CN104862469A - 一种压力控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力控制统及方法，其特征在于，包括：炉门侦测单元，用以取得出料炉门的炉门状态信息；压力动态设定模块，依据该炉门状态信息设定第一压力补偿值；压力传感器，设置于接近该出料炉门，用以取得实际压力；炉火外溢侦测单元，面对该出料炉门，用以取得外溢炉火信息，且依据该外溢炉火信息及该实际压力计算第二压力补偿值；及压力控制模块，依据该第一压力补偿值、该第二压力补偿值、该实际压力及压力设定值计算压力补偿值，且依据该压力补偿值调整加热炉的废气调节阀门的开度，以调节加热炉内的压力。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力控制统及方法。
背景技术
在现有热轧制程中，例如热轧钢带制程，由于加热炉燃烧设备的特殊配置，使得胚料在均热区等待出料时的受热并不平均，加上加热炉外的冷空气若在出料过程钻入加热炉内，更容易造成胚料宽度方向的均温性不佳，进而使得胚料在热轧过程中，因宽度两侧温差所造成的不同材质软硬度，使胚料于轧延后的全长呈现弯曲或/及弧形，以及影响胚料宽度的控制精度。另外，若加热炉的炉压调节过大，则会造成炉火外溢的异况。
现有热轧制程的加热炉体积庞大，以便胚料可以在经过预热区、加热区以及均热区后能达到热间轧延的加工温度。而利用各热区火焰方向的特殊配置，可以导引燃烧废气由烟囱排出，且饱含热能的废气可以通过调节加热炉的阀门调控废气在炉内的停留时间。其中，废气停留的时间越长节能效果越好，但会提高炉压及降低加热炉寿命；反之，若废气停留的时间越短，则加热炉维持胚料温度的耗能较大。亦即，通过废气调节阀门的调控，可以修正加热炉内压力以及燃烧统能耗的目的。
此外，虽然均热区的火焰方向是朝向出料炉门，但因火焰角度在设计上的限制，使得胚料在等待出炉时，其靠近出料炉门的侧的受热会较少，因此，若是等待出炉的时间越长，则胚料在宽度方向的均温性就会越差。而胚料在出炉前，除了需要等待出料炉门的开启，胚料抽取机构亦需由加热炉外进入并完成胚料的搬运动作。因此，于热废气排出及炉压下降的期间，若加热炉内的压力较低，则外部的冷空气就容易被吸入加热炉内，并劣化胚料于宽度方向的均温性。
若胚料的宽度两侧的温差太大，在热轧过程中就会容易因为两侧材质不同的软硬度，使得胚料轧延后的全长呈现弯曲及/或弧形，并影响完轧胚料宽度的控制精度。
在现有技术中，加热炉的操作人员以手动介入的方式降低废气调节阀门的开度，以达到提高炉压的目的。然而，因为胚料出炉温度的目标值及加热炉氛处于变动的状态，因此废气调节阀门仅以定量关闭的方式操作，无法进行精确的控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种压力控制统及方法，能够有效改善胚料均温性不佳的问题，且可防止炉压调节过大而造成炉火外溢的异况。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种压力控制统及方法，其特征在于，包括：
炉门侦测单元，用以取得出料炉门的炉门状态信息；
压力动态设定模块，依据该炉门状态信息设定第一压力补偿值；
压力传感器，设置于接近该出料炉门，用以取得实际压力；
炉火外溢侦测单元，面对该出料炉门，用以取得外溢炉火信息，且依据该外溢炉火信息及该实际压力计算第二压力补偿值；
以及压力控制模块，依据该第一压力补偿值、该第二压力补偿值、该实际压力及压力设定值计算压力补偿值，且依据该压力补偿值调整加热炉的废气调节阀门的开度，以调节加热炉内的压力。
所述炉门侦测单元包括位置传感器、近接开关装置、炉门开关控制装置的I/O输出模块或制程计算机的I/O输出模块。
所述压力控制统还包括胚料位置传感器，该胚料位置传感器设置于靠近该出料炉门，用以取得胚料距离该出料炉门的胚料位置。
所述压力控制统还包括炉门控制单元，依据该胚料位置控制该出料炉门及进料炉门的开关时间及状态。
所述第一压力补偿值包括第一阶段补偿值、第二阶段补偿值、第三阶段补偿值及第四阶段补偿值，该出料炉门开启前一第一设定时间至半开期间的设定补偿值为该第一阶段补偿值，该出料炉门半开至全开期间的设定补偿值为该第二阶段补偿值，该出料炉门全开至关闭期间的设定补偿值为该第三阶段补偿值，该出料炉门关闭至关闭后第二设定时间的设定补偿值为该第四阶段补偿值。
一种压力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：取得出料炉门的炉门状态信息；依据该炉门状态信息设定第一压力补偿值；取得实际压力及外溢炉火信息；依据该实际压力及该外溢炉火信息计算第二压力补偿值；及依据该第一压力补偿值、该第二压力补偿值、该实际压力及压力设定值计算压力补偿值，且依据该压力补偿值调整压力。
所述压力控制方法利用位置传感器、近接开关装置、炉门开关控制装置的I/O输出模块或制程计算机的I/O输出模块，取得出料炉门的炉门状态信息。
所述压力控制方法还包括取得胚料距离该出料炉门的胚料位置的步骤。
所述压力控制方法还包括依据该胚料位置控制该出料炉门及进料炉门的开关时间及状态的步骤。
其中设定该第一压力补偿值包括：设定该出料炉门开启前一第一设定时间至半开期间的设定补偿值为第一阶段补偿值；设定该出料炉门半开至全开期间的设定补偿值为第二阶段补偿值；设定该出料炉门全开至关闭期间的设定补偿值为第三阶段补偿值；设定该出料炉门关闭至关闭后第二设定时间的设定补偿值为第四阶段补偿值。
与现有技术相比，由于本发明的优点在于：在本发明的炉压控制统及方法中，该炉压控制模块得到该炉压补偿值后，依据该炉压补偿值动态地调整加热炉的炉压，如此可利用正压有效的阻绝冷空气于该出料炉门开启过程中钻入加热炉内，以有效改善胚料均温性不佳的问题，且可防止炉压调节过大而造成炉火外溢的异况。
附图说明
图1是本发明较佳实施例压力控制统应用于加热炉的局部示意图；
图2是本发明较佳实施例压力控制统的方块图；
图3是本发明第一压力补偿值包含四阶段补偿的示意图值。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至3所示，在本实施例中，所述压力控制统1包括：胚料位置传感器11、炉门控制单元12、炉门侦测单元13、炉压动态设定模块14、炉压传感器15、炉火外溢侦测单元16及炉压控制模块17。
该胚料位置传感器11(在加热炉内)靠近该加热炉2的出料炉门21，用以取得胚料3(例如钢胚或钢板)距离该出料炉门21的胚料位置。该炉门控制单元12依据该胚料位置控制该出料炉门21的开关时间及状态，当然，亦可控制进料炉门(图中未示)的开关时间及状态。
该炉门侦测单元13用以取得该出料炉门21的炉门状态信息。该炉门侦测单元13包括位置传感器(或是等效功能的近接开关装置)、炉门开关控制装置的I/O输出模块或制程计算机的I/O输出模块。亦即，该出料炉门21的开关位置及状态取得包含以下方式：(1)经由设置于该出料炉门21外围的位置传感器或是等效功能的近接开关装置所测得的信息；(2)取自连接该出料炉门21的炉门开关控制统的I/O输出模块输出的炉门状态信息；(3)取自连接该出料炉门21的制程计算机输出关于炉门状态信息的网络讯号。
在本实施例中，该炉门侦测单元13包括三个位置传感器131、132、133，该等位置传感器131、132、133设置于该出料炉门21的下、中、上相对位置，用以分别该出料炉门21的关闭、半开或全开状态。该炉压动态设定模块14依据该炉门状态信息设定第一压力补偿值。
该炉压传感器15设置于接近该出料炉门21，用以取得实际炉压。该炉火外溢侦测单元16面对该出料炉门21，用以取得外溢炉火信息，且依据该外溢炉火信息及该实际炉压计算第二压力补偿值。该外溢炉火信息可包含外溢炉火的形状及范围。
如图2和3所示，在本实施例中，该第一压力补偿值包括第一阶段补偿值(以ΔSV 1表示)、第二阶段补偿值(以ΔSV 2表示)、第三阶段补偿值(以ΔSV 3表示)及第四阶段 补偿值(以ΔSV 4表示)。该出料炉门21开启前一第一设定时间至半开期间的设定补偿值为该第一阶段补偿值ΔSV 1；该出料炉门21半开至全开期间的设定补偿值为该第二阶段补偿值ΔSV 2；该出料炉门21全开至关闭期间的设定补偿值为该第三阶段补偿值ΔSV 3；该出料炉门21关闭至关闭后第二设定时间的设定补偿值为该第四阶段补偿值ΔSV 4。较佳地，该第一设定时间为30秒，该第二设定时间为20秒。
如图1及图2所示，该炉压控制模块17依据该第一压力补偿值、该第二压力补偿值、该实际炉压及炉压设定值计算炉压补偿值，且依据该炉压补偿值调整炉压。
在本发明中，将该出料炉门21的开关状态传送至该炉压控制模块17，依据该第一至第四阶段补偿值以分阶段提高加热炉内的压力，如此可利用正压有效的阻绝冷空气于该出料炉门21开启过程钻入加热炉2内，因此可以有效改善该胚料3的均温性不佳问题。
另，本发明中利用该炉火外溢侦测单元16取得该外溢炉火信息，并据以计算及提供进行负向压力补偿的信息，如此可防止该加热炉2的炉压调节过大而造成炉火外溢的异况。
在此，另简要地归纳本发明的炉压控制方法如下，其包括以下步骤：取得出料炉门状态信息；依据该炉门状态信息设定第一压力补偿值；取得实际炉压及外溢炉火信息；依据该实际炉压及该外溢炉火信息计算第二压力补偿值；及依据该第一压力补偿值、该第二压力补偿值、该实际炉压及炉压设定值计算炉压补偿值，且依据该炉压补偿值调整炉压。
综上，在本发明的炉压控制统1及方法中，该炉压控制模块17得到该炉压补偿值后，依据该炉压补偿值动态地调整加热炉2的炉压(调整加热炉2的废气调节阀门22的开度，以调节加热炉2内的炉压)，如此，可利用正压有效的阻绝冷空气于该出料炉门21开启过程中钻入加热炉2内，以有效改善该胚料3的均温性不佳问题，且可防止加热炉2的炉压调节过大而造成炉火外溢的异况。
Claims (10)
1.一种压力控制统及方法，其特征在于，包括：
炉门侦测单元，用以取得出料炉门的炉门状态信息；
压力动态设定模块，依据该炉门状态信息设定第一压力补偿值；
压力传感器，设置于接近该出料炉门，用以取得实际压力；
炉火外溢侦测单元，面对该出料炉门，用以取得外溢炉火信息，且依据该外溢炉火信息及该实际压力计算第二压力补偿值；
以及压力控制模块，依据该第一压力补偿值、该第二压力补偿值、该实际压力及压力设定值计算压力补偿值，且依据该压力补偿值调整加热炉的废气调节阀门的开度，以调节加热炉内的压力。
2.根据权利要求1所述的压力控制统，其特征在于：所述炉门侦测单元包括位置传感器、近接开关装置、炉门开关控制装置的I/O输出模块或制程计算机的I/O输出模块。
3.根据权利要求1所述的压力控制统，其特征在于：所述压力控制统还包括胚料位置传感器，该胚料位置传感器设置于靠近该出料炉门，用以取得胚料距离该出料炉门的胚料位置。
4.根据权利要求3所述的压力控制统，其特征在于：所述压力控制统还包括炉门控制单元，依据该胚料位置控制该出料炉门及进料炉门的开关时间及状态。
5.根据权利要求4所述的压力控制统，其特征在于：所述第一压力补偿值包括第一阶段补偿值、第二阶段补偿值、第三阶段补偿值及第四阶段补偿值，该出料炉门开启前一第一设定时间至半开期间的设定补偿值为该第一阶段补偿值，该出料炉门半开至全开期间的设定补偿值为该第二阶段补偿值，该出料炉门全开至关闭期间的设定补偿值为该第三阶段补偿值，该出料炉门关闭至关闭后第二设定时间的设定补偿值为该第四阶段补偿值。
6.一种压力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：取得出料炉门的炉门状态信息；依据该炉门状态信息设定第一压力补偿值；取得实际压力及外溢炉火信息；依据该实际压力及该外溢炉火信息计算第二压力补偿值；及依据该第一压力补偿值、该第二压力补偿值、该实际压力及压力设定值计算压力补偿值，且依据该压力补偿值调整压力。
7.根据权利要求6所述的压力控制方法，其特征在于：所述压力控制方法利用位置传感器、近接开关装置、炉门开关控制装置的I/O输出模块或制程计算机的I/O输出模块，取得出料炉门的炉门状态信息。
8.根据权利要求6所述的压力控制方法，其特征在于：所述压力控制方法还包括取得胚料距离该出料炉门的胚料位置的步骤。
9.根据权利要求8所述的压力控制方法，其特征在于：所述压力控制方法还包括依据该胚料位置控制该出料炉门及进料炉门的开关时间及状态的步骤。
10.根据权利要求9所述的压力控制方法，其特征在于：其中设定该第一压力补偿值包括：设定该出料炉门开启前一第一设定时间至半开期间的设定补偿值为第一阶段补偿值；设定该出料炉门半开至全开期间的设定补偿值为第二阶段补偿值；设定该出料炉门全开至关闭期间的设定补偿值为第三阶段补偿值；设定该出料炉门关闭至关闭后第二设定时间的设定补偿值为第四阶段补偿值。
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|---|---|---|---|---|
| CN107328248A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-11-07 | 成都易态科技有限公司 | 工业窑炉控制方法及应用该方法的工业窑炉炉气净化系统 |
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| CN107328248B (zh) * | 2017-07-06 | 2023-12-08 | 成都易态科技有限公司 | 工业窑炉控制方法及应用该方法的工业窑炉炉气净化系统 |
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| PB01 | Publication | ||
| C04 | Withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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