CN113355507B - 一种加热炉内钢坯的加热方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及本发明涉及热工技术领域，尤其涉及一种加热炉内钢坯的加热方法及装置，该方法包括：按照钢种的长度，将钢坯进行分类得到多组轧制单元，并将多组轧制单元依次装入加热炉，使得每组轧制单元中任意两块钢坯的第一长度差满足第一预设条件，相邻轧制单元中前一组轧制单元的最后一块钢坯与后一组轧制单元的第一块钢坯的第二长度差满足第二预设条件；在将多组轧制单元依次装入所述加热炉的过程中，控制装钢机的移动位置，以控制任意相邻钢坯之间的间距均不超过10mm，以钢坯间的传导传热方式对钢坯的边角部进行加热，进而提高了钢坯在轧制过程中的质量。

Description

一种加热炉内钢坯的加热方法及装置

技术领域

本发明涉及热工技术领域，尤其涉及一种加热炉内钢坯的加热方法及装置。

背景技术

在步进式加热炉内为了避免钢坯相互粘粘，影响出钢机的出钢，采用钢坯之间预留间距的方式进行板坯装炉，这样，加热过程中钢坯间的热传导方式主要是辐射传热、对流传热和热传导，使得在钢坯温度不一致的情况下，温度低的钢坯边角部在高效的辐射传热和对流传热过程中温度升高速度大于钢坯整体，因而，在轧制过程中，边角部发生缺陷的几率就会增加。

因此，如何降低轧制过程中钢坯的边角部缺陷是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的加热炉内钢坯的加热方法及装置。

第一方面，本发明提供了一种加热炉内钢坯的加热方法，应用于具有装钢机的加热炉内，所述装钢机上设置有位置传感器，所述位置传感器连接有信号反馈装置，所述信号反馈装置用于对装钢机的移动位置进行修正，包括：

按照钢种的长度，将钢坯进行分类得到多组轧制单元，并将所述多组轧制单元依次装入加热炉，使得每组轧制单元中任意两块钢坯的第一长度差满足第一预设条件，相邻轧制单元中前一组轧制单元的最后一块钢坯与后一组轧制单元的第一块钢坯的第二长度差满足第二预设条件；

在将所述多组轧制单元依次装入所述加热炉的过程中，控制所述装钢机的移动位置，以控制任意相邻钢坯之间的间距均不超过10mm，以钢坯间的传导传热方式对钢坯的边角部进行加热。

进一步地，钢种类型包括：裂纹不敏感钢和裂纹敏感钢，其中，所述裂纹不敏感钢中含C、Si、Mn、P、S、N微合金化元素，所述裂纹敏感钢中含C、Si、Mn、P、S、N、Nb、Ti微合金化元素。

进一步地，相同类型的钢种位于同一组轧制单元中。

进一步地，所述第一预设条件为所述第一长度差与所述任意两块钢坯中作为被减数的钢坯的长度之比小于或等于10％。

进一步地，所述第二预设条件为所述第二长度差与所述最后一块钢坯和所述第一块钢坯中作为被减数的钢坯的长度之比小于或等于8％。

进一步地，所述钢种为所述裂纹不敏感钢时，控制所述裂纹不敏感钢之间的间距均不超过5mm。

进一步地，在加热时，控制所述裂纹不敏感钢的最高加热温度为1250℃，控制所述裂纹敏感钢的加热温度为1250℃～1300℃。

第二方面，本发明还提供了一种加热炉内钢坯的加热装置，应用于具有装钢机的加热炉内，所述装钢机上设置有位置传感器，所述位置传感器连接有信号反馈装置，所述信号反馈装置用于对装钢机的移动位置进行修正，还包括：

分类模块，用于按照钢种的长度，将钢坯进行分类得到多组轧制单元，并将所述多组轧制单元依次装入加热炉，使得每组轧制单元中任意两块钢坯的第一长度差满足第一预设条件，相邻轧制单元中前一组轧制单元的最后一块钢坯与后一组轧制单元的第一块钢坯的第二长度差满足第二预设条件；

间距控制模块，用于在将所述多组轧制单元依次装入加热炉的过程中，通过控制所述装钢机的移动位置，以控制任意相邻钢坯之间的间距均不超过10mm，以钢坯间的传导传热方式对钢坯的边角部进行加热。

第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的方法步骤。

第四方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的方法步骤。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供的一种加热炉内钢坯的加热方法，应用于具有装钢机的加热炉内，装钢机上设置有位置传感器，位置传感器连接有信号反馈装置，该信号反馈装置用于对装钢机的移动位置进行修正，包括：按照钢种的长度，将钢坯进行分类得到多组轧制单元，并将多组轧制单元依次装入加热炉，使得每组轧制单元中任意两块钢坯的第一长度差满足第一预设条件，相邻轧制单元中前一轧制单元的最后一块钢坯与后一轧制单元的第一块钢坯的第二长度差满足第二预设条件；在将多组轧制单元依次装入加热炉的过程中，控制任意相邻钢坯之间的间距不超过10mm，以钢坯间的传导传热方式对钢坯的边角部进行加热，进而避免当相邻钢坯之间的间距较大时传导热是通过辐射传热或者对流传热的方式，造成钢坯边角部缺陷的技术问题，进而提高了钢坯在轧制过程中的质量。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例一中加热炉内钢坯的加热方法的结构示意图；

图2示出了本发明实施例一中装钢过程的示意图；

图3示出了本发明实施例一中钢坯在进入加热炉中位置示意图；

图4示出了本发明实施例二中加热炉内钢坯的加热装置的结构示意图；

图5示出了本发明实施例三中实现加热炉内钢坯的加热方法的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

本发明提供的一种加热炉内钢坯的加热方法，应用于具有装钢机的加热炉内，该装钢机上设置有位置传感器，该位置传感器连接有信号反馈装置，该信号反馈装置用于对装钢机的移动位置进行修正，如图1所示，该方法包括：

S101，按照钢种的长度，将钢坯进行分类得到多组轧制单元，并将该多组轧制单元依次装入加热炉，使得每组轧制单元中任意两块钢坯的第一长度满足第一预设条件，相邻轧制单元中前一组轧制单元的最后一块钢坯与后一组轧制单元的第一块钢坯的第二长度差满足第二预设条件。

S102，在将多组轧制单元依次装入加热炉的过程中，控制装钢机的移动位置，以控制任意相邻钢坯之间的间距均不超过10mm，以钢坯间的传导传热方式对钢坯的边角部进行加热。

在具体的实施方式中，钢种类型主要包括：裂纹不敏感钢和裂纹敏感钢，其中，该裂纹不敏感钢中含C、Si、Mn、P、S、N微合金化元素；该裂纹敏感钢中含C、Si、Mn、P、S、N、Nb、Ti微合金化元素。可见，裂纹敏感钢相较于裂纹不敏感钢多包含Nb、Ti微合金化元素。

以下表中的六种钢坯为例进行展示：

按照S101，按照钢种的长度，将钢坯进行分类得到多组轧制单元，并将多组轧制单元依次装入加热炉，使得每组轧制单元中任意两块钢坯的第一长度差满足第一预设条件，相邻轧制单元中前一组轧制单元的最后一块钢坯与后一组轧制单元的第一块钢坯的第二长度差满足第二预设条件。

对钢坯进行分类的原则是使得每组轧制单元中的钢坯长度满足预设条件，相邻轧制单元之间的钢坯长度满足另一预设条件。

具体地，每组轧制单元中任意两块钢坯的第一长度差满足第一预设条件，以及对相邻组轧制单元中前一组轧制单元的最后一块钢坯与后一组轧制单元的第一块钢坯的第二长度差满足第二预设条件。其中，该第一预设条件具体为第一长度差与任意两块钢坯中作为被减数的钢坯的长度之比小于或等于10％，该第二预设条件为第二长度差与最后一块钢坯和第一块钢坯中作为被减数的钢坯的长度之比小于或等于8％。

由此对上述6种钢坯按照上述的分类原则进行分组，得到如下分组情况：

钢坯	分组	铸坯间距/mm	铸坯长度*/mm
				1-1	I	0.0	10500～10800
1-2	I	1.02	10500～10800
				2-1	I	4.99	10300～10500
2-2	I	5.03	9950～10300
				3-1	II	5.98	9800～10700
3-2	II	8.02	9000～9900
				4-1	II	0.06	10000～10800
4-2	II	7.58	10200～10500
				5-1	III	9.95	10200～10800
5-2	III	2.30	8900～9700
				6-1	III	3.54	8700～9500
6-2	III	6.21	9800～10500

由此可见，对应每种钢坯，都分别举两个例子，其中1-1和1-2都是针对1号钢坯的两种例子，将1-1、1-2、2-1、2-2所对应的钢坯分为一组(Ⅰ组)，将3-1、3-2、4-1、4-2所对应的钢坯分为一组(Ⅱ组)，将5-1、5-2、6-1、6-2所对应的钢坯分为一组(Ⅲ组)。

对于相同类型的钢种位于同一组轧制单元中，由上表可见，1-1和1-2都是针对1号钢坯的两种例子以及2-1和2-2都是针对2号钢坯的两种例子都是裂纹不敏感钢，因此，位于同一分组中。3-1、3-2、4-1、4-2都是裂纹敏感钢，位于同一分组中，5-1、5-2、6-1、6-2都是裂纹敏感钢，位于同一组分组中。

在按照上述的分组规则进行分组之后，需要通过装钢机将板坯按照分类后的组别进行装钢，具体如图2所示，将钢坯放在水梁上，通过装钢机的移动，将板坯推至步进梁上，进而使得步进梁带动钢坯进行移动。

通过控制装钢机的移动距离，实现相邻钢坯之间的距离控制。因此，在装钢机上设置有信号反馈装置，用于对装钢机的移动位置进行修正。在S102中，在将多组轧制单元依次装入加热炉的过程中，控制装钢机的移动位置，以控制任意相邻钢坯之间的间距均不超过10mm，以使得钢坯件的传导传热方式对钢坯的边角部进行加热。

由于任意相邻钢坯之间的间距都不超过10mm，这样的间距相较于相关技术中的间距较小，因此，在控制任意相邻钢坯之间的间距都不超过10mm进行装钢后，能够优化步进式加热炉加热钢坯的热传导模式，即通过钢坯与钢坯之间的热传导，有效改善钢坯边角部加热质量，进而减少钢卷边部缺陷发生率。

而且，采用上述钢坯间距进行装钢，可以提高加热炉炉膛的利用率，进而提高单位时间内的产能。

再者，采用这样的间距，也能够避免钢坯的相互粘粘。

在一种可选的实施方式中，钢种为裂纹不敏感钢时，控制裂纹不敏感钢的间距均不超过5mm。该裂纹不敏感钢具体为碳钢，包括Q235系列和Q345系列。

针对钢种特性的不同，执行不同的加热制度，在加热时，控制裂纹不铭感钢的最高加热温度为1250℃，控制裂纹敏感钢的加热温度为1250℃～1300℃。

具体地，钢坯在进入加热炉中的位置示意图如图3所示。

采用上述的加热方式对钢坯进行加热之后，钢坯出炉后经过轧制、在线检查、离线检查，统计钢坯的边部及边部50mm处缺陷，具体是针对上述的6中板坯的例子进行钢坯缺陷情况的分析：

钢坯	裂纹数量	裂纹深度/mm	鸡爪纹数量	裂纹深度/mm
					1-1	3	0.05	1	0.02
1-2	0	0	0	0
					2-1	0	0	2	0.05
2-2	0	0	0	0
					3-1	2	0.03	0	0
3-2	0	0	2	0.04
					4-1	0	0	0	0
4-2	1	0.02	0	0
					5-1	2	0.10	1	0.03
5-2	0	0	0	0
					6-1	4	0.04	1	0.05
6-2	0	0	0	0

其中，钢坯边角部的缺陷主要包括边裂、鸡爪纹、褶皱等。通过上述的分析，相较于相关技术中的加热后的结果，钢坯的边角部缺陷发生率下降5％，同时，使得加热炉炉膛内的利用率有效提高了6～8％，对于单座步进式加热炉年产能提高了10～15万吨。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供的一种加热炉内钢坯的加热方法，应用于具有装钢机的加热炉内，装钢机上设置有位置传感器，位置传感器连接有信号反馈装置，该信号反馈装置用于对装钢机的移动位置进行修正，包括：按照钢种的长度，将钢坯进行分类得到多组轧制单元，并将多组轧制单元依次装入加热炉，使得每组轧制单元中任意两块钢坯的第一长度差满足第一预设条件，相邻轧制单元中前一轧制单元的最后一块钢坯与后一轧制单元的第一块钢坯的第二长度差满足第二预设条件；然后，控制任意相邻钢坯之间的间距不超过10mm，以钢坯间的传导传热方式对钢坯的边角部进行加热，进而避免当相邻钢坯之间的间距较大时传导热是通过辐射传热或者对流传热的方式，造成钢坯边角部缺陷的技术问题，进而提高了钢坯在轧制过程中的质量。

实施例二

基于相同的发明构思，本发明实施例提供了一种加热炉内钢坯的加热装置，应用于具有装钢机的加热炉内，所述装钢机上设置有位置传感器，所述位置传感器连接有信号反馈装置，所述信号反馈装置用于对装钢机的移动位置进行修正，如图4所示，还包括：

分类模块401，用于按照钢种的长度，将钢坯进行分类得到多组轧制单元，并将所述多组轧制单元依次装入加热炉，使得每组轧制单元中任意两块钢坯的第一长度差满足第一预设条件，相邻轧制单元中前一轧制单元的最后一块钢坯与后一轧制单元的第一块钢坯的第二长度差满足第二预设条件；

间距控制模块402，用于在将所述多组轧制单元依次装入加热炉的过程中，通过控制所述装钢机的移动位置，以控制任意相邻钢坯之间的间距均不超过10mm，以钢坯间的传导传热方式对钢坯的边角部进行加热。

在一种可选的实施方式中，钢种类型包括：裂纹不敏感钢和裂纹敏感钢，其中，所述裂纹不敏感钢中含C、Si、Mn、P、S、N微合金化元素，所述裂纹敏感钢中含C、Si、Mn、P、S、N、Nb、Ti微合金化元素。

在一种可选的实施方式中，相同类型的钢种位于同一组轧制单元中。

在一种可选的实施方式中，所述第一预设条件为所述第一长度差与所述任意两块钢坯中作为被减数的钢坯的长度之比小于或等于10％。

在一种可选的实施方式中，所述第二预设条件为所述第二长度差与所述最后一块钢坯和所述第一块钢坯中作为被减数的钢坯的长度之比小于或等于8％。

在一种可选的实施方式中，所述间距控制模块402，还用于所述钢种为所述裂纹不敏感钢时，控制所述裂纹不敏感钢之间的间距均不超过5mm。

在一种可选的实施方式中，还包括：加热模块，用于在加热时，控制所述裂纹不敏感钢的最高加热温度为1250℃，控制所述裂纹敏感钢的加热温度为1250℃～1300℃。

实施例三

基于相同的发明构思，本发明第四实施例还提供了一种计算机设备，如图5所示，包括存储器504、处理器502及存储在存储器504上并可在处理器502上运行的计算机程序，所述处理器502执行所述程序时实现上述加热炉内钢坯的加热方法中的任一方法的步骤。

其中，在图5中，总线架构(用总线500来代表)，总线500可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线500将包括由处理器502代表的一个或多个处理器和存储器504代表的存储器的各种电路链接在一起。总线500还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口506在总线500和接收器501和发送器503之间提供接口。接收器501和发送器503可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器502负责管理总线500和通常的处理，而存储器504可以被用于存储处理器502在执行操作时所使用的数据。

实施例四

基于相同的发明构思，本发明第五实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文所述加热炉内钢坯的加热方法的任一方法的步骤。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的加热炉内钢坯的加热装置、计算机设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (8)

1.一种加热炉内钢坯的加热方法，应用于具有装钢机的加热炉内，所述装钢机上设置有位置传感器，所述位置传感器连接有信号反馈装置，所述信号反馈装置用于对装钢机的移动位置进行修正，其特征在于，包括：

按照钢种的长度，将钢坯进行分类得到多组轧制单元，并将所述多组轧制单元依次装入加热炉，使得每组轧制单元中任意两块钢坯的第一长度差满足第一预设条件，相邻轧制单元中前一组轧制单元的最后一块钢坯与后一组轧制单元的第一块钢坯的第二长度差满足第二预设条件；

在将所述多组轧制单元依次装入所述加热炉的过程中，控制所述装钢机的移动位置，以控制任意相邻钢坯之间的间距均不超过10mm，以钢坯间的传导传热方式对钢坯的边角部进行加热；

所述第一预设条件为所述第一长度差与所述任意两块钢坯中作为被减数的钢坯的长度之比小于或等于10%；

所述第二预设条件为所述第二长度差与所述最后一块钢坯和所述第一块钢坯中作为被减数的钢坯的长度之比小于或等于8%。

2.如权利要求1所述的加热方法，其特征在于，钢种类型包括：裂纹不敏感钢和裂纹敏感钢，其中，所述裂纹不敏感钢中含C、Si、Mn、P、S、N微合金化元素，所述裂纹敏感钢中含C、Si、Mn、P、S、N、Nb、Ti微合金化元素。

3.如权利要求1所述的加热方法，其特征在于，相同类型的钢种位于同一组轧制单元中。

4.如权利要求2所述的加热方法，其特征在于，所述钢种为所述裂纹不敏感钢时，控制所述裂纹不敏感钢之间的间距均不超过5mm。

5.如权利要求2所述的加热方法，其特征在于，在加热时，控制所述裂纹不敏感钢的最高加热温度为1250℃，控制所述裂纹敏感钢的加热温度为1250℃~1300℃。

6.一种加热炉内钢坯的加热装置，应用于具有装钢机的加热炉内，所述装钢机上设置有位置传感器，所述位置传感器连接有信号反馈装置，所述信号反馈装置用于对装钢机的移动位置进行修正，其特征在于，还包括：

分类模块，用于按照钢种的长度，将钢坯进行分类得到多组轧制单元，并将所述多组轧制单元依次装入加热炉，使得每组轧制单元中任意两块钢坯的第一长度差满足第一预设条件，相邻轧制单元中前一组轧制单元的最后一块钢坯与后一组轧制单元的第一块钢坯的第二长度差满足第二预设条件；

间距控制模块，用于在将所述多组轧制单元依次装入加热炉的过程中，通过控制所述装钢机的移动位置，以控制任意相邻钢坯之间的间距均不超过10mm，以钢坯间的传导传热方式对钢坯的边角部进行加热；

所述第一预设条件为所述第一长度差与所述任意两块钢坯中作为被减数的钢坯的长度之比小于或等于10%；

所述第二预设条件为所述第二长度差与所述最后一块钢坯和所述第一块钢坯中作为被减数的钢坯的长度之比小于或等于8%。

7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5中任一权利要求所述的方法步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一权利要求所述的方法步骤。

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