CN104805277A - 一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法 - Google Patents

Abstract

一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，包括脉冲式板坯加热炉及其加热炉烧嘴组，该加热烧嘴组分为两侧成对布置，每侧的烧嘴组分为上下两组，其具体为首先选择加热炉烧嘴组的供热段中的代表烧嘴，然后设定代表烧嘴的温度，以加热炉烧嘴组的供热段的温度设定直接作为代表烧嘴的温度设定值，接着设定加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴的温度，最后检测加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴实际温度。本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，能改善脉冲式板坯加热炉加热炉烧嘴组的供热段温度控制中段头尾的温度控制，使其平稳可控；本发明能减少炉内气氛温度分布不均问题，合理分配烧嘴的负荷，大大节约了能耗并提高了产能。

Description

一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法

技术领域

本发明涉及温度控制设定领域，尤其涉及一种应用于热轧生产中加热炉工艺控制温度的方法，通过选择正确的温度设定方法，改善以加热炉烧嘴组的供热段进行温度控制的脉冲式板坯加热炉的控制效果。 

背景技术

目前，在各家钢铁生产企业的热轧生产中所使用的板坯加热炉均采用以流量进行控制的传统燃烧控制方法，其中广泛使用的脉冲式板坯加热炉的烧嘴工作时以额定功率进行燃烧，通过改变投入烧嘴的数量和工作时间以满足不同情况下的热需求，脉冲式板坯加热炉改变了传统燃烧控制方法中对燃料和空气连续给进和调节的方法。 

而现有技术下的脉冲式板坯加热炉一般由多对烧嘴在炉两侧成对布置，并设置上部烧嘴和下部烧嘴以对板坯上下表面同时加热。投入烧嘴的数据取决于加热炉的工作状态，如升温、正常生产、保温等状态。烧嘴的工作时间取决于热需求，而热需求则由烧嘴所处位置的目标温度和检测温度经过计算得出。 

而在脉冲燃烧控制方式下，对全炉的烧嘴设置一个脉冲循环周期Tc，这个周期在60～120s间设定。烧嘴成对控制，热需求与烧嘴的工作时间Tw的对应关系如下： 

热需求%（Hd）：0%≤Hd≤10%，工作时间（s）：0，状态：周期内一直关闭； 

热需求%（Hd）：10%＜Hd≤90%，工作时间（s）：状态：工作时间内全负荷燃烧； 

热需求%（Hd）：90%＜Hd≤100%，工作时间（s）：Tc，状态：周期内全负荷燃烧。 

其中烧嘴所在位置的目标温度设定主要取决于炉型特点、钢种差异、布料方式、烧嘴能力、控制设备性能、温度控制方案等。其设定方式主要有L1设定和L2设定，每对烧嘴有不同的设定温度。 

然而，经过长时间的现场使用发现，脉冲式板坯加热炉烧嘴在加热炉两侧成对布置，除了自身额定功率的不同，在物理上并无段的概念，每对烧嘴单独进行控制，也可以几对烧嘴组成加热炉烧嘴组的供热段进行段控制。在炉温控制上，建立起完善的L2级控制的加热炉，其炉温控制可以根据来料板坯的不同温度、板坯的不同热需求、 炉内布料方式的不同及生产组织情况等计算最佳的温度设置给L1级，通过L1级对独立的烧嘴或加热炉烧嘴组的供热段进行温度控制。而在不具备完善L2级的脉冲加热炉上，其炉温控制则只能根据加热炉烧嘴组的供热段进行设定或由现场操作人员手动设定。在以加热炉烧嘴组的供热段进行控制中，加热炉烧嘴组的供热段中各烧嘴的设定温度一致，各烧嘴根据本加热炉烧嘴组的供热段的实际温度与设定温度的偏差独立调节。为保证加热炉的板坯加热质量，工艺制度上对板坯的段末温度及出炉温度都有严格的规定，段末温度是由热跟踪模型根据板坯入段前的模型计算温度及板坯在本段中所获得的供热量计算而来的。但是在实际生产过程中由于轧制品种多，温度跳跃较大，相邻段的温度设定值经常会出现较大的差异。在此情况下就会出现加热炉烧嘴组的供热段中相邻烧嘴的燃烧负荷差异很大，导致本段板坯段末温度低于设定值，而段中仍有个别烧嘴并未燃烧，或者本段板坯段末温度高于设定值，而段中仍有个别烧嘴在满负荷燃烧，一定程度上造成炉温控制紊乱和炉内温度分布不均。 

公开号：101929806A的中国专利提供了一种脉冲加热炉温度控制方法，其温度设定方法采用加热炉烧嘴组的供热段的控制方法，段内各烧嘴的温度设定相同，但是该方法不能应用于段温度设定只作用于其中一个烧嘴，段内各烧嘴的温度设定不相同的模式。 

发明内容

为了解决现有技术下的脉冲式板坯加热炉由于实际生产过程中由于轧制品种多，温度跳跃较大，相邻段的温度设定值经常会出现较大的差异而导致的加热炉烧嘴组的供热段中相邻烧嘴的燃烧负荷差异很大，导致本段板坯段末温度低于设定值，而段中仍有个别烧嘴并未燃烧，或者本段板坯段末温度高于设定值，而段中仍有个别烧嘴在满负荷燃烧，一定程度上造成炉温控制紊乱和炉内温度分布不均的问题，本发明提供了一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，通过该方法使得改善了脉冲式板坯加热炉温度控制中的以加热炉烧嘴组的供热段进行控制的方法，通过选取合适的加热炉烧嘴组的供热段代表烧嘴和计算其余烧嘴的温度设定值使温度控制更加平稳，炉内气氛更加稳定。本发明的具体方法如下所述： 

一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，包括脉冲式板坯加热炉及其加热炉烧嘴组，该加热烧嘴组分为两侧成对布置，每侧的烧嘴组分为上下两组，加热炉烧嘴组的供热段分为第一加热段、第二加热段和均热段，其特征在于： 

一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，包括脉冲式板坯加热炉及其加热炉烧嘴 组，该加热烧嘴组分为两侧成对布置，每侧的烧嘴组分为上下两组，加热炉烧嘴组的供热段按从装钢侧至出钢侧的顺序分为第一加热段、第二加热段和均热段，其特征在于： 

1）首先选择加热炉烧嘴组的供热段中的代表烧嘴，对于处于炉头和炉尾的加热炉烧嘴组的第一加热段和均热段选择最边部的烧嘴作为代表烧嘴，而其余的第二加热段代表烧嘴选择段内中间一个烧嘴或段内中间靠装钢侧的一个烧嘴； 

2）然后设定代表烧嘴的温度，以加热炉烧嘴组的各个供热段的温度设定直接作为代表烧嘴的温度设定值； 

3）接着设定加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴的温度，将步骤2）中的加热炉烧嘴组的供热段代表烧嘴的温度与本段处于同一加热面的下一加热炉烧嘴组的供热段代表烧嘴的温度设定为T_m和T_n，依据两代表烧嘴间的烧嘴数量为m-n-1进行差分，差分后的温度设定T_si分别赋予两代表烧嘴间的烧嘴，其中T_si与T_m和T_n的关系为：  $\mathrm{Tsi}=\frac{|\mathrm{Tm}-\mathrm{Tn}|}{m-n-1}+\mathrm{Tm};$

4）最后检测加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴实际温度。 

根据本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，其特征在于，所述的步骤1）中若烧嘴段的代表烧嘴存在故障而无法工作，则选取代表烧嘴前或后的烧嘴作为代表烧嘴。 

根据本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，其特征在于，所述的步骤4）中的检测加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴实际温度其具体为加热炉烧嘴组的供热段中非代表烧嘴的温度设定以该烧嘴近装钢侧的热电偶检测温度作为实际检测温度进行控制。 

使用本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法获得了如下有益效果： 

1.本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，能改善脉冲式板坯加热炉加热炉烧嘴组的供热段温度控制中段头尾的温度控制，使其平稳可控； 

2.本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，能减少炉内气氛温度分布不均问题，合理分配烧嘴的负荷，大大节约了能耗并提高了产能。 

附图说明

图1为本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法所应用的脉冲式板坯加热炉及其加热炉烧嘴组的具体示意图； 

图2为本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法的具体方法流程图； 

图3为本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法的上部段烧嘴实际温度对比示意图； 

图4为本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法的下部段烧嘴实际温度对比示意图。 

图中：1-脉冲式板坯加热炉，A-加热炉烧嘴组。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法做进一步的描述。 

一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，如图1所示，一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，包括脉冲式板坯加热炉1及其加热炉烧嘴组A，该加热烧嘴组分为两侧成对布置，每侧的烧嘴组分为上下两组，加热炉烧嘴组的供热段按从装钢侧至出钢侧的顺序分为第一加热段、第二加热段和均热段，其特征在于： 

1）首先选择加热炉烧嘴组的供热段中的代表烧嘴，对于处于炉头和炉尾的加热炉烧嘴组的第一加热段和均热段选择最边部的烧嘴作为代表烧嘴，而其余的第二加热段代表烧嘴选择段内中间一个烧嘴或段内中间靠装钢侧的一个烧嘴； 

2）然后设定代表烧嘴的温度，以加热炉烧嘴组的各个供热段的温度设定直接作为代表烧嘴的温度设定值； 

3）接着设定加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴的温度，将步骤2）中的加热炉烧嘴组的供热段代表烧嘴的温度与本段处于同一加热面的下一加热炉烧嘴组的供热段代表烧嘴的温度设定为T_m和T_n，依据两代表烧嘴间的烧嘴数量为m-n-1进行差分，差分后的温度设定Tsi分别赋予两代表烧嘴间的烧嘴，其中T_si与T_m和T_n的关系为：  $\mathrm{Tsi}=\frac{|\mathrm{Tm}-\mathrm{Tn}|}{m-n-1}+\mathrm{Tm};$

4）最后检测加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴实际温度。 

步骤1）中若烧嘴段的代表烧嘴存在故障而无法工作，则选取代表烧嘴前或后的烧嘴作为代表烧嘴。 

步骤4）中的检测加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴实际温度其具体为加热炉烧嘴组的供热段中非代表烧嘴的温度设定以该烧嘴近装钢侧的热电偶检测温度作为实际检测温度进行控制。 

实施例 

结合附图1和图2，本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法的具体实施例 以图1中的脉冲式板坯加热炉1为例，该炉的加热炉烧嘴组A有20对脉冲烧嘴在炉两侧成对布置，将其暂设为1A～20A和1B～20B，可以对板坯进行上下双面同时加热。从装钢侧到出钢侧为20对烧嘴构成的20个独立的供热区。为适应操作工的习惯，加热炉被分成8个虚拟供热段，分别是余热回收段上下（非供热段，与本实施例无关联，仅作说明）、第一加热段上下段、第二加热段上下段和均热段上下段，其中余热回收段没有独立供热区，其具体如下表1所示： 

表1-加热炉烧嘴组的供热段的划分表 

其具体步骤与上述方法对应： 

1）首先选择加热炉烧嘴组的供热段中的代表烧嘴： 

如上表，对于处于炉头和炉尾的加热炉烧嘴组的第一加热段和均热段选择最边部的烧嘴作为代表烧嘴，而其余的第二加热段代表烧嘴选择段内中间一个烧嘴或段内中间靠装钢侧的一个烧嘴。即加热炉烧嘴组A选择第一加热段上部段烧嘴1A和1B作为本段代表烧嘴；同理，选择第一加热段下部段烧嘴2A和2B为本段代表烧嘴，而第二加热段上部段选择9A、9B作为代表烧嘴，第二加热段下部段选择10A、10B作为代表烧嘴，均热段上部段选择19A和19B，均热段下部段选择20A和20B。 

2）设定代表烧嘴的温度，以加热炉烧嘴组的各个供热段的温度设定直接作为代表烧嘴的温度设定值； 

本实施例中该烧嘴的热需求计算该温度和其对应热电偶检测温度为依据。如均热段上的温度设定为1240℃，其温度设定作为该段烧嘴19A和19B的温度设定，其余的第一加热段和第二加热段的温度设定同样以此类推。 

3）设定加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴的温度： 

以第一加热段上部段和第二加热段上部段为例，取烧嘴4A与烧嘴9A，代表烧嘴温度以步骤2）中所述的加热炉烧嘴组的各个供热段的温度设定分别为T_m=1220℃和T_n=1300℃，烧嘴4A与烧嘴9A间隔的烧嘴数量为m-n-1=9-4-1=4，则依据公式  $\mathrm{Tsi}=\frac{|\mathrm{Tm}-\mathrm{Tn}|}{m-n-1}+\mathrm{Tm};$ 的设定温度为根据此方法获得 各烧嘴的温度设定表如下表2所述： 

表2-各烧嘴的温度设定表 

4）最后检测加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴实际温度，加热炉烧嘴组的供热段中非代表烧嘴的温度设定以该烧嘴近装钢侧的热电偶检测温度作为实际检测温度进行控制。实际温度设定效果如图3和图4所示： 

图3和图4中位于右侧的直方长条为采用现有技术下的加热炉烧嘴组的供热段的温度设定方法的各烧嘴温度设定值，而左侧的直方长条则为采用了本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法而实现的各段温度设定值。其中明显可以发现采用了本发明的本实施例后对改善加热炉烧嘴热负荷分配不均、改善炉内气氛分布、更好的适应不同板坯轧制需求都产生有益的效果。 

本发明的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，能改善脉冲式板坯加热炉加热炉烧嘴组的供热段温度控制中段头尾的温度控制，使其平稳可控；本发明能减少炉内气氛温度分布不均问题，合理分配烧嘴的负荷，大大节约了能耗并提高了产能。本发明适用于各种热轧生产中加热炉工艺控制温度领域。 

Claims (3)

1.一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，包括脉冲式板坯加热炉（1）及其加热炉烧嘴组（A），该加热烧嘴组分为两侧成对布置，每侧的烧嘴组分为上下两组，加热炉烧嘴组的供热段按从装钢侧至出钢侧的顺序分为第一加热段、第二加热段和均热段，其特征在于： 

1）首先选择加热炉烧嘴组的供热段中的代表烧嘴，对于处于炉头和炉尾的加热炉烧嘴组的第一加热段和均热段选择最边部的烧嘴作为代表烧嘴，而其余的第二加热段代表烧嘴选择段内中间一个烧嘴或段内中间靠装钢侧的一个烧嘴； 

2）然后设定代表烧嘴的温度，以加热炉烧嘴组的各个供热段的温度设定直接作为代表烧嘴的温度设定值； 

3）接着设定加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴的温度，将步骤2）中的加热炉烧嘴组的供热段代表烧嘴的温度与本段处于同一加热面的下一加热炉烧嘴组的供热段代表烧嘴的温度设定为T_m和T_n，依据两代表烧嘴间的烧嘴数量为m-n-1进行差分，差分后的温度设定Tsi分别赋予两代表烧嘴间的烧嘴，其中T_si与T_m和T_n的关系为： 

4）最后检测加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴实际温度。 

2.如权利要求1所述的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，其特征在于，所述的步骤1）中若烧嘴段的代表烧嘴存在故障而无法工作，则选取代表烧嘴前或后的烧嘴作为代表烧嘴。 

3.如权利要求1所述的一种脉冲式板坯加热炉用温度控制方法，其特征在于，所述的步骤4）中的检测加热炉烧嘴组的供热段中其余烧嘴实际温度其具体为加热炉烧嘴组的供热段中非代表烧嘴的温度设定以该烧嘴近装钢侧的热电偶检测温度作为实际检测温度进行控制。