CN104848247A - 一种加热炉气氛场控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加热炉气氛场控制系统，包括加热炉，所述加热炉包括若干加热段，还包括取样阀、预处理器、气体密度计、气氛场控制器、系统计算机以及氧化锆分析仪；本发明提供的加热炉气氛场控制系统，实时检测每一个加热段的炉内氧含量，对各段炉内气氛监视、报警、记录，根据炉内气氛精确控制燃烧需氧量，从而减少燃气消耗并降低氧化烧损，使各燃烧段的炉内气氛达到最佳状态，降低氧化烧损，节约能源，使燃烧效率最大化，保证产品质量。

Description

一种加热炉气氛场控制系统
技术领域
本发明涉及加热炉设备领域，具体地讲，本发明涉及一种加热炉气氛场控制系统。
背景技术
钢坯在高温加热炉中不同温度段加热，除了使被加热的钢坯按照工艺要求达到均匀的温度分布之外，在加热过程中合理的控制空气与燃料的配比也是非常重要的环节。
参与燃烧的空气量通常用空气过剩系数μ来描述。μ为实际空气量与理论空气量的比值。在实际生产过程中μ的取值与燃料种类、燃烧装置形式及燃烧条件等因素相关。按照燃烧产物中过剩氧含量的多少，可区分为强氧化气氛和弱氧化气氛。前者的过剩氧含量为8～10％；后者过剩氧含量为2～5％。
当μ大于1.10时，炉内剩余空气量过高，会在钢坯表面产生大量的氧化铁皮，加剧了烧损。过量的烟气在排放过程中同时造成大量的热能流失。此外，在燃烧过程中，过量的氧与空气中的氮气N2反应生成的二氧化氮NO2、一氧化氮NO等氮氧化物随烟气排放将造成环境污染。吸入过多的氮氧化物可致人神经、皮肤受损。加入的空气量过少则又会使燃料不完全燃烧，产生黑烟尘，生成游离炭及一氧化碳CO气体等，污染空气。
控制炉内各段的氧含量，以最小的过剩空气量达到燃料的充分燃烧、即低氧燃烧可以有效减少烟气量，降低燃料消耗。同时，低氧燃烧还可以减少氮氧化物和黑烟、一氧化碳CO等有害物质的生成。
综上所述，本领域技术人员亟需提供一种加热炉气氛场控制系统，以降低加热炉氧化烧损，降低能耗，减少NOX排放。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种加热炉气氛场控制系统，以降低加热炉氧化烧损，降低能耗，减少NOX排放。
本发明专利提供了一种加热炉气氛场控制系统，包括加热炉，所述加热炉包括若干加热段，还包括取样阀、预处理器、气体密度计、气氛场控制器、系统计算机以及氧化锆分析仪；其中，所述取样阀与所述预处理器、气体密度计以及气氛场控制器依次连接，以补正加热炉内燃气计量，所述氧化锆分析仪为若干个，设于所述加热炉各加热段顶部位置，以检测加热炉内各加热段的氧含量，并将检测的数据反馈至所述气氛场控制器，所述气氛场控制器与所述系统计算机连接，所述系统计算机通过无线网路与加热炉生产管理系统、加热炉基础自动化系统以及轧机二级计算机连接。
优选的，所述加热炉包括热回收段、预热段、加热一段、加热二段以及均热段。
优选的，所述氧化锆分析仪具有显示屏，用于显示所述加热炉内各加热段的氧含量。
优选的，所述氧化锆分析仪包括警示单元以及存储单元，当加热炉内各加热段的氧含量超过预设值时，所述警示单元发出警报，所述存储单元用于存储所述氧化锆分析仪的监测数据。
优选的，所述警示单元为声光报警器。
优选的，所述系统计算机连接若干打印机。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供的加热炉气氛场控制系统，实时检测每一个加热段的炉内氧含量，对各段炉内气氛监视、报警、记录，根据炉内气氛精确控制燃烧需氧量，从而减少燃气消耗并降低氧化烧损，使各燃烧段的炉内气氛达到最佳状态，降低氧化烧损，节约能源和劳动力，使生产能力最大化，保证产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明专利中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1 是本发明提供的加热炉气氛场控制系统的结构示意图。
[图中附图标记]：
10. 加热炉，20. 取样阀，30. 预处理器，40. 气体密度计，50. 气氛场控制器， 60. 系统计算机，70. 氧化锆分析仪，80. 加热炉生产管理系统，90. 加热炉基础自动化系统，100. 轧机二级计算机。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本发明的限定。
上述及其它技术特征和有益效果，将结合实施例及附图对本发明的加热炉气氛场控制系统进行详细说明。如图所示，图 1 是本发明提供的加热炉气氛场控制系统的结构示意图。
如图1所示，本发明提供一种加热炉气氛场控制系统，包括加热炉10，加热炉10包括若干加热段，还包括取样阀20、预处理器30、气体密度计40、气氛场控制器50、系统计算机60以及氧化锆分析仪70；其中，所述取样阀20与预处理器30、气体密度计40以及气氛场控制器50依次连接，以补正加热炉10内燃气计量，所述氧化锆分析仪70为若干个，设于加热炉10各加热段顶部位置，以检测加热炉10内各加热段的氧含量，并将检测的数据反馈至所述气氛场控制器50，气氛场控制器50与系统计算机60连接，系统计算机60通过无线网路与加热炉生产管理系统80、加热炉基础自动化系统90以及轧机二级计算机100连接。
具体的，本实施例中，加热炉包括热回收段、预热段、加热一段、加热二段以及均热段，各加热段顶部中心位置安装氧化锆分析仪70。
优选方案中，氧化锆分析仪70具有显示屏，用于显示加热炉10内各加热段的氧含量；同时，氧化锆分析仪70包括警示单元以及存储单元，当加热炉10内各加热段的氧含量超过预设值时，警示单元发出警报，其中，警示单元优选为声光报警器，存储单元用于存储氧化锆分析仪70的监测数据。
此外，为了便于打印检测数据，系统计算机还可连接若干打印机。
本发明通过气体密度计以及预处理器，实现的加热炉燃气计量补正，提高计量精度，减少空燃比和燃烧控制误差，实现完全燃烧及减少燃烧需氧量，从而减少燃气消耗、降低氧化烧损。
此外，系统计算机根据板坯跟踪和加热炉炉内工况，掌握加热炉加热特性，计算钢坯加热曲线，生成热平衡测试报告。系统计算机自动计算生成的热平衡报告可以直观的为用户提供各个热量收入项和支出项的热量以及所占的比例。其中，系统计算机可以按小时，班次，天，星期，或月计算生成报表。
综上所述，本发明提供的加热炉气氛场控制系统，实时检测每一个加热段的炉内氧含量，对各段炉内气氛监视、报警、记录，根据炉内气氛精确控制燃烧需氧量，从而减少燃气消耗并降低氧化烧损，使各燃烧段的炉内气氛达到最佳状态，降低氧化烧损，节约能源和劳动力，使生产能力最大化，保证产品质量。
虽然本发明主要描述了以上实施例，但是只是作为实例来加以描述，而本发明并不限于此。本领域普通技术人员能做出多种变型和应用而不脱离实施例的实质特性。例如，对实施例详示的每个部件都可以修改和运行，与所述变型和应用相关的差异可认为包括在所附权利要求所限定的本发明的保护范围内。
本说明书中所涉及的实施例，其含义是结合该实施例描述的特地特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。说明书中出现于各处的这些术语不一定都涉及同一实施例。此外，当结合任一实施例描述特定特征、结构或特性时，都认为其落入本领域普通技术人员结合其他实施例就可以实现的这些特定特征、结构或特性的范围内。

Claims (6)

1.一种加热炉气氛场控制系统，包括加热炉，所述加热炉包括若干加热段，其特征在于，还包括取样阀、预处理器、气体密度计、气氛场控制器、系统计算机以及氧化锆分析仪；其中，所述取样阀与所述预处理器、气体密度计以及气氛场控制器依次连接，以补正加热炉内燃气计量，所述氧化锆分析仪为若干个，设于所述加热炉各加热段顶部位置，以检测加热炉内各加热段的氧含量，并将检测的数据反馈至所述气氛场控制器，所述气氛场控制器与所述系统计算机连接，所述系统计算机通过无线网路与加热炉生产管理系统、加热炉基础自动化系统以及轧机二级计算机连接。
2.根据权利要求1所述的加热炉气氛场控制系统，其特征在于，所述加热炉包括热回收段、预热段、加热一段、加热二段以及均热段。
3.根据权利要求1所述的加热炉气氛场控制系统，其特征在于，所述氧化锆分析仪具有显示屏，用于显示所述加热炉内各加热段的氧含量。
4.根据权利要求1所述的加热炉气氛场控制系统，其特征在于，所述氧化锆分析仪包括警示单元以及存储单元，当加热炉内各加热段的氧含量超过预设值时，所述警示单元发出警报，所述存储单元用于存储所述氧化锆分析仪的监测数据。
5.根据权利要求4所述的加热炉气氛场控制系统，其特征在于，所述警示单元为声光报警器。
6.根据权利要求1所述的加热炉气氛场控制系统，其特征在于，所述系统计算机连接若干打印机。
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