，并存储记录的时间；

根据对应钢坯跟踪号的入预热段的开始时间、入一加热段的时间、入二加热段的时间、入均热段的时间，重轨钢坯出炉的时间计算对应重轨钢坯的预热段在炉时间、一加热段在炉时间、二加热段在炉时间、均热段在炉时间、总在炉时间；

对每个钢坯跟踪号，在预热段实时温度中提取与该钢坯跟踪号的预热段在炉时间对应的实时温度数据、在一加热段实时温度中提取与该钢坯跟踪号的一加热段在炉时间对应的实时温度数据、在二加热段实时温度中提取与该钢坯跟踪号的二加热段在炉时间对应的实时温度数据、在均热段实时温度数据中提取与该钢坯跟踪号的入均热段在炉时间对应的实时温度数据；

对每个钢坯跟踪号，根据提取的各段在炉时间的实时温度数据绘制各段加热过程温度曲线，并存储所述各段加热过程温度曲线。

由上述技术方案可知，与现有技术相比，本方法能采集并存储重轨钢坯在加热炉各段的实时温度数据，并将各段的实时温度数据转换成钢坯各段加热过程的温度曲线，一方面克服了现有方法对入炉钢坯加热过程没有温度曲线显示的缺陷，另一方面根据各段加热过程的温度曲线可以了解重轨钢坯在炉内的温度分布，尤其是在出炉口处钢坯表面和中心的温度，便于实现加热炉的闭环最优控制和预测钢坯的轧制效果，以获得较好的加热质量并降低能耗.实现燃烧过程控制的优化。

另外，本方法具有重轨钢坯在炉时间统计功能，包括预热段在炉时间、一加热段在炉时间、二加热段在炉时间、均热段在炉时间、总在炉时间。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括步骤：

在存储的所有加热过程温度曲线中查询与输入的钢坯跟踪号对应的加热过程温度曲线；

显示与所述钢坯跟踪号对应的加热过程温度曲线。

由上可知，本发明可以查询任一重轨钢坯加热过程的历史温度曲线。

在本发明的另一实施例中，所述方法还包括步骤：

根据所述实时采集的预热段的温度、一加热段的温度、二加热段的温度、均热段的温度绘制预热段上部南部、北部温度和下部南部、北部温度曲线图、一加热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图、二加热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图、均热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图；

由上可知，本方法还可以实时观察加热炉的各段加热温度的工作情况，便于加热炉操作人员根据加热温度的变化随时进行调整，达到最佳的钢坯加热温度。

在本发明的再一实施例中，所述方法还包括步骤：

将预热段在炉时间的实时温度数据的算术平均值确定为预热段的温度特征值；

将一加热段在炉时间的实时温度数据的算术平均值确定为一加热段的温度特征值；

将二加热段在炉时间的实时温度数据的算术平均值确定为二加热段的温度特征值；

将均热段在炉时间的实时温度数据的算术平均值确定为均热段的温度特征值。

由上可知，特征值体现了钢坯在各段加热过程中的加热温度的平均值，若生产的重轨出现问题，判断特征值是否达不到加热工艺要求的标准温度而出现的质量问题。

在本发明的再一实施例中，所述方法还包括：

设定煤气总管煤气流量阀值；

采集集加热炉的煤气总管煤气流量；

当采集的煤气总管煤气流量低于煤气总管煤气流量阀值时，进行煤气流量报警。

由上可知，本方法可以判断加热炉的煤气总管煤气流量是否正常，当不正常时，进行煤气流量报警。

在本发明的又一实施例中，所述方法还包括：

设定煤气压力阀值；

采集集加热炉的煤气压力数据；

当采集的煤气压力数据低于煤气压力阀值时，进行压力报警。

由上可知，本方法可以判断加热炉的煤气压力是否正常，当不正常时，进行煤气压力报警。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法的流程图。

图2为图1所示重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法涉及的硬件结构图。

图3为图1所示重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法中绘制的预热段温度曲线图、一加热段温度曲线图、二加热段温度曲线图、均热段温度曲线图，其中虚线为南部温度曲线，实线为中部温度曲线，点划线为北部温度曲线。

图4展示了图1所示重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法中绘制预热段上部南部、北部温度和下部南部、北部温度曲线图、一加热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图、二加热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图、均热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图，其中虚线为南部温度曲线，实线为中部温度曲线，点划线为北部温度曲线。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

如图2，本发明重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法涉及的硬件包括：预热段温度采集PLC 1、一加热段温度采集PLC(可编程控制器)2、二加热段温度采集PLC 3、均热段温度采集PLC 4、加热炉LEVEL 1(一级网络系统)系统5、加热炉LEVEL2系统(二级网络系统)6、温度采集前置机7、控制台终端8、数据处理服务器9、显示终端10。

所述加热炉LEVEL 1系统5与预热段温度采集PLC 1、一加热段温度采集PLC 2、二加热段温度采集PLC 3、温度采集前置机7、控制台终端8、加热炉LEVEL2系统6连接。所述加热炉LEVEL2系统6连接数据处理服务器9、显示终端10。

所述预热段温度采集PLC 1设置在加热炉的预热段，所述一加热段温度采集PLC 2设置在加热炉的一加热段，所述二加热段温度采集PLC 3设置在加热炉的二加热段，所述均热段温度采集PLC 4设置在加热炉的均热段。各段的加热温度是根据钢坯加热工艺要求而各不相同。

所述预热段温度采集PLC 1用于实时测量预热段上部的南部、北部和下部南部、北部温度传感器的温度，以及实时测量加热炉的煤气总管煤气流量、煤气压力数据，并且将实时测量数据存储在数据模块中。

所述一加热段温度采集PLC 2用于实时测量一加热段上部的南部、中部、北部和下部南部、中部的温度传感器的温度，并且将实时测量数据存储在数据模块中。

所述二加热段温度采集PLC 3用于实时测量二加热段上部的南部、中部、北部和下部南部、中部的温度传感器的温度，并且将实时测量数据存储在数据模块中。

所述均热段温度采集PLC 4用于实时测量均热段上部的南部、中部、北部和下部的南部、中部温度传感器的温度，并且将实时测量数据存储在数据模块中。

所述温度采集前置机7用于实时采集预热段温度采集PLC 1、一加热段温度采集PLC 2、二加热段温度采集PLC 3、均热段温度采集PLC 4的数据模块的实时温度数据，并且将各加热段(预热段、一加热段、二加热段、均热段)的实时温度数据发送到数据处理服务器9。

所述数据处理服务器9用于将各加热段的实时温度数据分别绘制预热段上部南部、北部温度和下部南部、北部温度曲线图、一加热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图、二加热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图、均热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图。并将曲线图发送到控制台终端8用于实时显示加热炉的实时温度曲线。

所述数据处理服务器9用于接收加热炉LEVEL 2系统6发送的每支钢坯的跟踪号、对应的入预热段的时间、入一加热段的时间、入二加热段的时间、入均热段的时间数据。所述数据处理服务器9将接收的实时温度数据、钢坯的跟踪号对应的入预热段的时间、入一加热段的时间、入二加热段的时间、入均热段的时间数据进行存储，以备今后需要查询钢坯历史的加热过程数据。所述显示终端10是用于当需要查询钢坯历史加热过程的数据是，利用计算机客户端软件用钢坯跟踪号进行查询，显示该钢坯在加热炉的加热过程温度曲线图。

如图1，本发明重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法包括如下步骤：

步骤S1、实时数据采集前置机7实时读取预热段温度采集PLC 1数据模块中的预热段实时温度值、一加热段温度采集PLC 2数据模块中的预热段实时温度值、二加热段温度采集PLC 3数据模块中的预热段实时温度值、均热段温度采集PLC 4数据模块中的预热段实时温度值(采集周期时间为10秒)，并将所述预热段实时温度值、一加热段实时温度值、二加热段实时温度值、均热段实时温度值数据发送到加热炉LEVEL 1(一级网络系统)系统5；

步骤S2、加热炉LEVEL 1系统5将所述预热段实时温度、一加热段实时温度、二加热段实时温度、均热段实时温度数据发送至加热炉LEVEL 2系统6的数据处理服务器9；

步骤S3，数据处理服务器9根据所述实时温度数据绘制预热段上部南部、北部温度和下部南部、北部温度曲线图、一加热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图、二加热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图、均热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图，数据处理服务器9将绘制的温度曲线图发送至控制台显示终端8，控制台显示终端8显示温度曲线，如图3；

步骤S4、重轨钢坯在进入加热炉LEVEL 2系统6的加热炉前，加热炉LEVEL 2系统6对重轨钢坯编制钢坯跟踪号并将钢坯跟踪号应该发送至数据处理服务器9，钢坯跟踪号编制规则是：轧制批号+A/B+顺序号，1#炉为“A”，2#炉为“B”，顺序号为钢坯进入加热炉时的顺序编号，编制钢坯跟踪号后，重轨钢坯进入加热炉LEVEL 2系统6的加热炉，加热炉对重轨钢坯进行加热；

步骤S5、加热炉LEVEL 2系统6根据钢坯跟踪号对重轨钢坯进行实时跟踪，当重轨钢坯进入预热段时将当前时间记录为入预热段的开始时间，当重轨钢坯进入一加热段时将当前时间记录为入一加热段的时间，当重轨钢坯进入二加热段时将当前时间记录为入二加热段的时间，当重轨钢坯进入均热段时将当前时间记录为入均热段的时间，当重轨钢坯出炉时将当前时间记录为重轨钢坯出炉的时间，并且将预热段的开始时间、入一加热段的时间、入二加热段的时间、入均热段的时间、重轨钢坯出炉的时间(与重轨钢坯的钢坯跟踪号对应)发送至数据处理服务器9中；

步骤S6、数据处理服务器9将步骤S2中加热炉LEVEL 1系统5发送的预热段实时温度、一加热段实时温度、二加热段实时温度、均热段实时温度数据、以及步骤S5中加热炉LEVEL 2系统6发送的对应钢坯跟踪号的入预热段的开始时间、入一加热段的时间、入二加热段的时间、入均热段的时间，重轨钢坯出炉的时间存储至实时数据库；

步骤S7、数据处理服务器9根据对应钢坯跟踪号的入预热段的开始时间、入一加热段的时间、入二加热段的时间、入均热段的时间，重轨钢坯出炉的时间计算对应重轨钢坯的预热段在炉时间、一加热段在炉时间、二加热段在炉时间、均热段在炉时间、总在炉时间，计算公式为：预热段在炉时间＝入一加热段的时间-入预热段的开始时间；一加热段在炉时间＝入二加热段的时间-入一加热段的时间；二加热段在炉时间＝入均热段的时间-入二加热段的时间；均热段在炉时间＝出炉的时间-入均热段的时间；总在炉时间＝预热段在炉时间+一加热段在炉时间+二加热段在炉时间+均热段在炉时间；

步骤S8，对每个钢坯跟踪号，数据处理服务器9在预热段实时温度中提取与该钢坯跟踪号的预热段在炉时间对应的实时温度数据、在一加热段实时温度中提取与该钢坯跟踪号的一加热段在炉时间对应的实时温度数据、在二加热段实时温度中提取与该钢坯跟踪号的二加热段在炉时间对应的实时温度数据、在均热段实时温度数据中提取与该钢坯跟踪号的入均热段在炉时间对应的实时温度数据；

步骤S9，数据处理服务器9将预热段在炉时间的实时温度数据的算术平均值确定为预热段的温度特征值；将一加热段在炉时间的实时温度数据的算术平均值确定为一加热段的温度特征值、将二加热段在炉时间的实时温度数据的算术平均值确定为二加热段的温度特征值；将均热段在炉时间的实时温度数据的算术平均值确定为均热段的温度特征值；

步骤S10，数据处理服务器9根据步骤S8提取的预热段在炉时间的实时温度数据绘制预热段加热过程温度曲线，根据根据提取的一加热段在炉时间的实时温度数据绘制一加热段加热过程温度曲线，根据根据提取的二加热在炉段时间的实时温度数据绘制二加热段加热过程温度曲线，根据根据提取的均热段在炉时间的实时温度数据绘制均热段加热过程温度曲线，并将各段加热过程温度曲线按照均热段、一加热段、二加热段、均热段以时间顺序排列，将排列好的各段加热过程温度曲线存储后发送至加热炉LEVEL 2系统6的显示终端10；

步骤S11，显示终端10显示顺序排列的预热段加热过程温度曲线、一加热段加热过程温度曲线、二加热段加热过程温度曲线、均热段加热过程温度曲线，如图4；

步骤S12，需观察某重轨钢坯在加热炉的历史加热过程时，在加热炉LEVEL 2系统6的任一计算机终端上输入钢坯跟踪号，数据处理服务器9将存储的与钢坯跟踪号对应的加热过程温度曲线发送至控制台显示终端10，控制台显示终端10显示对应钢坯钢坯号的重轨钢坯的加热过程温度曲线。

由上述技术方案可知，本发明重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法具有如下优点：

1、能采集并存储重轨钢坯在加热炉各段的实时温度数据(步骤S1)，并将各段的实时温度数据转换成钢坯各段加热过程的温度曲线以显示温度曲线(步骤S10)，一方面克服了现有方法对入炉钢坯加热过程没有温度曲线显示的缺陷，另一方面根据各段加热过程的温度曲线可以了解重轨钢坯在炉内的温度分布，尤其是在出炉口处钢坯表面和中心的温度，便于实现加热炉的闭环最优控制和预测钢坯的轧制效果，以获得较好的加热质量并降低能耗.实现对燃烧过程控制的优化；

2、能获得加热炉各段的温度曲线(步骤S3)，可以实时观察加热炉的各段加热温度的工作情况，便于加热炉操作人员根据加热温度的变化随时进行调整，达到最佳的钢坯加热温度；

3、能获取加热炉各段的特征值(步骤S9)，该特征值体现了钢坯在各段加热过程中的加热温度的平均值，若生产的重轨出现问题时，查找是否因为在加热过程中各段的特征值达不到加热工艺要求的标准温度而出现的质量问题；

4、具有重轨钢坯在炉时间统计功能(步骤S7)，包括预热段在炉时间、一加热段在炉时间、二加热段在炉时间、均热段在炉时间、总在炉时间；

5、可以查询任一重轨钢坯加热过程的历史温度曲线(步骤S12)。

本发明重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法还可以实现煤气流量、压力报警。具体地，所述方法还包括步骤：

步骤S13，加热炉LEVEL 1系统中的预热段温度采集PLC 1检测加热炉的煤气总管煤气流量、煤气压力数据，并实时数据采集前置机将采集的煤气总管煤气流量、煤气压力数据发送至加热炉LEVEL 2系统的数据处理服务器9；

步骤S14，数据处理服务器9设定煤气总管煤气流量阀值、煤气压力阀值，判断温度检测PLC采发送的煤气总管煤气流量、煤气压力数据是否低于煤气总管煤气流量阀值、煤气压力阀值，如果是，控制台显示终端8进行煤气流量、压力报警。

由上述步骤S13、S14可知，数据处理服务器9可以判断加热炉的煤气总管煤气流量、煤气压力是否正常，当不正常时，进行报警。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (6)

1.一种重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法，包括如下步骤：

实时采集并存储加热炉的预热段的上部南部、北部温度和下部南部、北部温度数据、一加热段上部南部、中部、北部温度和下部南部、北部温度数据、二加热段上部南部、中部、北部温度和下部南部、北部温度数据、均热段上部南部、中部、北部温度和下部南部、北部温度数据；

重轨钢坯进入加热炉前，对重轨钢坯编制钢坯跟踪号；

重轨钢坯进入加热炉后，根据钢坯跟踪号对重轨钢坯进行实时跟踪，当重轨钢坯进入预热段、一加热段、二加热段、均热段以及出炉时，分别将对应的当前时间记录为入预热段的开始时间、入一加热段的时间、入二加热段的时间、入均热段的时间、出炉的时间，并存储记录的时间；

根据对应钢坯跟踪号的入预热段的开始时间、入一加热段的时间、入二加热段的时间、入均热段的时间，重轨钢坯出炉的时间计算对应重轨钢坯的预热段在炉时间、一加热段在炉时间、二加热段在炉时间、均热段在炉时间、总在炉时间；

对每个钢坯跟踪号，在预热段实时温度中提取与该钢坯跟踪号的预热段在炉时间对应的实时温度数据、在一加热段实时温度中提取与该钢坯跟踪号的一加热段在炉时间对应的实时温度数据、在二加热段实时温度中提取与该钢坯跟踪号的二加热段在炉时间对应的实时温度数据、在均热段实时温度数据中提取与该钢坯跟踪号的入均热段在炉时间对应的实时温度数据；

对每个钢坯跟踪号，根据提取的各段在炉时间的实时温度数据绘制各段加热过程温度曲线，并存储所述各段加热过程温度曲线。

2.如权利要求1所述的重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法，其特征在于，还包括步骤：

在存储的所有加热过程温度曲线中查询与输入的钢坯跟踪号对应的加热过程温度曲线；

显示与所述钢坯跟踪号对应的加热过程温度曲线。

3.如权利要求1所述的重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法，其特征在于，还包括步骤：

根据所述实时采集的预热段的温度、一加热段的温度、二加热段的温度、均热段的温度绘制预热段上部南部、北部温度和下部南部、北部温度曲线图、一加热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图、二加热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图、均热段上部南部、中部、北部和下部南部、北部温度曲线图。

4.如权利要求1所述的重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法，其特征在于，还包括步骤：

将预热段在炉时间的实时温度数据的算术平均值确定为预热段的温度特征值；

将一加热段在炉时间的实时温度数据的算术平均值确定为一加热段的温度特征值；

将二加热段在炉时间的实时温度数据的算术平均值确定为二加热段的温度特征值；

将均热段在炉时间的实时温度数据的算术平均值确定为均热段的温度特征值。

5.如权利要求1所述的重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法，其特征在于，还包括：

设定煤气总管煤气流量阀值；

采集集加热炉的煤气总管煤气流量；

当采集的煤气总管煤气流量低于煤气总管煤气流量阀值时，进行煤气流量报警。

6.如权利要求1所述的重轨钢坯加热过程温度曲线记录方法，其特征在于，还包括：

设定煤气压力阀值；

采集集加热炉的煤气压力数据；当采集的煤气压力数据低于煤气压力阀值时，进行压力报警。

Images