CN110656234B - 一种轧钢加热炉最大加热温度的自动区分控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轧钢加热炉最大加热温度的自动区分控制方法，特点是加热炉2级燃控系统利用热力学模型，根据包括钢坯的钢种成分、尺寸规格、装炉温度、目标出钢温度、预计炉内驻留时间参数，计算温度设定初设值T₀；设置最大加热温度限定步骤：定义烧嘴_i控制区域S₀；定义钢坯_i最大加热温度权重系数α_i；计算烧嘴_i处的最大加热温度T_limit；将T₀与T_limit比较，取较小的值为T_final；将T_final作为烧嘴对应的PID控制器的最终设定值进行温度控制。本发明的有益效果是可以在不空炉，不影响生产节奏，不需要操作工手动干预的情况，自动实现钢种别的最大加热温度的限定，实现生产工艺的精细化控制，提高产品品质。

Description

一种轧钢加热炉最大加热温度的自动区分控制方法

技术领域

本发明属于轧钢领域，涉及一种轧钢加热炉最大加热温度的自动区分控制方法，根据坯料的实际编排情况，区别控制加热炉内各个区域的最大加热温度，满足不同钢种规格的加热工艺要求，实现柔性化控制，减少板坯表面缺陷。

背景技术

加热炉加热是热轧工程的第一道工序。加热炉加热的目的是把坯料加热到均匀的、适合轧制的温度，提高钢坯的塑性，降低变形抗力，使得后序轧机轧制时可以使用较大的压下量，提高轧机的生产率和作业率。加热温度的均匀程度是加热质量的标志，加热质量好的钢，容易获得断面形状正确、几何尺寸精确、品质优良的产品。目前，在不锈钢卷材生产过程中会发生一种表面微裂纹缺陷，分析表明，这种缺陷的发生与钢坯在加热炉内加热过程中的炉内最大加热温度、炉内驻留时间以及钢坯的化学成分等条件有关。不同钢种对加热炉各个区域的最大加热温度的敏感性不尽相同。因此，根据具体的坯料编排情况，针对不同钢种规格，有必要区分控制、限定各个区域的最大加热温度。现有技术中，针对最大加热温度要求差异较大的不同钢种规格切换时，普遍采用的做法是不同钢种规格的坯料间空出若干长度，达到温度过渡的目的，但这一做法影响了生产节奏，降低了生产率；针对最大温度要求差异较小的不同钢种规格切换时，没有较好的管理方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种轧钢加热炉最大加热温度的自动区分控制方法，在不影响生产节奏的前提下，实现不同钢种坯料的编排情况下自动限定不同最大加热温度，不同钢种规格切换时保证加热温度的均匀，确保不锈钢产品质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种轧钢加热炉最大加热温度的自动区分控制方法，其特点是：加热炉2级燃控系统利用热力学模型，根据包括钢坯的钢种成分、尺寸规格、装炉温度、目标出钢温度、预计炉内驻留时间参数，计算出温度设定初设值T₀；设置最大加热温度限定步骤，按照下述步骤进行：

Z1.定义烧嘴_i控制区域：烧嘴_i到烧嘴_i-1之间的距离S₀；

Z2.定义钢坯_i最大加热温度权重系数α_i：

式中，X_Bi为烧嘴_i在炉内的位置坐标，X_i为钢坯_i在炉内的位置坐标；

Z3.计算烧嘴_i处的最大加热温度：

T_limit＝Σ(α_i*T_im)/Σα_i

式中，T_im为钢坯_i的最大加热温度限定值(根据不同钢种的钢坯工艺要求，人为给定)；

Z4.将T₀与T_limit进行比较，取其中较小的值作为温度设定目标值T_final：

T_final＝min(T₀，T_limit)

Z5.将温度设定目标值T_final发送加热炉1级系统，作为烧嘴对应的PID控制器的最终设定值进行温度控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是定义了烧嘴_i控制区域s₀和钢坯最大加热温度权重因子α_i，并利用算法计算出作为烧嘴对应的PID控制器的最终设定值T_limit；可以在不空炉，不影响生产节奏，不需要操作工手动干预的情况下，自动实现钢种别的最大加热温度的限定，实现生产工艺的精细化控制，提高产品品质。

附图说明

为了更清楚地说明发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是发明的一些实施方式，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是本发明加热炉烧嘴分布及钢坯布料示意图。

图2是本发明烧嘴_i控制区域S₀及钢坯_i最大加热温度权重系数α_i示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

实施例1

本实施选择20块钢坯进行测试，前10块为304钢种钢坯，后10块为316L钢种钢坯。以加热炉末段最后1个烧嘴控制区域为例，加热炉2级燃控系统计算出温度设定初始值T₀＝1253℃。根据工艺要求，人为给定304钢种的最大加热温度要求T_im(304)＝1245℃，316L钢种最大加热温度要求T_im(316L)＝1240℃。当烧嘴控制区域范围内全部为304钢种时：

T_limit(304)＝Σ(α_i*T_im(304))/Σα_i＝Σα_i/Σα_i*1245＝1245℃；

根据公式T_final＝min(T₀，T_limit(304))

得出T_final(304)＝min(1253，1245)＝1245℃

同理，当烧嘴控制区域范围内全部为316L钢种时：

T_limit(316L)＝Σ(α_i*T_im(316L))/Σα_i＝Σα_i/Σα_i*1240＝1240℃；

根据公式T_final＝min(T₀，T_limit(316L))

得出T_final(316L)＝min(1253，1240)＝1240℃

当烧嘴控制区域范围内为2块304钢坯，2块为316L钢坯时，根据钢坯位置计算出权重系数α_1，α_2，α_3，α_4，分别为1，0.92388，0.707107，0.38268，最大加热温度分T_im1、T_im2、T_im3、T_im4分别为1240、1240、1245、1245，带入计算式：

T_limit＝Σ(α_i*T_im)/Σα_i

计算得T_limit＝1243.192℃；

根据公式T_final＝min(T₀，T_limit)

得出T_final＝min(1253，1243.192)＝1243.192℃。加热炉2级燃控系统将1243.192℃发送至加热炉1级系统，作为烧嘴对应的PID控制器的设定值T_final进行控制。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种轧钢加热炉最大加热温度的自动区分控制方法，其特征在于：加热炉2级燃控系统利用热力学模型，根据包括钢坯的钢种成分、尺寸规格、装炉温度、目标出钢温度、预计炉内驻留时间参数，计算出温度设定初设值T₀；设置最大加热温度限定步骤，按照下述步骤进行：

Z1.定义烧嘴_i控制区域：烧嘴_i到烧嘴_i-1之间的距离S₀；

Z2.定义钢坯_i最大加热温度权重系数α_i：

式中，X_Bi 为烧嘴_i在炉内的位置坐标，X_i为钢坯_i在炉内的位置坐标；

Z3.计算烧嘴_i 处的最大加热温度：

T_limit = Σ(α_{i *} T_im) / Σα_i

式中，T_im为钢坯_i的最大加热温度限定值，根据不同钢种的钢坯工艺要求，人为给定；

Z4.将T₀与T_limit进行比较，取其中较小的值作为最终烧嘴对应的PID控制器的温度设定目标值T_final：

T_final = min（T₀ ，T_limit）

Z5.将温度设定目标值T_final发送加热炉1级系统，作为烧嘴对应的PID控制器的最终设定值进行温度控制。

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