CN109976280A - 一种精确预报热轧板坯剩余在炉时间的方法 - Google Patents

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宋勇
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    • G05B2219/32252—Scheduling production, machining, job shop

Abstract

本发明提供一种精确预报热轧板坯剩余在炉时间的方法，属于轧钢技术领域。该方法包括前期数据统计分析、出炉顺序确定和单块板坯在炉时间确定三步。首先，对不同种类材料的出炉时间间隔，根据板坯长度、宽度、终轧厚度进行统计分析，得到不同品规板坯的出钢间隔工艺表；然后遍历所有炉子的炉内板坯，按照装炉顺序进行排序，确定每块板坯的出炉顺序号；最后根据不同情况分别预测板坯的剩余在炉时间。通过本发明可以有效解决国内一般性热连轧加热炉使用不同数量加热炉生产时，由于节奏问题带来的炉温设定模型不适用的问题。

Description

一种精确预报热轧板坯剩余在炉时间的方法
技术领域
本发明涉及轧钢技术领域，特别是指一种精确预报热轧板坯剩余在炉时间的方法。
背景技术
随着智能制造的不断发展，众多钢厂把视线转移到加热炉，众所周知，加热炉能耗大约占整个热轧的70％，因此加热炉具有很大的节能降耗空间。
在常规热连轧生产线的加热炉控制系统中，板坯剩余在炉时间预报是影响炉温控制的一大难点。只有在精确预报板坯剩余在炉时间的基础上，才能够精确预测板坯所需的必要炉温，才能实现加热炉的智能燃烧。因此，该发明有广阔的应用前景。
发明内容
本发明为解决由于节奏问题带来的炉温设定不准确的问题，提供一种精确预报热轧板坯剩余在炉时间的方法。
该方法包括步骤如下：
(1)前期数据统计分析：对不同种类材料的出炉时间间隔，根据板坯长度、宽度、终轧厚度进行统计分析，得到不同品规板坯的出钢间隔工艺表；
(2)确定出炉顺序：遍历所有炉子的炉内板坯，按照装炉顺序进行排序，确定每块板坯的出炉顺序号；
(3)确定单块板坯在炉时间：根据不同情况分别预测板坯的剩余在炉时间；
(4)将计算结果发送至炉温设定模型。
其中，步骤(1)中出钢间隔工艺表包括双炉生产模式和三炉生产模式。根据单炉生产模式还是双炉生产模式进行判断读取对应的工艺数据。由于需要周期执行该过程，所以需要将工艺表读到板坯对应的数据缓存区，避免频繁访问数据库，每次计算时从该缓存区获取即可。
步骤(2)中按照板坯的装炉顺序确定板坯出炉顺序，能够很好的考虑到不同生产模式下的情况，从而与步骤(1)匹配。
从步骤(1)中得知每块板坯的出钢间隔△t，从步骤(2)得知每块板坯的出炉顺序i，在步骤(3)中计算板坯剩余在炉时间时，除了板坯累加的时间外，还需要考虑板坯间的空位以及板坯当前节奏修正因素，因而，步骤(3)板坯的剩余在炉时间T的计算公式为：
T＝T1+T2+ΔT
其中，T1为板坯累加时间；T2为板坯空位所需要的时间；△T为根据当前节奏修正的时间。
板坯累加时间T1计算公式如下：
其中，△ti为顺序号为i的板坯出钢间隔时间，n为板坯的出炉顺序号。
板坯空位所需要的时间T2的计算公式如下：
其中，L为步进梁每周期实时步进距离，常数；TL为步进梁完成一个周期所用的时间，常数；计算T2时，首先需要根据每块板坯的实时坐标，计算出每块板坯与上一块的板坯空位距离△Si，在计算第一块的空位距离时，按照激光测距仪位置计算，公式如下：
式中，Si为序号为i的板坯距离出炉门的距离；S0为激光测距仪距离出炉门的距离，常数；得到板坯的空位间隔后，与计算T1方法类似，累加出某块板坯从当前位置到出炉的总空位距离，唯一区别是只累加该板坯所在炉子的板坯，而不累加其他炉子的板坯，否则会重复计算。再根据步进梁单位距离算出空位所需的步进数量，再根据步进数量和步进速度算出空位所需要的时间T2。
钢铁生产线一般都按照轧线节奏为主，因此本发明考虑了轧线节奏与加热炉的匹配，根据轧线节奏来修正加热炉剩余在炉时间，即本发明的△T，包括非正常节奏、换辊、轧线故障三种情况。轧线通过不同标志将信息发送到加热炉过程控制系统，并发送间隔时间或者换辊故障时间，加热炉过程控制系统通过不同标志判断。
修正原则如下：
情况一：非正常节奏情况时，系统根据该钢种的工艺正常生产出钢节奏和非正常节奏偏差进行修正，距离出炉侧越近，出钢顺序越小，修正系数越大。
情况二：如果是换辊或者故障时，轧线发送时间即为△T。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
通过本发明可以有效解决国内一般性热连轧加热炉使用不同数量加热炉生产时，由于节奏问题带来的炉温设定模型不适用的问题。
附图说明
图1为本发明的精确预报热轧板坯剩余在炉时间的方法节奏修正系数分布图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种精确预报热轧板坯剩余在炉时间的方法。
该方法包括步骤如下：
(1)前期数据统计分析：对不同种类材料的出炉时间间隔，根据板坯长度、宽度、终轧厚度进行统计分析，得到不同品规板坯的出钢间隔工艺表；
(2)确定出炉顺序：遍历所有炉子的炉内板坯，按照装炉顺序进行排序，确定每块板坯的出炉顺序号；
(3)确定单块板坯在炉时间：根据不同情况分别预测板坯的剩余在炉时间；
(4)将计算结果发送至炉温设定模型。
步骤(1)中出钢间隔工艺表包括双炉生产模式和三炉生产模式。
步骤(3)板坯的剩余在炉时间T的计算公式为：
T＝T1+T2+ΔT
其中，T1为板坯累加时间；T2为板坯空位所需要的时间；△T为根据当前节奏修正的时间。
板坯累加时间T1计算公式如下：
其中，△ti为顺序号为i的板坯出钢间隔时间，n为板坯的出炉顺序号。
钢铁生产线一般都按照轧线节奏为主，因此本发明考虑了轧线节奏与加热炉的匹配，根据轧线节奏来修正加热炉剩余在炉时间，即本发明的△T包括非正常节奏、换辊、轧线故障三种情况。轧线通过不同标志将信息发送到加热炉过程控制系统，并发送间隔时间或者换辊故障时间，加热炉过程控制系统通过不同标志判断。
修正原则如下：
情况一：非正常节奏情况时，系统根据该钢种的工艺正常生产出钢节奏和非正常节奏偏差进行修正，距离出炉侧越近，出钢顺序越小，修正系数越大，如图1所示。
情况二：如果是换辊或者故障时，轧线发送时间即为△T。
下面结合具体实施例予以说明。
针对某厂2250mm热轧生产线新增加热炉后，由于轧线生产节奏前后无变化，但是三座加热炉比两座加热炉的板坯在炉时间有所延长，因此，由于板坯在炉时间延长，以往双炉生产时工艺制度和加热模型不再适用，导致能耗升高。
根据本发明，通过考虑板坯数量，精确计算板坯剩余在炉时间，从而为模型计算提供了可靠的依据。首先，通过以往生产数据分析，得到出钢工艺间隔表，部分工艺数据如下：
表1出钢间隔工艺表
将该工艺表保存到数据库，通过编写程序，实时根据炉内的板坯数量，按照本发明的步骤，计算板坯剩余在炉时间。通过两个月的运行，现场能耗明显降低，吨钢能耗从1.5GJ降低大1.2GJ，效果显著。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种精确预报热轧板坯剩余在炉时间的方法，其特征在于：包括步骤如下：
(1)前期数据统计分析：对不同种类材料的出炉时间间隔，根据板坯长度、宽度、终轧厚度进行统计分析，得到不同品规板坯的出钢间隔工艺表；
(2)确定出炉顺序：遍历所有炉子的炉内板坯，按照装炉顺序进行排序，确定每块板坯的出炉顺序号；
(3)确定单块板坯在炉时间：根据不同情况分别预测板坯的剩余在炉时间；
(4)将计算结果发送至炉温设定模型。
2.根据权利要求1所述的精确预报热轧板坯剩余在炉时间的方法，其特征在于：所述步骤(1)中出钢间隔工艺表包括单炉生产模式和双炉生产模式。
3.根据权利要求1所述的精确预报热轧板坯剩余在炉时间的方法，其特征在于：所述步骤(3)板坯的剩余在炉时间T的计算公式为：
T＝T1+T2+ΔT
其中，T1为板坯累加时间；T2为板坯空位所需要的时间；△T为根据当前节奏修正的时间。
4.根据权利要求3所述的精确预报热轧板坯剩余在炉时间的方法，其特征在于：所述板坯累加时间T1计算公式如下：
其中，△ti为顺序号为i的板坯出钢间隔时间，n为板坯的出炉顺序号。
5.根据权利要求3所述的精确预报热轧板坯剩余在炉时间的方法，其特征在于：所述板坯空位所需要的时间T2的计算公式如下：
其中，L为步进梁每周期实时步进距离，为常数；ΔSi为板坯与上一块的板坯空位距离；TL为步进梁完成一个周期所用的时间，为常数；i为板坯序号，n为板坯的出炉顺序号。
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