CN102876881A - 一种缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热轧带钢生产技术领域，公开了一种缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法。本发明根据不同的板坯材质，合理调整板坯在加热炉内的均热时间，满足条件的普碳钢都可以缩短均热时间，不再要求所有的板坯都必须在均热段停留30分钟以上。本发明有效缩短了板坯的在炉时间，降低了煤气消耗和氧化烧损，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及热轧带钢生产技术领域，主要适用于缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法。
背景技术
在现有的所有钢种加热制度中都有如下规定：总在炉时间需满足2.8-5.0小时，均热时间至少为30min。同时，现今加热炉都是分段温度控制的，设有专门的加热段和均热段。在各种生产工序指标中，均热时间就是指板坯在均热段的停留时间。
板坯在加热炉内加热过程中，为了保证板坯的加热质量，必须严格按照加热制度执行。均热时间指标作为重点要求之一，板坯出炉前必须保证在均热段停留最少30min。对于几乎不添加合金元素的普碳钢而言，在均热过程中可以不考虑合金元素的固溶情况。保证均热时间的目的仅仅是消除截面温差。因为一定厚度的板坯在加热阶段经过强化加热之后，其表面虽然达到了规定的加热温度，但中心温度尚低，整个断面存在着较大的温度差。在均热段停留一定时间，可以降低坯料的断面温差，满足轧线轧制工艺的要求。在实际生产过程中，轧线提高轧制节奏或者加热炉装钢设计的宽规格板坯连续出钢时，常常会导致板坯在均热段停留时间不足。这样就不得不降低轧机节奏，甚至加热炉停止出钢而保温待时。
如果板坯的加热质量已经达到了要求，仅仅是因为没有达到规定的30min均热时间，板坯必须在均热段停留等待。均热段的炉温仅次于加热段，属于高温区域，板坯在均热段做不必要的停留会造成大量能源的浪费和金属的损失。所以，在保证产品质量的前提下，调整均热时间，对降低煤气单耗和金属氧化烧损意义重大。
由于普碳钢几乎不添加合金元素，保证均热时间对于普碳钢的作用更多是侧重于板坯截面温度均匀性。只要可以保证普碳钢的截面温差满足轧线要求，就可以对均热时间做出调整。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法，它缩短了普碳钢在加热炉内的均热时间，不仅降低了煤气的消耗和氧化烧损，而且提高了生产效率。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法包括：
记录目标板坯的温度数据和时间数据：通过加热炉黑匣子实验和加热炉二级过程控制系统得到目标板坯在均热段的非水印区下表面的平均温度数据、水印区下表面的温度数据、非水印区中心的平均温度数据、水印区中心的温度数据及目标板坯在均热段的停留时间数据；
对所述记录的目标板坯的温度数据进行运算处理：将所述目标板坯在均热段的非水印区下表面的平均温度与所述目标板坯在均热段的水印区下表面的温度求差得到目标板坯的第一温差，将所述目标板坯在均热段非水印区中心的平均温度与所述目标板坯在均热段的水印区中心的温度求差得到目标板坯的第二温差；
通过对所述第一温差、所述第二温差及所述目标板坯在均热段的停留时间数据进行分析可以得到目标板坯的目标出钢时间及适用于所述目标出钢时间的限定温度：具体方法为：
先观察目标板坯的第一温差数据和第二温差数据，当第一温差和第二温差均开始变化到趋于平稳的温度时，对应的停留时间为所述目标出钢时间；
再通过所述加热炉二级过程控制系统对目标板坯在二加段末的下表面温度和中心温度求差得到所述限定温度；通过加热炉二级过程控制系统对其它加热板坯也进行监测并得到温度数据，将其它加热板坯在二加段末的下表面温度和中心温度的差值与限定温度进行比较来判断其它加热板坯是否也可以在目标出钢时间出钢；
若其它加热板坯在二加段末的下表面温度和中心温度的差值小于或者等于限定温度，则说明其它加热板坯可以在目标出钢时间出钢；
若其它加热板坯在二加段末的下表面温度和中心温度的差值大于限定温度，则说明其它加热板坯不能在目标出钢时间出钢；
将规定的均热时间与目标出钢时间求差得到缩短的均热时间。
进一步地，所述记录目标板坯的温度数据和时间数据包括：记录目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的温度数据和时间数据。
进一步地，在所述通过加热炉黑匣子实验和加热炉二级过程控制系统得到目标板坯在均热段的非水印区下表面的平均温度数据、水印区下表面的温度数据、非水印区中心的平均温度数据、水印区中心的温度数据及目标板坯在均热段的停留时间数据的同时，还通过所述加热炉黑匣子实验将目标板坯在加热段水印区下表面温度和目标板坯在加热段水印区中心温度记录下来，并还将所述目标板坯在均热段的非水印区下表面的平均温度与所述目标板坯在加热段水印区下表面温度求差得到第三温差，还将所述目标板坯在均热段的非水印区中心的平均温度与所述目标板坯在加热段水印区中心温度求差得到第四温差；并通过对所述第三温差和所述第四温差进行分析来判断是否可以对目标板坯的目标出钢时间进行分析；
若第三温差和第四温差均逐步减小，则对目标板坯的目标出钢时间进行分析；
若第三温差和第四温差中至少有一个没有逐步减少，则不对目标板坯的目标出钢时间进行分析。
进一步地，所述通过加热炉黑匣子实验得到目标板坯在均热段的非水印区下表面的平均温度数据包括：通过加热炉黑匣子实验得到目标板坯在均热段的非水印区轧侧端部下表面的温度、非水印区非轧侧端部下表面的温度及加热段水印区下表面温度；再对所述目标板坯在均热段的非水印区轧侧端部下表面的温度、所述目标板坯在均热段的非水印区非轧侧端部下表面的温度及所述加热段水印区下表面的温度求平均值得到所述目标板坯在均热段的非水印区下表面的平均温度数据。
进一步地，所述通过加热炉黑匣子实验得到目标板坯在均热段的非水印区中心的平均温度数据包括：通过加热炉黑匣子实验得到目标板坯在均热段的非水印区轧侧端部中心的温度、非水印区非轧侧端部中心的温度及加热段水印区中心温度；再对所述目标板坯均热段的非水印区轧侧端部中心的温度、所述目标板坯在均热段的非水印区非轧侧端部中心的温度及所述加热段水印区中心温度求平均值得到所述目标板坯在均热段的非水印区中心的平均温度数据。
进一步地，所述目标出钢时间为25分钟，所述限定温度为22℃。
本发明的有益效果在于：
本发明提出的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法可以根据不同的板坯材质，合理调整板坯在加热炉内的均热时间，满足条件的普碳钢都可以缩短均热时间，不再要求所有的板坯都必须在均热段停留30分钟以上。本发明有效缩短了板坯的在炉时间，降低了煤气消耗和氧化烧损，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例提出的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法的流程图。
具体实施方式
为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法的具体实施方式及工作原理进行详细说明。
由图1可知，本发明提供的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法包括：记录目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的温度数据和时间数据：通过加热炉黑匣子实验和加热炉二级过程控制系统得到目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区轧侧端部下表面的温度数据、目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区非轧侧端部下表面的温度数据、目标板坯在加热段水印区的下表面温度数据、目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的水印区的下表面的温度数据、目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区轧侧端部中心的温度数据、目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区非轧侧端部中心的温度数据、目标板坯在加热段水印区的中心温度数据、目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的水印区的中心的温度数据及目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的停留时间数据；
对目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区轧侧端部下表面的温度数据、目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区非轧侧端部下表面的温度数据和目标板坯在加热段水印区的下表面温度数据求平均值可以得到目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区的下表面的平均温度；对目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区轧侧端部中心的温度数据、目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区非轧侧端部中心的温度数据及目标板坯在加热段水印区的中心温度数据求平均值可以得到目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区中心的平均温度数据；这里需要说明的是，由于加热炉水梁在二加热段末拐弯，加热板坯离开加热段后，在加热段及以前接触水梁的区域将不再接触水梁，成为非水印区。故在本实施例中，可以通过目标板坯在加热段水印区的下表面温度数据来计算目标板坯在均热段的非水印区的下表面的平均温度，可以通过目标板坯在加热段水印区的中心温度数据来计算目标板坯在均热段的非水印区中心的平均温度数据。
将目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区的下表面的平均温度与相应的目标板坯在加热段水印区下表面温度求差得到目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的第三温差，将目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区中心的平均温度数据与相应的目标板坯在加热段水印区中心温度求差得到目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的第四温度；通过对第三温差和第四温差进行分析来判断是否对目标板坯的目标出钢时间进行分析；
若第三温差和第四温差均逐步减小，则说明可以对目标板坯的目标出钢时间进行分析；
若第三温差和第四温差中至少有一个没有逐步减少，则说明不对目标板坯的目标出钢时间进行分析。
若对目标板坯的目标出钢时间进行分析，首先对得到的目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的温度数据进行运算处理；将目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区下表面的平均温度与目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的水印区下表面的温度求差得到目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的第一温差，再将目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的非水印区中心的平均温度与目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的水印区中心的温度求差得到目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的第二温差；
通过对第一温差、第二温差及目标板坯在均热段的停留时间数据进行分析来得到目标板坯的目标出钢时间及适用于目标出钢时间的限定温度；
具体方法为：
先观察目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的第一温差数据和第二温差数据，当第一温差和第二温差均开始变化到趋于平稳的温度时，对应的停留时间为目标出钢时间。
再通过加热炉二级过程控制系统对目标板坯在二加段末的下表面温度和中心温度求差得到限定温度；通过加热炉二级过程控制系统对其它加热板坯也进行监测并得到温度数据，将其它加热板坯在二加段末的下表面温度和中心温度的差值与限定温度进行比较来判断其它加热板坯是否也可以在目标出钢时间出钢；
若其它加热板坯在二加段末的下表面温度和中心温度的差值小于或者等于由目标板坯得到的限定温度，则说明其它加热板坯也可以在通过目标板坯得到的目标出钢时间时出钢；
若其它加热板坯在二加段末的下表面温度和中心温度的差值大于由目标板坯得到的限定温度，则说明其它加热板坯不能在由目标板坯得到的目标出钢时间时出钢。为了保证板坯的加热质量，加热板坯需要在加热炉停留至少30分钟。
将规定的均热时间与目标出钢时间求差得到缩短的均热时间。
在本实施例中，记录目标板坯在进入均热段33分钟内每分钟的一系列的温度数据和时间数据，并对记录到的数据进行求平均值和比较运算；通过目标板坯得到的目标出钢时间为25分钟，适用于目标出钢时间的限定温度为22℃。
需要说明的是上述每分钟的一系列的温度数据和时间数据的具体个数，是根据实际需要进行调整的，例如，可以是3-100个。
本发明提供的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法在实际应用时，首先通过加热炉黑匣子试验和加热炉二级过程控制系统得到普碳钢A在进入均热段33分钟内每分钟的实时温度数据及其对应的均热时间数据；再通过对第一温差、第二温差及普碳钢A在均热段的停留时间数据进行分析得到普碳钢A的目标出钢时间；表1为本发明实施例提出的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法中普碳钢A在进入均热段33分钟内的部分停留时间和板坯下表面温度数据：
表1
备注：由于加热炉水梁在二加热段末拐弯，加热板坯离开加热段后，在加热段及以前接触水梁的区域将不再接触水梁，所以将板坯在加热段接触水梁的区域命名为加热段水印区，将加热板坯在均热段接触水梁的区域命名为均热段水印区。这样，在均热段的非水印区的温度测点就包括板坯轧侧和非轧侧端部测点，以及加热段水印区测点，共三处。
由表1可知，在本实施例中，普碳钢A进入均热段后，第三温差逐渐减小；且当普碳钢A从在均热段停留23分钟开始，第一温差为30℃。此后，随着普碳钢A在炉时间的延长，第一温差始终在30℃附近轻微波动。说明普碳钢A从在均热段停留23分钟开始，第一温差的变化到趋于30℃。
表2为本发明实施例提出的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法中普碳钢A在进入均热段33分钟内的部分停留时间和板坯中心温度数据。
表2
由表2可知，普碳钢A进入均热段后，第四温差也逐渐减小，第二温差则始终维持在29℃附近；说明普碳钢A从在均热段停留23分钟开始，第二温差的变化到趋于29℃。
综上所述，普碳钢A可以在23分钟时出钢，但是为了进一步确保板坯的加热质量，本实施例中，使普碳钢A在25分钟时才出钢。
再通过加热炉二级过程控制系统对其它加热板坯的出钢时间进行核算，先通过加热炉二级过程控制系统记录下普碳钢A在二加段末的下表面温度和中心温度，并求差。由表1和表2可知，普碳钢A在二加段末的下表面温度为1227℃，普碳钢A在二加段末的中心温度为1205℃，差值为22℃。因为黑匣子试验的实质就是正常生产过程中对一块板坯进行的温度数据测量收集，所以黑匣子试验的数据结论具有普遍适用性，即由目标板坯得到的温度数据规律可以适用于所有进入加热炉内加热的同种板坯。将22℃作为限制条件，若其它板坯在二加段末的下表面温度和中心温度的温差小于或者等于22℃，则说明其它加热板坯也可以在均热段停留25分钟就出钢，故早于规定的至少30分钟的均热时间出钢，从而缩短了均热时间；若其它加热板坯在二加段末的下表面温度和二加段末的中心温度的温差大于22℃，则说明其它加热板坯在加热炉中的均热段的停留时间还是应该至少为30分钟。
本发明可以适用于所有加热板材，不同加热板材可以由目标板坯通过黑匣子实验数据判断板坯截面温度的变化规律，从而得出该种板材的目标出钢时间。同时可以利用二级过程控制系统通过适用于目标出钢时间的限定温度将目标出钢时间推广到目标板坯以外的其它同种板坯。符合限定温度的板坯都可以在由目标板坯得到的目标出钢时间出钢，这样便缩短了加热板坯在加热炉内的均热时间，从而达到提高生产效率、降低能耗和氧化烧损的目的。
本发明提供的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法根据不同的板坯材质，合理调整板坯在加热炉内的均热时间，满足条件的普碳钢都可以缩短均热时间，不再要求所有的板坯都必须在均热段停留30分钟以上。由于板坯的均热时间计算是从二加段末开始的，本发明通过二级过程控制系统来计算二加段末的截面温度，保证了监测结果的准确性。本发明有效缩短了板坯的在炉时间，降低了煤气消耗和氧化烧损，提高了生产效率。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法，其特征在于，包括：
记录目标板坯的温度数据和时间数据：通过加热炉黑匣子实验和加热炉二级过程控制系统得到目标板坯在均热段的非水印区下表面的平均温度数据、水印区下表面的温度数据、非水印区中心的平均温度数据、水印区中心的温度数据及目标板坯在均热段的停留时间数据；
对所述记录的目标板坯的温度数据进行运算处理：将所述目标板坯在均热段的非水印区下表面的平均温度与所述目标板坯在均热段的水印区下表面的温度求差得到目标板坯的第一温差，将所述目标板坯在均热段非水印区中心的平均温度与所述目标板坯在均热段的水印区中心的温度求差得到目标板坯的第二温差；
通过对所述第一温差、所述第二温差及所述目标板坯在均热段的停留时间数据进行分析可以得到目标板坯的目标出钢时间及适用于所述目标出钢时间的限定温度：具体方法为：
先观察目标板坯的第一温差数据和第二温差数据，当第一温差和第二温差均开始变化到趋于平稳的温度时，对应的停留时间为所述目标出钢时间；
再通过所述加热炉二级过程控制系统对目标板坯在二加段末的下表面温度和中心温度求差得到所述限定温度；通过加热炉二级过程控制系统对其它加热板坯也进行监测并得到温度数据，将其它加热板坯在二加段末的下表面温度和中心温度的差值与限定温度进行比较来判断其它加热板坯是否也可以在目标出钢时间出钢；
若其它加热板坯在二加段末的下表面温度和中心温度的差值小于或者等于限定温度，则说明其它加热板坯可以在目标出钢时间出钢；
若其它加热板坯在二加段末的下表面温度和中心温度的差值大于限定温度，则说明其它加热板坯不能在目标出钢时间出钢；
将规定的均热时间与目标出钢时间求差得到缩短的均热时间。
2.如权利要求1所述的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法，其特征在于：所述记录目标板坯的温度数据和时间数据包括：记录目标板坯在进入均热段至少30分钟内每分钟的一系列的温度数据和时间数据。
3.如权利要求1或2所述的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法，其特征在于：在所述通过加热炉黑匣子实验和加热炉二级过程控制系统得到目标板坯在均热段的非水印区下表面的平均温度数据、水印区下表面的温度数据、非水印区中心的平均温度数据、水印区中心的温度数据及目标板坯在均热段的停留时间数据的同时，还通过所述加热炉黑匣子实验将目标板坯在加热段水印区下表面温度和目标板坯在加热段水印区中心温度记录下来，并还将所述目标板坯在均热段的非水印区下表面的平均温度与所述目标板坯在加热段水印区下表面温度求差得到第三温差，还将所述目标板坯在均热段的非水印区中心的平均温度与所述目标板坯在加热段水印区中心温度求差得到第四温差；并通过对所述第三温差和所述第四温差进行分析来判断是否可以对目标板坯的目标出钢时间进行分析；
若第三温差和第四温差均逐步减小，则对目标板坯的目标出钢时间进行分析；
若第三温差和第四温差中至少有一个没有逐步减少，则不对目标板坯的目标出钢时间进行分析。
4.如权利要求1或2所述的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法，其特征在于，所述通过加热炉黑匣子实验得到目标板坯在均热段的非水印区下表面的平均温度数据包括：通过加热炉黑匣子实验得到目标板坯在均热段的非水印区轧侧端部下表面的温度、非水印区非轧侧端部下表面的温度及加热段水印区下表面温度；再对所述目标板坯在均热段的非水印区轧侧端部下表面的温度、所述目标板坯在均热段的非水印区非轧侧端部下表面的温度及所述加热段水印区下表面的温度求平均值得到所述目标板坯在均热段的非水印区下表面的平均温度数据。
5.如权利要求4所述的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法，其特征在于，所述通过加热炉黑匣子实验得到目标板坯在均热段的非水印区中心的平均温度数据包括：通过加热炉黑匣子实验得到目标板坯在均热段的非水印区轧侧端部中心的温度、非水印区非轧侧端部中心的温度及加热段水印区中心温度；再对所述目标板坯均热段的非水印区轧侧端部中心的温度、所述目标板坯在均热段的非水印区非轧侧端部中心的温度及所述加热段水印区中心温度求平均值得到所述目标板坯在均热段的非水印区中心的平均温度数据。
6.如权利要求1所述的缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法，其特征在于，所述目标出钢时间为25分钟，所述限定温度为22℃。
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| CN201210387781.5A Active CN102876881B (zh) | 2012-10-12 | 2012-10-12 | 一种缩短加热炉内普碳钢的均热时间的方法 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105436212A (zh) * | 2014-09-25 | 2016-03-30 | 鞍钢股份有限公司 | 一种降低加热煤气消耗的方法 |
| CN105441665A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-03-30 | 成都工业学院 | 热处理炉零保温控制方法及其系统 |
| CN109142133A (zh) * | 2018-06-29 | 2019-01-04 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种板坯氧化烧损的测量方法 |
| CN112029987A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-12-04 | 首钢集团有限公司 | 一种普通碳素结构钢的板坯低温出钢的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1473945A (zh) * | 2003-07-15 | 2004-02-11 | 上海应用技术学院 | 热轧钢坯出炉前局部强化加热方法及装置 |
-
2012
- 2012-10-12 CN CN201210387781.5A patent/CN102876881B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112029987A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-12-04 | 首钢集团有限公司 | 一种普通碳素结构钢的板坯低温出钢的方法 |
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| CN102876881B (zh) | 2014-07-09 |
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