CN110895735A - 加热炉用板坯燃耗计算方法和系统及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种加热炉用板坯燃耗计算方法和系统，包括以下步骤：对加热炉内板坯编号，编号记为Si，i＝1，2，…，n，n为板坯数，获取板坯Si的静态数据，所述静态数据主要包括板坯钢种类别、板坯质量Wi、装入温度Ti0；根据板坯钢种类别，获取板坯的比热容Cp曲线；测量时刻点j对应的板坯Si的温度Tij，j＝1，2，…，j取正整数；根据比热容Cp曲线，查询板坯Si在温度Tij时对应的比热容系数CpiTj；使用第一公式计算设定时间段内的板坯燃耗Qij；在设定时刻，使用第二公式汇总一定时间段内的板坯燃耗Qij作为板坯总燃耗。本发明利用不同钢种的比热容属性Cp计算板坯的燃耗，Cp是和钢种相关的特定属性，不受生产现场条件的影响，这样得到的板坯燃耗更客观。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁企业中有关冶金技术的节能减排领域，具体地，涉及一种加热炉用板坯燃耗计算方法，尤其是涉及钢铁企业热轧工序加热炉生产过程中板坯燃耗的计算。
背景技术
钢铁企业是能源消耗大户，约占全国总能耗的10％以上，在全社会提倡节能减排的大环境下，清洁生产、绿色产品等已成为钢铁企业可持续发展的必由之路。加热炉作为热轧生产线关键设备之一，也是主要耗能设备，加热炉区域燃耗直接影响热轧产线能源消耗指标，因此，对某种产品在生产过程中具体能耗数据也成为企业关注的主要问题。实际工业生产过程中，人们主要通过测量燃气消耗量和板坯在炉时间计算得到钢坯燃耗，这种计算方法容易受到生产线生产节奏、板坯装入顺序等因素影响，造成同一品类板坯在不同时段生产时会计算得到不同的燃耗数据，为了避免这种数据波动，得到板坯在加热炉区域客观、科学的燃耗数据，进一步有针对性的采取节能降耗措施，各钢厂都把测算不同类别板坯在加热炉内的燃耗作为能源管理的重要工作。
专利文献CN106282529A公开了一种热轧加热炉用板坯燃料消耗计量方法，利用加热炉现有的煤气测量装置就能实现加热炉内不同板坯燃料消耗的准确计量，实现了将加热炉总的燃料消耗量分配到具体的板坯上，从而实现了炉内不同板坯煤气消耗量的计量，且本发明使得用户可以根据不同板坯的煤气消耗量对于不同钢种、不同加热工艺以及不同生产条件下的板坯燃料单耗进行计算，从而可以确定不同品种、不同规格产品的热轧燃料成本，可以用于分析产品的燃耗原因和为用户制定不同品种的价格以及生产比例安排提供数据支持，同时满足了节能减耗，绿色生产的需求。但是上述专利文献中记载的计量方法容易受到测量生产过程中的生产节奏、现场条件等因素干扰。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种加热炉用板坯燃耗计算方法和系统及计算机存储介质。
根据本发明提供的一种加热炉用板坯燃耗计算系统，包括以下模块，获取板坯静态数据模块：对加热炉内板坯编号，分别编号记为Si，i＝1，2，…，n，n为板坯数，获取各个板坯Si的静态数据，所述静态数据主要包括板坯钢种类别、板坯质量Wi、装入温度Ti0；其中，板坯质量Wi、装入温度Ti0的下标i表示板坯的编号；查询钢种比热容Cp曲线模块：根据板坯钢种类别，获取板坯的比热容Cp曲线；获取板坯温度模块：测量第j个时刻点对应的各个板坯Si的温度Tij，j＝1，2，…，j取正整数；查询比热容系数模块：根据比热容Cp曲线，查询板坯Si在温度Tij时对应的比热容系数CpiTj；时间段内燃耗计算模块：计算设定时间段内的板坯燃耗Qij；板坯总燃耗计算模块：在设定时刻，汇总设定时间段内的板坯燃耗Qij。
根据本发明提供的一种加热炉用板坯燃耗计算方法，包括以下步骤，获取板坯静态数据步骤：对加热炉内板坯编号，分别编号记为Si，i＝1，2，…，n，n为板坯数，获取各个板坯Si的静态数据，所述静态数据主要包括板坯钢种类别、板坯质量Wi、装入温度Ti0；其中，板坯质量Wi、装入温度Ti0的下标i表示板坯的编号；查询钢种比热容Cp曲线步骤：根据板坯钢种类别，获取板坯的比热容Cp曲线；获取板坯温度步骤：测量第j个时刻点对应的各个板坯Si的温度Tij，j＝1，2，…，j取正整数；查询比热容系数步骤：根据比热容Cp曲线，查询板坯Si在温度Tij时对应的比热容系数CpiTj；时间段内燃耗计算步骤：计算设定时间段内的板坯燃耗Qij；板坯总燃耗计算步骤：在设定时刻，汇总设定时间段内的板坯燃耗Qij。
优选地，所述设定时间段是第j-1个时刻点到第j个时刻点之间的时间段，其中，j不等于1。
优选地，使用第一公式计算设定时间段内的板坯燃耗Qij，所述第一公式是
Qij＝((Cpij+Cpij-1)/2)×Wi×(Tij-Tij-1)
式中，Qij表示板坯Si在第j个时刻点的板坯燃耗；Cpij表示板坯Si在温度Tij时的比热容系数；Cpij-1表示板坯Si在温度Tij-1时的比热容系数，其中，j不等于1；Wi表示板坯Si的板坯质量；Tij表示板坯Si在第j个时刻点的温度；Tij-1表示板坯Si在第j-1个时刻点的温度，其中，j不等于1。
优选地，所述设定时刻是指板坯从加热炉内抽出时的时刻。
优选地，使用第二公式汇总设定时间段内的板坯燃耗Qij，所述第二公式是
式中，Qi·TOTAL表示板坯总燃耗；Qij表示板坯Si在第j个时刻点的板坯燃耗，j＝1，2，…，m，m取正整数。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明利用不同钢种的比热容属性计算板坯燃耗，不受生成现场条件的影响，得到的板坯燃耗更加客观。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的方法处理流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种加热炉用板坯燃耗计算方法，用于钢铁企业热轧工序，包括以下步骤，获取板坯静态数据步骤：对加热炉内板坯编号，分别编号记为Si，i＝1，2，…，n，n为板坯数，获取各个板坯Si的静态数据，所述静态数据主要包括板坯钢种类别、板坯质量Wi、装入温度Ti0；其中，板坯质量Wi、装入温度Ti0的下标i表示板坯的编号；查询钢种比热容Cp曲线步骤：根据板坯钢种类别，获取板坯的比热容Cp曲线；获取板坯温度步骤：测量第j个时刻点对应的各个板坯Si的温度Tij，j＝1，2，…，j取正整数；查询比热容系数步骤：根据比热容Cp曲线，查询板坯Si在温度Tij时对应的比热容系数CpiTj；时间段内燃耗计算步骤：计算设定时间段内的板坯燃耗Qij；板坯总燃耗计算步骤：在设定时刻，汇总设定时间段内的板坯燃耗Qij。
具体地，所述设定时间段是第j-1个时刻点到第j个时刻点之间的时间段，其中，j不等于1。
具体地，使用第一公式计算设定时间段内的板坯燃耗Qij，所述第一公式是
Qij＝((Cpij+Cpij-1)/2)×Wi×(Tij-Tij-1)
式中，Qij表示板坯Si在第j个时刻点的板坯燃耗；Cpij表示板坯Si在温度Tij时的比热容系数；Cpij-1表示板坯Si在温度Tij-1时的比热容系数，其中，j不等于1；Wi表示板坯Si的板坯质量；Tij表示板坯Si在第j个时刻点的温度；Tij-1表示板坯Si在第j-1个时刻点的温度，其中，j不等于1。
具体地，所述设定时刻是指板坯从加热炉内抽出时的时刻。
具体地，使用第二公式汇总设定时间段内的板坯燃耗Qij，所述第二公式是
式中，Qi·TOTAL表示板坯总燃耗；Qij表示板坯Si在第j个时刻点的板坯燃耗，j＝1，2，…，m，m取正整数。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
根据本发明提供的一种加热炉用板坯燃耗计算系统，包括以下模块，获取板坯静态数据模块：对加热炉内板坯编号，分别编号记为Si，i＝1，2，…，n，n为板坯数，获取各个板坯Si的静态数据，所述静态数据主要包括板坯钢种类别、板坯质量Wi、装入温度Ti0；其中，板坯质量Wi、装入温度Ti0的下标i表示板坯的编号；查询钢种比热容Cp曲线模块：根据板坯钢种类别，获取板坯的比热容Cp曲线；获取板坯温度模块：测量第j个时刻点对应的各个板坯Si的温度Tij，j＝1，2，…，j取正整数；查询比热容系数模块：根据比热容Cp曲线，查询板坯Si在温度Tij时对应的比热容系数CpiTj；时间段内燃耗计算模块：计算设定时间段内的板坯燃耗Qij；板坯总燃耗计算模块：在设定时刻，汇总设定时间段内的板坯燃耗Qij。
本发明提供的加热炉用板坯燃耗计算系统，可以通过加热炉用板坯燃耗计算方法的步骤流程实现。本领域技术人员可以将加热炉用板坯燃耗计算方法理解为所述加热炉用板坯燃耗计算系统的优选例。
如图1所示，在优选的具体的实施方式中，首先准备计算所需要的初始数据，包括板坯生产数据：板坯号、钢种类别、板坯质量、初装温度，初始静态数据准备包括加热炉内板坯编号Si(i＝1，2，3……，n，n为炉内板坯数)，板坯钢种类别，板坯质量Wi，装入温度Ti0；根据钢种类别查找对应的比热容数据曲线；采集板坯温度数据，时刻点j对应的板坯Si的温度Tij；根据采集得到的板坯温度和钢种比热容数据曲线，获得对应的计算用比热容系数，温度Tj时板坯Si对应钢种的比热容系数CpiTj；按时段计算各温度段之间板坯燃耗数据，循环计算板坯在时间段j-1到j时段吸热量：Qij＝((Cpij+Cpij-1)/2)*Wi*(Ti-Ti-1)；根据板坯各段温度段燃耗，累积得到板坯实际燃耗，在板坯抽出时，计算板坯Si在加热炉生产过程的全部燃耗，
利用不同钢种的比热容属性Cp计算板坯的燃耗，避免了通过测量燃气消耗量，分摊方式计算得到钢坯燃耗，因为Cp是和钢种相关的特定属性，所以计算方法不受生产线生产节奏、板坯装入顺序等因素影响，这样得到的板坯燃耗更客观，为钢铁企业精细化能源消耗分析提供基础，有效促进钢铁企业的节能减排。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (7)
1.一种加热炉用板坯燃耗计算系统，其特征在于，包括以下模块：
获取板坯静态数据模块：对加热炉内板坯编号，分别编号记为Si，i＝1，2，…，n，n为板坯数，获取各个板坯Si的静态数据，所述静态数据主要包括板坯钢种类别、板坯质量Wi、装入温度Ti0；其中，板坯质量Wi、装入温度Ti0的下标i表示板坯的编号；
查询钢种比热容Cp曲线模块：根据板坯钢种类别，获取板坯的比热容Cp曲线；
获取板坯温度模块：测量第j个时刻点对应的各个板坯Si的温度Tij，j＝1，2，…，j取正整数；
查询比热容系数模块：根据比热容Cp曲线，查询板坯Si在温度Tij时对应的比热容系数CpiTj；
时间段内燃耗计算模块：计算设定时间段内的板坯燃耗Qij；
板坯总燃耗计算模块：在设定时刻，汇总设定时间段内的板坯燃耗Qij。
2.一种加热炉用板坯燃耗计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取板坯静态数据步骤：对加热炉内板坯编号，分别编号记为Si，i＝1，2，…，n，n为板坯数，获取各个板坯Si的静态数据，所述静态数据主要包括板坯钢种类别、板坯质量Wi、装入温度Ti0；其中，板坯质量Wi、装入温度Ti0的下标i表示板坯的编号；
查询钢种比热容Cp曲线步骤：根据板坯钢种类别，获取板坯的比热容Cp曲线；
获取板坯温度步骤：测量第j个时刻点对应的各个板坯Si的温度Tij，j＝1，2，…，j取正整数；
查询比热容系数步骤：根据比热容Cp曲线，查询板坯Si在温度Tij时对应的比热容系数CpiTj；
时间段内燃耗计算步骤：计算设定时间段内的板坯燃耗Qij；
板坯总燃耗计算步骤：在设定时刻，汇总设定时间段内的板坯燃耗Qij。
3.根据权利要求1所述的加热炉用板坯燃耗计算系统或者根据权利要求2所述的加热炉用板坯燃耗计算方法，其特征在于，所述设定时间段是第j-1个时刻点到第j个时刻点之间的时间段，其中，j不等于1。
4.根据权利要求3所述的加热炉用板坯燃耗计算系统或者加热炉用板坯燃耗计算方法，其特征在于，使用第一公式计算设定时间段内的板坯燃耗Qij，所述第一公式是
Qij＝((Cpij+Cpij-1)/2)×Wi×(Tij-Tij-1)
式中，Qij表示板坯Si在第j个时刻点的板坯燃耗；Cpij表示板坯Si在温度Tij时的比热容系数；Cpij-1表示板坯Si在温度Tij-1时的比热容系数，其中，j不等于1；Wi表示板坯Si的板坯质量；Tij表示板坯Si在第j个时刻点的温度；Tij-1表示板坯Si在第j-1个时刻点的温度，其中，j不等于1。
5.根据权利要求1所述的加热炉用板坯燃耗计算系统或者根据权利要求2所述的加热炉用板坯燃耗计算方法，其特征在于，所述设定时刻是指板坯从加热炉内抽出时的时刻。
6.根据权利要求1所述的加热炉用板坯燃耗计算系统或者根据权利要求2所述的加热炉用板坯燃耗计算方法，其特征在于，使用第二公式汇总设定时间段内的板坯燃耗Qij，所述第二公式是
式中，Qi·TOTAL表示板坯总燃耗；Qij表示板坯Si在第j个时刻点的板坯燃耗，j＝1，2，…，m，m取正整数。
7.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求2至6中任一项所述的方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200320 |