CN110438331A - 一种加热炉自动燃烧系统 - Google Patents

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赵宗洋
鲁亮
郭宏举
王卫国
冯鑫淼
吕亮
华坤
李茂林
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    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种加热炉自动燃烧系统，包括加热炉，及与加热炉通信的一级系统，还包括二级系统，所述二级系统包括燃烧控制器，及与燃烧控制器通信，用于计算钢坯所需要的温度及其热量的二级智能控制服务器，及用于分析高炉煤气燃烧是否充分的烟气氧含量检测装置；所述燃烧控制器包括炉温设定模块，根据当前的生产和轧制要求，本发明的加热炉自动燃烧系统，可以实现加热炉燃烧调温的全自动化；系统还设有语音报警和钢坯在炉内的数据跟踪；在满足轧线产量和加热质量的条件下，使坯料出炉温度最准，截面温差最小，氧化烧损最小，燃耗最低。

Description

一种加热炉自动燃烧系统
技术领域
本发明涉及一种加热炉系统，具体涉及一种加热炉自动燃烧系统，属于加热炉技术领域。
背景技术
加热炉是钢坯轧制前进行加热的主要设备，钢坯加热的温差及通条性，将直接影响钢材表面质量及性能；加热炉调火岗位所有控制均为手动操作，工人劳动强度大，操作人员的操作习惯各不相同，受技能影响、设备工况、煤气压力热值波动及热装率不稳定等，造成能源消耗大、运行稳定性差及产品质量不稳定等问题；具体表现在：1）主要工艺控制点控制精度低：加热炉各段温度波动大；2）经济性指标不稳定：煤气消耗忽高忽低造成煤气的浪费；氧化烧损偏高且不稳定，并在一定程度上影响钢材质量；因此，亟待研发一款加热炉自动燃烧的系统，从而解决加热炉燃烧和调温长期靠调火工手动操作所带来的诸多问题，如人工手动操作不精确导致的钢坯温度波动大（直接影响轧制生产）的问题；炉内煤气使用量忽高忽低造成的燃烧不充分、煤气浪费和氧化烧损率偏高的问题；人工手动操作鼓风机和引风机调节阀的滞后性导致的炉内炉压不稳定（炉压过高将导致炉内火焰外窜、炉压过低将导致室外冷风进入炉内影响炉温和钢温）的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种加热炉自动燃烧系统，实现加热炉长期可靠的全自动优化运行。
本发明的加热炉自动燃烧系统，包括加热炉，及与加热炉通信的一级系统，通过对加热炉进行智能化改造，增加加热炉自动燃烧系统，该系统不仅包括炉内的自动燃烧，还包括自动调节炉温、自动调节炉压、异常点进行语音报警和钢坯在炉内的数据跟踪等，最终实现三段炉温、炉压自动化控制；其具体如下：包括二级系统，所述二级系统包括燃烧控制器，及与燃烧控制器通信，用于计算钢坯所需要的温度及其热量的二级智能控制服务器，及用于分析高炉煤气燃烧是否充分的烟气氧含量检测装置；所述燃烧控制器包括炉温设定模块，根据当前的生产和轧制要求，在燃烧控制器中预设好预热段、加热段和均热段所需要的炉温，燃烧控制器与二级智能控制服务器通信，根据预设的各段炉温与钢坯和炉内的实际温度，计算当前最佳自动燃烧和控温温度，所述燃烧控制器内置有自动烧钢模型，所述自动烧钢模型根据生产速度预测剩余在炉时间，及钢坯当前温度，根据能量守恒定理，计算出钢坯为达到加热目标所需要的炉温值；根据每支钢坯在温度控制区的不同位置，确定其炉温设定值的权重值，各个温度控制区内的所有钢坯，进行加权平均计算，获得炉温优化设定值，下发给与加热炉的一级系统，一级系统响应完成后，将炉温检测值反馈给二级智能控制服务器，计算下一次的炉温优化设定值，一级系统和二级系统之间形成闭环控制。
进一步地，所述一级系统在钢坯入炉时，通过入炉高温计将钢坯温度传输至二级系统，根据燃烧控制器提供的优化断面温差表中数据进行初始化；获取每根钢坯的入炉温度值、预报钢坯在炉时间、计算钢坯温度和断面温差。
进一步地，所述计算当前最佳自动燃烧和控温温度即获取最优升温曲线，对不同的轧制规格和钢种进行炉温动态设定，获得不同钢种的最优升温曲线，消耗最小的能源并快速达到钢坯出炉目标温度。
进一步地，所述各段炉温其根据加热炉生产节奏和钢坯热状态，预设各个加热段的炉温进行预设。
进一步地，所述一级系统还包括物料跟踪模块；二级系统把计划中的坯料信息下发给一级系统其过程控制计算机，过程控制计算机根据来自基础自动化的检测器信号，在物料跟踪页面可显示钢种、炉号；加热炉内坯料位置跟踪的范围从坯料装入加热炉开始，到坯料出加热炉结束；能够对钢坯在炉内的具体位置、钢坯入炉温度、钢坯在炉内加热温度、在各段的加热时间进行跟踪并有历史记录。
作为优选，所述二级系统还包括智能语音报警系统。
本发明与现有技术相比较，本发明的加热炉自动燃烧系统，可以实现加热炉燃烧调温的全自动化；系统还设有语音报警和钢坯在炉内的数据跟踪；在满足轧线产量和加热质量的条件下，使坯料出炉温度最准，截面温差最小，氧化烧损最小，燃耗最低。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示的加热炉自动燃烧系统，包括加热炉，及与加热炉通信的一级系统，通过对加热炉进行智能化改造，增加加热炉自动燃烧系统，该系统不仅包括炉内的自动燃烧，还包括自动调节炉温、自动调节炉压、异常点进行语音报警和钢坯在炉内的数据跟踪等，最终实现三段炉温、炉压自动化控制；其具体如下：增加二级智能控制服务器，用于计算钢坯所需要的温度及其热量；增加烟气氧含量检测装置，用于分析高炉煤气燃烧是否充分，其具体步骤如下：
炉温设定：根据当前的生产和轧制要求，在自动燃烧系统中预设好预热段、加热段和均热段所需要的炉温，智能控制系统会根据预设的各段炉温与钢坯和炉内的实际温度，计算出最佳的自动燃烧和控温方式，实现精确控温。同时该系统还有自动烧钢模型的功能，主要为：智能控制系统中模型会根据生产速度预测剩余在炉时间，结合钢坯当前温度，精确计算出钢坯为达到加热目标所需要的炉温值。根据每支钢坯在温度控制区的不同位置，确定其炉温设定值的权重值，综合考虑各个温度控制区内的所有钢坯，进行加权平均计算，获得炉温优化设定值，下发给一级系统，一级系统响应完成后，将炉温检测值反馈给二级，计算下一次的炉温优化设定值，一级系统和二级系统之间形成闭环控制；入炉测温系统：在钢坯入炉时，通过入炉高温计将钢坯温度传输至二级控制系统，根据系统提供的优化断面温差表中数据进行初始化；主要作用包括：提供每根钢坯的入炉温度值、预报钢坯在炉时间、计算钢坯温度和断面温差；最优升温曲线：对不同的轧制规格和钢种进行炉温动态设定，获得不同钢种的最优升温曲线，以最小的能源消耗快速达到钢坯出炉目标温度。根据炉子生产节奏和钢坯热状态，计算各个加热段的炉温设定值；物料跟踪系统：二级系统把计划中的坯料信息下发给一级过程控制计算机，过程控制计算机根据来自基础自动化的检测器信号，在物料跟踪页面可显示钢种、炉号；加热炉内坯料位置跟踪的范围从坯料装入加热炉开始，到坯料出加热炉结束。能够对钢坯在炉内的具体位置、钢坯入炉温度、钢坯在炉内加热温度、在各段的加热时间进行跟踪并有历史记录（历史记录储存至少一个月）；智能语音报警系统：当某种故障发生或即将发生，系统会以不同的仿真人声音进行报警，直接定位到点。如：“循环水流量异常，请注意”。
上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种加热炉自动燃烧系统，包括加热炉，及与加热炉通信的一级系统，其特征在于：还包括二级系统，所述二级系统包括燃烧控制器，及与燃烧控制器通信，用于计算钢坯所需要的温度及其热量的二级智能控制服务器，及用于分析高炉煤气燃烧是否充分的烟气氧含量检测装置；所述燃烧控制器包括炉温设定模块，根据当前的生产和轧制要求，在燃烧控制器中预设好预热段、加热段和均热段所需要的炉温，燃烧控制器与二级智能控制服务器通信，根据预设的各段炉温与钢坯和炉内的实际温度，计算当前最佳自动燃烧和控温温度，所述燃烧控制器内置有自动烧钢模型，所述自动烧钢模型根据生产速度预测剩余在炉时间，及钢坯当前温度，根据能量守恒定理，计算出钢坯为达到加热目标所需要的炉温值；根据每支钢坯在温度控制区的不同位置，确定其炉温设定值的权重值，各个温度控制区内的所有钢坯，进行加权平均计算，获得炉温优化设定值，下发给与加热炉的一级系统，一级系统响应完成后，将炉温检测值反馈给二级智能控制服务器，计算下一次的炉温优化设定值，一级系统和二级系统之间形成闭环控制。
2.根据权利要求1所述的加热炉自动燃烧系统，其特征在于：所述一级系统在钢坯入炉时，通过入炉高温计将钢坯温度传输至二级系统，根据燃烧控制器提供的优化断面温差表中数据进行初始化；获取每根钢坯的入炉温度值、预报钢坯在炉时间、计算钢坯温度和断面温差。
3.根据权利要求1所述的加热炉自动燃烧系统，其特征在于：所述计算当前最佳自动燃烧和控温温度即获取最优升温曲线，对不同的轧制规格和钢种进行炉温动态设定，获得不同钢种的最优升温曲线，消耗最小的能源并快速达到钢坯出炉目标温度。
4.根据权利要求1所述的加热炉自动燃烧系统，其特征在于：所述各段炉温其根据加热炉生产节奏和钢坯热状态，预设各个加热段的炉温进行预设。
5.根据权利要求1所述的加热炉自动燃烧系统，其特征在于：所述一级系统还包括物料跟踪模块；二级系统把计划中的坯料信息下发给一级系统其过程控制计算机，过程控制计算机根据来自基础自动化的检测器信号，在物料跟踪页面可显示钢种、炉号；加热炉内坯料位置跟踪的范围从坯料装入加热炉开始，到坯料出加热炉结束；能够对钢坯在炉内的具体位置、钢坯入炉温度、钢坯在炉内加热温度、在各段的加热时间进行跟踪并有历史记录。
6.根据权利要求1所述的加热炉自动燃烧系统，其特征在于：所述二级系统还包括智能语音报警系统。
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