CN115612830A - 一种用于缩小炉间温差的控制机构及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于缩小炉间温差的控制机构及控制方法，包括温差控制箱和数据采集模块，温差控制箱的正面铰接有箱门，箱门的正面固定安装控制面板，控制面板的表面固定安装有HMI画面对比显示器、触控显示器和电源开关，本发明一种用于缩小炉间温差的控制机构及控制方法，使用高温检测计真实反馈出钢坯的烧钢温度与目标温度差及不同加热炉间的钢坯温度差，利用精准的烧钢操作规范，形成半自动化的缩小炉间温差及目标温差的钢坯烧钢控制方法，有利于节约煤气消耗，降低了工序成本，减少了能源消耗，降低了钢坯烧损厚度，提高了成材率指标，提高了模型自学习的精准度，提升了产品质量指标控制精度及钢卷表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及热轧厂加热炉温度控制技术领域，具体为一种用于缩小炉间温差的控制机构及控制方法。
背景技术
一块钢坯在加热后经过几道轧制，再切边、矫正成为钢板，这种在再结晶温度以上进行的轧制工艺称之为热轧。热轧具有能耗低、塑性加工良好、变形抗力低、加工硬化不明显、易进行轧制、减少了金属变形所需的能耗、通过热轧将铸态组织转变为加工组织，通过组织的转变使材料的塑性大幅度的提高的特点，在钢铁冶炼过程中有着广泛的应用。
热轧厂根据产能设计要求，加热炉区域一般配置2台到4台加热炉，起初在建设初期，一般配置2-3台加热炉同时建设，随着技术进步及产能提升要求，多年以后需要再增设一台到二台加热炉；或者随着环保排放指标压力、能源消耗水平的提升及技术的更新换代考虑，需要改造升级，更新换代。此时新建炉与原始加热炉之间的工艺参数、烧钢制度、实际炉况及加热能力都存在着偏差，烧出来的钢坯温度存在偏差，对宽度、厚度、平直度及终轧和卷曲温度的模型自学习功能扰乱较为严重，对后续的质量控制精度影响较大，因此需要设计缩小炉间温差的控制机构来减少温差造成的影响。
现有的温度控制机构无法真实反馈出钢坯的烧钢温度与目标温度差及不同加热炉间的钢坯温度差，温度控制不精准，操作使用不够便捷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于缩小炉间温差的控制机构及控制方法，以解决上述背景技术中提出的现有的温度控制机构无法真实反馈出钢坯的烧钢温度与目标温度差及不同加热炉间的钢坯温度差，温度控制不精准，操作使用不够便捷的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于缩小炉间温差的控制机构，包括温差控制箱和数据采集模块，所述温差控制箱的正面铰接有箱门，所述箱门的正面固定安装控制面板，所述控制面板的表面固定安装有HMI画面对比显示器、触控显示器和电源开关，所述温差控制箱内壁的一侧固定设置有安装架，所述安装架上固定安装有位于温差控制箱内部的PLC控制器，所述温差控制箱内壁的另一侧固定安装有本地数据库模块和数据交换机，所述温差控制箱背面的一侧固定安装有采集输入端板，所述采集输入端板上设有传输导线，所述传输导线的一端固定安装有数据采集模块，所述温差控制箱背面的另一侧固定安装有输出端板，能够真实反馈出钢坯的烧钢温度与目标温度差及不同加热炉间的钢坯温度差，利用精准的烧钢操作规范，形成半自动化的缩小炉间温差及目标温差的钢坯烧钢控制方法，有利于节约煤气消耗，降低了工序成本，减少了能源消耗，降低了钢坯烧损厚度，提高了成材率指标，提高了模型自学习的精准度，提升了产品质量指标控制精度及钢卷表面质量。
优选的，所述数据采集模块包括除磷钢信号检测器、R2出口钢信号检测器、除磷板坯号检测器、R2出口板坯号检测器、除磷后高温计和R2出口高温计，所述除磷钢信号检测器、R2出口钢信号检测器、除磷板坯号检测器、R2出口板坯号检测器、除磷后高温计和R2出口高温计均与PLC控制器电性连接。
优选的，所述采集输入端板的一侧固定设置有排线架，所述排线架的表面开设有排线槽，所述排线槽的一侧开设有多个均匀分布的线头卡槽，所述采集输入端板的中部固定安装有多个与线头卡槽一一对应的输入端口，多个所述输入端口的一侧均固定设置有输入标牌，多个所述输入端口均与PLC控制器电性连接，控制线路排列整齐，工作人员的操作和后期的维护检修方便，控制精准，工作稳定可靠。
优选的，所述输出端板的中部固定安装有多个输出端口，多个所述输出端口的一侧均固定设置有输出标牌，多个所述输出端口的另一侧均固定安装有输出指示灯，多个所述输出端口和多个输出指示灯均与PLC控制器电性连接。
优选的，所述温差控制箱背面的四个边角均固定设置有固定锁耳，四个所述固定锁耳的表面均开设有锁紧螺孔。
优选的，所述温差控制箱的底端固定连通有进线通道。
优选的，所述温差控制箱的两侧均开设有多个均匀分布的通风栅孔。
优选的，所述HMI画面对比显示器、触控显示器、本地数据库模块和数据交换机均与PLC控制器电性连接，所述PLC控制器通过电源开关与外接电源电性连接。
一种用于缩小炉间温差的控制方法，包括以下步骤：
S1、编写数据采集模块的采集程序，实时采集PLC控制器通信点的数值，采集周期为50ms，采集的通信点包含：除磷有钢信号、R2出口有钢信号、除磷板坯号、R2出口板坯号、除磷后高温计温度值、R2出口高温计温度值；
S2、当除磷有钢信号有效时，开始读取除磷温度，并实时计算除磷温度平均值；当除磷有钢信号失效时，读取除磷板坯号，并将板坯号以及最终计算的温度结果存入到本地数据库模块中，同时发送给HMI画面对比显示器做数据对比；
S3、R2出口温度与除磷温度的数采模式完全相同，R2出口高温计对钢坯表面进行实际温度测量，检测的温度值作为数据支撑，比对目标值及前后非同炉钢坯的温度值，计算出两个差值；
S4、当钢坯从某一个加热炉出炉后，经高压水除磷处理，去除表面的氧化铁皮，此时经过除磷后高温计对钢坯进行表面温度检测，经R1和R2的各三道次的轧制，钢坯由230mm厚度变成40mm厚度的中间坯，经R2出口高温计对中间坯进行温度检测，此时检测的温度代表的是钢坯真正的芯部温度，温度值更加真实准确；
S5、将该温度进行数据采集并将此温度与目标设定温度对比，与上一卷非同炉的钢坯温度进行对比，形成两个差值在HMI画面对比显示器上进行显示；
S6、给予操作工提示，根据显示结果，制定出相应的加热炉烧钢操作规范。
优选的，所述目标温差代表卷取完成的钢卷在R2出口实际检测温度与目标设定温度的差值，合理范围在±10℃，超出需进行调整；炉间温差代表非同炉连续卷取完成的两个钢卷同是R2出口实际检测温度的差值，合理范围在±10℃，超出需进行调整；在调整过程中，首先保证三台加热炉出钢的目标温差，之后根据目标温差的高低再向炉间温差目标值调整；两个温差目标值在±20℃以内时，需调整均热段温度；两个温差目标值超出±20℃以外时，需调整第三加热段温度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明使用高温检测计真实反馈出钢坯的烧钢温度与目标温度差及不同加热炉间的钢坯温度差，利用精准的烧钢操作规范，形成半自动化的缩小炉间温差及目标温差的钢坯烧钢控制方法，有利于节约煤气消耗，降低了工序成本，减少了能源消耗，降低了钢坯烧损厚度，提高了成材率指标，提高了模型自学习的精准度，提升了产品质量指标控制精度及钢卷表面质量；
2、控制机构的结构设计简单，装配使用方便，控制线路排列整齐，工作人员的操作和后期的维护检修方便，控制精准，工作稳定可靠，实用性强。
附图说明
图1为本发明控制机构的结构示意图；
图2为本发明控制机构的正视截面图；
图3为本发明控制机构的后视截面图；
图4为本发明采集输入端板的结构示意图；
图5为本发明输出端板的结构示意图；
图6为本发明数据采集模块的模块图。
图中：1、温差控制箱；2、数据采集模块；3、箱门；4、控制面板；5、触控显示器；6、HMI画面对比显示器；7、进线通道；8、电源开关；9、通风栅孔；10、固定锁耳；11、传输导线；12、安装架；13、PLC控制器；14、本地数据库模块；15、数据交换机；16、采集输入端板；17、输出端板；18、输入端口；19、输入标牌；20、排线架；21、排线槽；22、线头卡槽；23、输出指示灯；24、输出端口；25、输出标牌。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1-6，本发明提供了一种用于缩小炉间温差的控制机构，包括温差控制箱1和数据采集模块2，温差控制箱1的正面铰接有箱门3，箱门3的正面固定安装控制面板4，控制面板4的表面固定安装有HMI画面对比显示器6、触控显示器5和电源开关8，温差控制箱1内壁的一侧固定设置有安装架12，安装架12上固定安装有位于温差控制箱1内部的PLC控制器13，温差控制箱1内壁的另一侧固定安装有本地数据库模块14和数据交换机15，温差控制箱1背面的一侧固定安装有采集输入端板16，采集输入端板16上设有传输导线11，传输导线11的一端固定安装有数据采集模块2，温差控制箱1背面的另一侧固定安装有输出端板17，数据采集模块2包括除磷钢信号检测器、R2出口钢信号检测器、除磷板坯号检测器、R2出口板坯号检测器、除磷后高温计和R2出口高温计，除磷钢信号检测器、R2出口钢信号检测器、除磷板坯号检测器、R2出口板坯号检测器、除磷后高温计和R2出口高温计均与PLC控制器13电性连接，HMI画面对比显示器6、触控显示器5、本地数据库模块14和数据交换机15均与PLC控制器13电性连接，PLC控制器13通过电源开关8与外接电源电性连接，使用高温检测计真实反馈出钢坯的烧钢温度与目标温度差及不同加热炉间的钢坯温度差，利用精准的烧钢操作规范，形成半自动化的缩小炉间温差及目标温差的钢坯烧钢控制方法，有利于节约煤气消耗，降低了工序成本，减少了能源消耗，降低了钢坯烧损厚度，提高了成材率指标。
采集输入端板16的一侧固定设置有排线架20，排线架20的表面开设有排线槽21，排线槽21的一侧开设有多个均匀分布的线头卡槽22，采集输入端板16的中部固定安装有多个与线头卡槽22一一对应的输入端口18，多个输入端口18的一侧均固定设置有输入标牌19，多个输入端口18均与PLC控制器13电性连接，输出端板17的中部固定安装有多个输出端口24，多个输出端口24的一侧均固定设置有输出标牌25，多个输出端口24的另一侧均固定安装有输出指示灯23，多个输出端口24和多个输出指示灯23均与PLC控制器13电性连接，使用方便，能够给予操作工提示，根据显示结果，制定出相应的加热炉烧钢操作规范。
温差控制箱1背面的四个边角均固定设置有固定锁耳10，四个固定锁耳10的表面均开设有锁紧螺孔，温差控制箱1的底端固定连通有进线通道7，温差控制箱1的两侧均开设有多个均匀分布的通风栅孔9，结构设计简单，装配使用方便，控制线路排列整齐，工作人员的操作和后期的维护检修方便，控制精准，工作稳定可靠。
一种用于缩小炉间温差的控制方法，包括以下步骤：
S1、编写数据采集模块2的采集程序，实时采集PLC控制器13通信点的数值，采集周期为50ms，采集的通信点包含：除磷有钢信号、R2出口有钢信号、除磷板坯号、R2出口板坯号、除磷后高温计温度值、R2出口高温计温度值；
S2、当除磷有钢信号有效时，开始读取除磷温度，并实时计算除磷温度平均值；当除磷有钢信号失效时，读取除磷板坯号，并将板坯号以及最终计算的温度结果存入到本地数据库模块14中，同时发送给HMI画面对比显示器6做数据对比，本地数据库模块14中的历史数据做为历史报表的数据支撑；
S3、R2出口温度与除磷温度的数采模式完全相同，R2出口高温计对钢坯表面进行实际温度测量，检测的温度值作为数据支撑，比对目标值及前后非同炉钢坯的温度值，计算出两个差值，根据差值显示制定出具体的烧钢制度方案，形成半自动化的缩小炉间温差及目标温差的钢坯烧钢控制方法；
S4、当钢坯从某一个加热炉出炉后，经高压水除磷处理，去除表面的氧化铁皮，此时经过除磷后高温计对钢坯进行表面温度检测，经R1和R2的各三道次的轧制，钢坯由230mm厚度变成40mm厚度的中间坯，经R2出口高温计对中间坯进行温度检测，此时检测的温度代表的是钢坯真正的芯部温度，温度值更加真实准确；
S5、此时将该温度进行数据采集并将此温度与目标设定温度对比，与上一卷非同炉的钢坯温度进行对比，形成两个差值在HMI画面对比显示器6上进行显示；
S6、给予操作工提示，根据显示结果，制定出相应的加热炉烧钢操作规范；
依据提示值进行相应的操作调整，具体操作规范规定如下：
1、目标温差代表卷取完成的钢卷在R2出口实际检测温度与目标设定温度的差值，合理范围在±10℃，超出需进行调整；
2、炉间温差代表非同炉连续卷取完成的两个钢卷同是R2出口实际检测温度的差值(当前卷减上一卷)，合理范围在±10℃，超出需进行调整；
3、在调整过程中，首先保证三台加热炉出钢的目标温差，之后根据目标温差的高低再向炉间温差目标值调整；
两个温差目标值在±20℃以内时，需调整均热段温度；两个温差目标值超出±20℃以外时，需调整第三加热段温度；
以1#和2#炉之间比较为例，共分为四类情况，即目标温差为正，炉间温差为负，调整措施：同时降低1#和2#炉烧钢温度；目标温差为负，炉间温差为负，调整措施：提升1#炉烧钢温度；目标温差为负，炉间温差为正，调整措施：提升1#炉烧钢温度同时提升2#炉烧钢温度；目标温差为正，炉间温差为正，调整措施：降低1#炉烧钢温度；
钢坯出加热炉后，经R1和R2各三道次的轧制后，此时使用R2出口高温计真实反馈出中间钢坯的温度，将改数据采集后与该钢种及规格的设定目标温度及上一卷非同炉钢卷温度进行对比，算出差值，提示操作工进行相应的提升或降低加热炉烧钢温度，提升温度，缩小与目标温度差，有利于防止中间坯低温进精轧机，避免在精轧机区域发生堆钢或断辊风险；降低温度，缩小与目标温度差，有利于防止中间坯温度过高，造成氧化烧损增加，成材率降低；减少氧化铁皮的生成，利于表面质量的提升；减少煤气消耗，降低能源消耗，缩小炉间温差有利于减少煤气消耗，降低工序成本；提高模型自学习的精准度，保证生产稳定顺行的同时提高了质量指标的命中率控制水平。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于缩小炉间温差的控制机构，包括温差控制箱(1)和数据采集模块(2)，其特征在于：所述温差控制箱(1)的正面铰接有箱门(3)，所述箱门(3)的正面固定安装控制面板(4)，所述控制面板(4)的表面固定安装有HMI画面对比显示器(6)、触控显示器(5)和电源开关(8)，所述温差控制箱(1)内壁的一侧固定设置有安装架(12)，所述安装架(12)上固定安装有位于温差控制箱(1)内部的PLC控制器(13)，所述温差控制箱(1)内壁的另一侧固定安装有本地数据库模块(14)和数据交换机(15)，所述温差控制箱(1)背面的一侧固定安装有采集输入端板(16)，所述采集输入端板(16)上设有传输导线(11)，所述传输导线(11)的一端固定安装有数据采集模块(2)，所述温差控制箱(1)背面的另一侧固定安装有输出端板(17)。
2.根据权利要求1所述的一种用于缩小炉间温差的控制机构，其特征在于：所述数据采集模块(2)包括除磷钢信号检测器、R2出口钢信号检测器、除磷板坯号检测器、R2出口板坯号检测器、除磷后高温计和R2出口高温计，所述除磷钢信号检测器、R2出口钢信号检测器、除磷板坯号检测器、R2出口板坯号检测器、除磷后高温计和R2出口高温计均与PLC控制器(13)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于缩小炉间温差的控制机构，其特征在于：所述采集输入端板(16)的一侧固定设置有排线架(20)，所述排线架(20)的表面开设有排线槽(21)，所述排线槽(21)的一侧开设有多个均匀分布的线头卡槽(22)，所述采集输入端板(16)的中部固定安装有多个与线头卡槽(22)一一对应的输入端口(18)，多个所述输入端口(18)的一侧均固定设置有输入标牌(19)，多个所述输入端口(18)均与PLC控制器(13)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于缩小炉间温差的控制机构，其特征在于：所述输出端板(17)的中部固定安装有多个输出端口(24)，多个所述输出端口(24)的一侧均固定设置有输出标牌(25)，多个所述输出端口(24)的另一侧均固定安装有输出指示灯(23)，多个所述输出端口(24)和多个输出指示灯(23)均与PLC控制器(13)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于缩小炉间温差的控制机构，其特征在于：所述温差控制箱(1)背面的四个边角均固定设置有固定锁耳(10)，四个所述固定锁耳(10)的表面均开设有锁紧螺孔。
6.根据权利要求1所述的一种用于缩小炉间温差的控制机构，其特征在于：所述温差控制箱(1)的底端固定连通有进线通道(7)。
7.根据权利要求1所述的一种用于缩小炉间温差的控制机构，其特征在于：所述温差控制箱(1)的两侧均开设有多个均匀分布的通风栅孔(9)。
8.根据权利要求1所述的一种用于缩小炉间温差的控制机构，其特征在于：所述HMI画面对比显示器(6)、触控显示器(5)、本地数据库模块(14)和数据交换机(15)均与PLC控制器(13)电性连接，所述PLC控制器(13)通过电源开关(8)与外接电源电性连接。
9.使用权利要求1所述的一种用于缩小炉间温差的控制机构的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、编写数据采集模块(2)的采集程序，实时采集PLC控制器(13)通信点的数值，采集周期为50ms，采集的通信点包含：除磷有钢信号、R2出口有钢信号、除磷板坯号、R2出口板坯号、除磷后高温计温度值、R2出口高温计温度值；
S2、当除磷有钢信号有效时，开始读取除磷温度，并实时计算除磷温度平均值；当除磷有钢信号失效时，读取除磷板坯号，并将板坯号以及最终计算的温度结果存入到本地数据库模块(14)中，同时发送给HMI画面对比显示器(6)做数据对比；
S3、R2出口温度与除磷温度的数采模式完全相同，R2出口高温计对钢坯表面进行实际温度测量，检测的温度值作为数据支撑，比对目标值及前后非同炉钢坯的温度值，计算出两个差值；
S4、当钢坯从某一个加热炉出炉后，经高压水除磷处理，去除表面的氧化铁皮，此时经过除磷后高温计对钢坯进行表面温度检测，经R1和R2的各三道次的轧制，钢坯由230mm厚度变成40mm厚度的中间坯，经R2出口高温计对中间坯进行温度检测，此时检测的温度代表的是钢坯真正的芯部温度，温度值更加真实准确；
S5、将该温度进行数据采集并将此温度与目标设定温度对比，与上一卷非同炉的钢坯温度进行对比，形成两个差值在HMI画面对比显示器(6)上进行显示；
S6、给予操作工提示，根据显示结果，制定出相应的加热炉烧钢操作规范。
10.根据权利要求1所述的一种用于缩小炉间温差的控制机构的控制方法，其特征在于：所述目标温差代表卷取完成的钢卷在R2出口实际检测温度与目标设定温度的差值，合理范围在±10℃，超出需进行调整；炉间温差代表非同炉连续卷取完成的两个钢卷同是R2出口实际检测温度的差值，合理范围在±10℃，超出需进行调整；在调整过程中，首先保证三台加热炉出钢的目标温差，之后根据目标温差的高低再向炉间温差目标值调整；两个温差目标值在±20℃以内时，需调整均热段温度；两个温差目标值超出±20℃以外时，需调整第三加热段温度。
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