CN112404323B - 板坯加热炉控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炼钢铸坯领域，具体涉及一种板坯加热炉控制系统及方法，大地减少了对铸坯抽出目标温度不必要的修正，提高了铸坯抽出温度控制的稳定性，同时使板坯出炉目标温度控制精度大幅提高，提高了板坯加热质量。本发明板坯加热炉控制系统应用于板坯加热炉装置，板坯加热炉装置包括加热炉、除鳞机以及粗轧机，所述除鳞机分别与加热炉以及粗轧机连接，包括控制模块与温度检测模块，所述控制模块分别与温度检测模块以及加热炉连接。本发明适用于板坯加热控制。

Description

板坯加热炉控制系统及方法

技术领域

本发明涉及炼钢铸坯控制领域，具体涉及一种板坯加热炉控制系统及方法。

背景技术

加热炉是轧钢生产企业的重要设备，担负着为轧机提供合格出钢温度的重要任务。铸坯加热温度是否符合轧机轧制温度的要求，直接影响到板坯轧制后产品的质量。热轧加热炉模型控制的目的是使得炉内加热的板坯抽出目标温度满足抽出温度的需求，即以板坯抽出目标温度进行控制。一般对抽出目标温度采取粗轧反馈计算学习算法进行修正，即通过粗轧出口的实际温度与粗轧出口目标温度的差值来修正模型计算的抽出目标温度。这个温差受以下因素影响：(1)计划下达的目标抽出温度是一个固定值，有一个正负公差范围，加热炉模型使用的抽出目标温度往往会与计划下达的抽出目标温度存在一定的差别；其次，粗轧出口目标温度同抽出目标温度类似也有一个公差范围，所以实际生产的粗轧出口温度与目标温度也存在偏差，这个偏差很有可能也是合理值，本来不必进行学习修正的也进行了修正；(2)此外，由于轧线异常导致抽出到粗轧出口的温降时间异常延长导致了温差的异常增大。针对这些问题，一般板坯加热炉模型控制温度自学习策略是根据经验或通过试验设定一个温差值和时间值，同时满足高于这个温差值和小于这个时间值，才进行学习修正。

然而，这个温差还受到其他因素的影响：(1)不同钢种，不同规格之间切换时由于加热时间和抽出目标温度不同；(2)即使同样的钢种，由于同一轧线不同的加热炉加热控制的差别；(3)测温设备的异常。这些因素都可能造成这个温差的异常，不应该进行学习修正的也进行了修正，会造成板坯抽出目标温度设定的异常波动。

发明内容

本发明的目的是提供一种板坯加热炉控制系统及方法，极大地减少了对铸坯抽出目标温度不必要的修正，提高了铸坯抽出温度控制的稳定性，同时使板坯出炉目标温度控制精度大幅提高，提高了板坯加热质量。

本发明采取如下技术方案实现上述目的，板坯加热炉控制系统，应用于板坯加热炉装置，板坯加热炉装置包括加热炉、除鳞机以及粗轧机，所述除鳞机分别与加热炉以及粗轧机连接，其特征在于，包括控制模块与温度检测模块，所述控制模块分别与温度检测模块以及加热炉连接；

所述温度检测模块用于检测经过粗轧机粗轧后的铸坯的温度，并将铸坯温度发送至控制模块；

所述控制模块将接收到的铸坯温度作为当前铸坯的实际抽出温度，并与铸坯的抽出目标温度作差，得到铸坯抽出温度差值Δt；

所述控制模块监测铸坯从加热炉出口输送至粗轧机出口的时间Δτ，并记录每座加热炉铸坯条件相同，抽出温度差值连续超出设定温差值的个数n，记忆加热炉炉号N与上一个铸坯钢种号g0以及累加抽出温度差值Δt，得到累加温差值TΔt。

进一步的是，板坯加热炉控制系统还包括计数器，所述控制模块通过计数器记录每座加热炉铸坯条件相同，抽出温度差值连续超出设定温差值的个数n。

进一步的是，板坯加热炉控制系统还包括记忆器，所述控制模块通过记忆器记忆加热炉炉号N与上一个铸坯钢种号g0。

进一步的是，板坯加热炉控制系统还包括累加器，所述控制模块通过累加器累加抽出温度差值Δt，得到累加温差值TΔt。

板坯加热炉控制方法，应用于上述所述的板坯加热炉控制系统，包括：

步骤(1)、控制模块对Δτ进行判断，若Δτ≥Δτmax，Δτmax为设定时间，则令n＝0，Δt＝0，TΔt＝0，g0＝0，g0＝0表示从新统计铸坯钢种号，不对抽出目标温度进行修正；若Δτ<Δτmax，则进入步骤(2)；

步骤(2)、控制模块对Δt进行判断，若|Δt|<Δtmax，Δtmax为设定温差值，则令n＝0，Δt＝0，TΔt＝0，g0＝0，不对抽出目标温度进行修正；若|Δt|≥Δtmax，则进入步骤(3)；

步骤(3)、控制模块对TΔt进行判断，若TΔt＝0，则令n＝1，TΔt＝Δt，g0＝gr，gr为当前铸坯钢种号，不对抽出目标温度进行修正；若TΔt≠0，则进入步骤(4)；

步骤(4)、控制模块对gr进行判断，若gr≠g0，则令n＝0，Δt＝0，TΔt＝0，g0＝0，不对抽出目标温度进行修正；若gr＝g0，则进入步骤(5)；

步骤(5)、控制模块对TΔt·Δt进行判断，若TΔt·Δt<0，则令n＝0，Δt＝0，TΔt＝0，g0＝0；不对抽出目标温度进行修正；若TΔt·Δt>0，则进入步骤(6)；

步骤(6)、累加计算n，TΔt，n＝n+1,TΔt＝TΔt+Δt，对n的大小进行判断，若n<3，则不对抽出目标温度进行修正；若n＝3，计算温差平均值Δt＝TΔt/3，根据Δt、N、gr对抽出目标温度进行修正，然后初始化记忆器，令n＝0，TΔt＝0，g0＝0。

本发明中，当同一加热炉、同一钢种、铸坯抽出至粗轧机的输送时间Δτ不超过设定时间Δτmax，连续3块铸坯实际抽出温度与目标抽出温度差值Δt大于设定温差值Δtmax，并且同时为正误差或同时为负误差，同时满足时，才能以三块铸坯的温差平均值对相应炉号、相应钢种的抽出目标温度进行自学习修正，通过精细化条件的设置，极大地减少了对铸坯抽出目标温度不必要的修正，提高了铸坯抽出温度控制的稳定性，同时使板坯出炉目标温度控制精度大幅提高，提高了板坯加热质量。

附图说明

图1是本发明板坯加热炉控制系统的结构框图。

图2是本发明板坯加热炉控制方法的实施例流程图。

具体实施方式

本发明板坯加热炉控制系统，其结构框图如图1，应用于板坯加热炉装置，板坯加热炉装置包括加热炉、除鳞机以及粗轧机，所述除鳞机分别与加热炉以及粗轧机连接，包括控制模块与温度检测模块，所述控制模块分别与温度检测模块以及加热炉连接；

所述温度检测模块用于检测经过粗轧机粗轧后的铸坯的温度，并将铸坯温度发送至控制模块；

所述控制模块将接收到的铸坯温度作为当前铸坯的实际抽出温度，并与铸坯的抽出目标温度作差，得到铸坯抽出温度差值Δt；

所述控制模块监测铸坯从加热炉出口输送至粗轧机出口的时间Δτ，并记录每座加热炉铸坯条件相同，抽出温度差值连续超出设定温差值的个数n，记忆加热炉炉号N与上一个铸坯钢种号g0以及累加抽出温度差值Δt，得到累加温差值TΔt。

板坯加热炉控制系统还包括计数器，所述控制模块通过计数器记录每座加热炉铸坯条件相同，抽出温度差值连续超出设定温差值的个数n。

板坯加热炉控制系统还包括记忆器，所述控制模块通过记忆器记忆加热炉炉号N与上一个铸坯钢种号g0。

板坯加热炉控制系统还包括累加器，所述控制模块通过累加器累加抽出温度差值Δt，得到累加温差值TΔt。

其中，铸坯是炼钢炉炼成的钢水经过连铸机铸造后得到的产品。

从外形上主要分为以下几种：

板坯：截面宽、高的比值较大，主要用来轧制板材。

方坯：截面宽、高相等，或差别不大，主要用来轧制型钢、线材。

矩形坯：截面宽、高不等且比值不大，主要轧制热轧带钢，建筑用螺纹钢筋、普通线材、高速线材及各种小型材。

圆坯：截面为圆形的连铸坯，主要用途根据直径分为管坯和锻造坯，300mm以下主要为管坯，一般用于无缝钢管的原料，300mm以上多为锻造坯，一般用于各种锻造件的原料。

本发明板坯加热炉控制方法，其方法流程图如图2，包括：

步骤201、控制模块对Δτ进行判断，若Δτ≥Δτmax，Δτmax为设定时间，则令n＝0，Δt＝0，TΔt＝0，g0＝0，g0＝0表示重新统计铸坯钢种号，不对抽出目标温度进行修正；若Δτ<Δτmax，则进入步骤202；

步骤202、控制模块对Δt进行判断，若|Δt|<Δtmax，Δtmax为设定温差值，则令n＝0，Δt＝0，TΔt＝0，g0＝0，不对抽出目标温度进行修正；若|Δt|≥Δtmax，则进入步骤203；

步骤203、控制模块对TΔt进行判断，若TΔt＝0，则令n＝1，TΔt＝Δt，g0＝gr，gr为当前铸坯钢种号，不对抽出目标温度进行修正；若TΔt≠0，则进入步骤204；

步骤204、控制模块对gr进行判断，若gr≠g0，则令n＝0，Δt＝0，TΔt＝0，g0＝0，不对抽出目标温度进行修正；若gr＝g0，则进入步骤205；

步骤205、控制模块对TΔt·Δt进行判断，若TΔt·Δt<0，则令n＝0，Δt＝0，TΔt＝0，g0＝0；不对抽出目标温度进行修正；若TΔt·Δt>0，则进入步骤206；

步骤206、累加计算n，TΔt，n＝n+1,TΔt＝TΔt+Δt，对n的大小进行判断，若n<3，则不对抽出目标温度进行修正；若n＝3，则进入步骤207；

步骤207、计算温差平均值Δt＝TΔt/3，根据Δt、N、gr对抽出目标温度进行修正。

步骤207之后还包括：初始化记忆器，令n＝0，TΔt＝0，g0＝0。

本发明实施例一，第一块坯，温差Δt＝27℃，满足Δτ<Δτmax和|Δt|≥Δtmax条件，控制模块读取上块坯钢种号g0、温差累加值TΔt和连续相同条件铸坯块数n，首先判断TΔt，这时假设TΔt＝0，意味着这块坯为重新计数后满足Δτ<Δτmax和|Δt|≥Δtmax条件的第一块坯，TΔt＝Δt＝27，n＝1，g0＝gr，不进行自学习修正，控制模块结束运行；第二块坯，Δt＝26℃，钢种不变，同样满足Δτ<Δτmax和|Δt|≥Δtmax条件，控制模块读取上块(第一块)坯的g0、TΔt、n，这时TΔt＝27℃，g0＝gr，TΔt·Δt＝702>0，则TΔt＝27+26＝53，n＝1+1＝2，又n＝2<3，不进行自学习修正，控制模块结束运行；第三块坯，Δt＝28℃，钢种不变，均满足Δτ<Δτmax和|Δt|≥Δtmax要求，控制模块读取上块(第二块)坯的g0、TΔt、n，这时TΔt＝53℃，g0＝gr，TΔt·Δt＝1484>0，则TΔt＝53+28＝81，n＝2+1＝3，又n＝3，取平均值Δt＝TΔt÷3＝81÷3＝27，根据Δt、炉号N、钢种号g0，进行自学习修正，将TΔt、n、g0初始化为“0”，控制模块结束运行，从第四块坯开始重新计数n和累加TΔt。

本发明实施例二，第一块坯和第二块坯的Δt与实施例一相同，则触发的两次控制模块的运行结果相同；第三块钢钢种改变，Δt＝28℃，均满足Δτ<Δτmax和|Δt|≥Δtmax要求，控制模块读取上块(第二块)坯的g0、TΔt、n，这时TΔt＝53℃，g0≠gr，不进行自学习修正，Δt、n、g0初始化为“0”，控制模块结束运行，从第四块坯开始重新计数n和累加TΔt。

本发明实施例三，第一块坯和第二块坯的Δt与上两个实施例相同，则触发的两次控制模块的运行结果相同；第三块坯，钢种不变，Δt＝23℃，Δτ<Δτmax，|Δt|<Δtmax，不是连续三块坯都满足|Δt|≥Δtmax要求，不进行自学习修正，Δt、n、g0初始化为“0”，控制模块结束运行，从第四块钢开始重新计数n和累加TΔt。

综上所述，本发明极大地减少了对铸坯抽出目标温度不必要的修正，提高了铸坯抽出温度控制的稳定性，同时使板坯出炉目标温度控制精度大幅提高，提高了板坯加热质量。

Claims (5)

1.板坯加热炉控制系统，应用于板坯加热炉装置，板坯加热炉装置包括加热炉、除鳞机以及粗轧机，所述除鳞机分别与加热炉以及粗轧机连接，其特征在于，包括控制模块与温度检测模块，所述控制模块分别与温度检测模块以及加热炉连接；

所述温度检测模块用于检测经过粗轧机粗轧后的铸坯的温度，并将铸坯温度发送至控制模块；

所述控制模块将接收到的铸坯温度作为当前铸坯的实际抽出温度，并与铸坯的抽出目标温度作差，得到铸坯抽出温度差值Δt；

所述控制模块监测铸坯从加热炉出口输送至粗轧机出口的时间Δτ，并记录每座加热炉铸坯条件相同，抽出温度差值连续超出设定温差值的个数n，记忆加热炉炉号N与上一个铸坯钢种号g0以及累加抽出温度差值Δt，得到累加温差值TΔt；

当同一加热炉、同一钢种、铸坯抽出至粗轧机的输送时间Δτ不超过设定时间Δτmax，连续3块铸坯实际抽出温度与目标抽出温度差值Δt大于设定温差值Δtmax，并且同时为正误差或同时为负误差时，则以三块铸坯的温差平均值对相应炉号、相应钢种的抽出目标温度进行自学习修正。

2.根据权利要求1所述的板坯加热炉控制系统，其特征在于，还包括计数器，所述控制模块通过计数器记录每座加热炉铸坯条件相同，抽出温度差值连续超出设定温差值的个数n。

3.根据权利要求1所述的板坯加热炉控制系统，其特征在于，还包括记忆器，所述控制模块通过记忆器记忆加热炉炉号N与上一个铸坯钢种号g0。

4.根据权利要求1所述的板坯加热炉控制系统，其特征在于，还包括累加器，所述控制模块通过累加器累加抽出温度差值Δt，得到累加温差值TΔt。

5.板坯加热炉控制方法，应用于如权利要求1-4任意一项所述的板坯加热炉控制系统，其特征在于，包括：

步骤(1)、控制模块对Δτ进行判断，若Δτ≥Δτmax，Δτmax为设定时间，则令n＝0，Δt＝0，TΔt＝0，g0＝0，g0＝0表示从新统计铸坯钢种号，不对抽出目标温度进行修正；若Δτ<Δτmax，则进入步骤(2)；

步骤(2)、控制模块对Δt进行判断，若|Δt|<Δtmax，Δtmax为设定温差值，则令n＝0，Δt＝0，TΔt＝0，g0＝0，不对抽出目标温度进行修正；若|Δt|≥Δtmax，则进入步骤(3)；

步骤(3)、控制模块对TΔt进行判断，若TΔt＝0，则令n＝1，TΔt＝Δt，g0＝gr，gr为当前铸坯钢种号，不对抽出目标温度进行修正；若TΔt≠0，则进入步骤(4)；

步骤(4)、控制模块对gr进行判断，若gr≠g0，则令n＝0，Δt＝0，TΔt＝0，g0＝0，不对抽出目标温度进行修正；若gr＝g0，则进入步骤(5)；

步骤(5)、控制模块对TΔt·Δt进行判断，若TΔt·Δt<0，则令n＝0，Δt＝0，TΔt＝0，g0＝0；不对抽出目标温度进行修正；若TΔt·Δt>0，则进入步骤(6)；

步骤(6)、累加计算n，TΔt，n＝n+1,TΔt＝TΔt+Δt，对n的大小进行判断，若n<3，则不对抽出目标温度进行修正；若n＝3，计算温差平均值Δt＝TΔt/3，根据Δt、N、gr对抽出目标温度进行修正，然后初始化记忆器，令n＝0，TΔt＝0，g0＝0。

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