CN116334378A - 一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法和装置，包括：S1、对中厚板热处理炉的待装炉中厚板钢坯进行规格检测；S2、根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式；S3、依据生产节奏和装炉侧剩余空间，设置所述待装炉中厚板钢坯的自动装钢时间；S4、所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算；S5、依据具体场景，设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，实现中厚板钢坯加热速度自适应。本发明能够实现钢坯加热速度的自适应，确保钢坯目标温度和保温时间满足精度要求。
Description
技术领域
本发明涉及冶金机械及自动化、轧制技术领域，尤其涉及一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法和装置。
背景技术
热处理是中厚板产线的重要工序，通过不同的加热温度、保温时间及冷却速度，使得钢的成分与组织发生扩散、再结晶，也可促进或阻止其组织与成分的转变、析出，以期达到所要求的性能。按加热方式可分为明火和辐射管加热两种，按热处理方式可分为正火(常化)、回火、淬火、退火、调质(淬火+回火、常化+回火)。
在不改变现有设备前提下，各热处理线均通过各种方式提高产能、降低能耗，以获取更有优势的市场竞争力。热处理炉传统的布料模式均为单排料，随着订单的多样和繁杂，为布料带来了很大的挑战，钢坯宽度低于某阈值，使得双排料成为可能，但物料跟踪和温度控制又成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法和装置，用以实现中厚板热处理加热速度自适应。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法，包括：
S1、对中厚板热处理炉的待装炉中厚板钢坯进行规格检测；
S2、根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式；
S3、依据生产节奏和装炉侧剩余空间，设置所述待装炉中厚板钢坯的自动装钢时间；
S4、所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算；
S5、依据具体场景，设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，实现中厚板钢坯加热速度自适应。
可选地，所述S2的根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式，具体包括：
依据热处理模式、钢坯宽度、钢种、厚度、目标温度和保温时间自动设置所述排料模式，其中，同品规、同目标、宽度满足双排的回火工艺钢坯，进行双排布料。
可选地，所述S4的所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算，具体包括：
各区段沿炉宽方向各设置1个热电偶，热电偶沿中轴线对称布置；
单排布料时，钢坯沿炉宽方向居中装炉，以两个热电偶的平均值作为各区段的炉温实测值，计算钢坯的温度场；
双排布料时，两块钢坯会各偏一侧热电偶，根据热电偶的位置和钢坯宽度中心线位置进行插值获取各自钢坯所在处的炉温实测值，计算钢坯的温度场。
可选地，所述方法还包括计算钢坯导热微分方程，其中，在钢坯导热微分方程的边界条件处理上，双排料不同于单排料，需要考虑相邻两块钢坯的遮蔽作用，根据钢坯间距，在上下表面热流的计算方法基础上得出，因此，上、下表面各位置的综合换热边界条件热流密度计算公式为：
其中，σ：斯特凡-玻尔兹曼常数，5.67×10-8；
qup：上表面热流密度；
qdw：下表面热流密度；
qc：侧表面热流密度；
φCF1：上表总括热吸收率；
φCF2：下表总括热吸收率；
φuc：上虚拟面对上炉膛热流的遮蔽系数；
φdc：下虚拟面对下炉膛热流的遮蔽系数；
Tf：炉气热电偶温度；
Tsup：钢坯上表面温度；
Tsdw：钢坯下表面温度。
可选地，所述S5的设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，具体包括：
所述在炉时间一定模式下：
钢坯的总在炉时间固定，钢坯的行进速度基本一定，依据钢坯实时温度场通过实时调节炉温的方式来实现钢坯加热速度的自适应，确保剩余在炉时间内达到钢坯的目标温度和保温时间要求，公式如下：
v＝L/ttotal
其中，v：钢坯前进速度，m/min；
L：炉长，m；
ttotal：工艺设定钢坯总在炉时间，min；
Lh＝v×(ttotal-tkeep)
其中，Lh：钢坯加热段炉长，m；
tkeep：工艺设定的钢坯保温时间，min；
所述钢坯加热段炉长Lh并非固定的热处理炉段，根据钢坯在炉时间和保温时间的不同而各异，加热速度的调节须在钢坯头部位置小于Lh时进行，确保在头部到达Lh时，钢坯的平均温度已到达保温温度；
所述在炉时间可调节模式下：
钢坯的速度可动态调节，工艺设定钢坯目标温度和保温时间，采用钢坯行进速度和炉温双环进行加热速度的调节，且钢坯行进速度调节优先级别高于炉温调节；
钢坯入炉前，按标准工艺计算在炉时间，并连锁炉内钢坯速度，设定钢坯的加热速度；
入炉后依据实测炉温，实时计算钢坯温度场，依据钢坯当前温度及剩余在炉时间，当钢坯温度达到预设的调节阈值后，启动钢坯行进速度调节，若钢坯温度偏低则降低行进速度，否则加快钢坯行进速度；
当钢坯行进速度超过炉辊速度限值时，启动炉温调节功能。
可选地，所述在炉时间一定模式下的加热速度自适应，具体包括：
自适应功能周期启动，遍历炉内所有钢坯；
每块炉内钢坯分别计算，若头部位置未达到加热段末尾，判断钢坯温度场模型计算的平均温度与目标温度的差值，若不满足要求，通过调整钢坯所在段炉温进行加热速度的调节。
可选地，依据加热制度模式不同，所述剩余在炉时间的计算也不相同；
所述在炉时间一定模式下：
tleft＝ttotal-(tnow-tcharge)
其中，tleft：钢坯剩余在炉时间，min；
ttotal：工艺设定钢坯总在炉时间，min；
tnow：当前时刻；
tcharge：钢坯入炉时刻；
所述在炉时间可调节下：
tleft＝f(ΔT,Tg,α,(k,cp,den))+tkeep
其中，ΔT：Ttarget-Tcurrent钢坯目标温度与模型计算当前平均温度偏差，℃；
Tg：钢坯所在段炉温实测值，℃；
α：换热系数；
k：热导率，w/(k·m)；
cp：比热容，J/(kg·K)；
den：密度，kg/m3；
f：迭代计算钢坯剩余加热时间函数；
tkeep：工艺设定的保温时间，min；
装钢空间的计算，应满足钢坯之间不能相撞，相邻两块须保持设定的安全距离，如下式：
lnext≤pt n-sΔ
其中，lnext：待装炉钢坯的长度，m；
pt n：第n块钢坯尾部横坐标，m；
sΔ：相邻两块钢坯的安全距离，m；
此外，仍需要满足如下约束条件：
Tg i≥Ts i,
其中，Tg i：第i段炉温实测值，i＝1～n，℃；
Ts i：待装炉钢坯第i段炉温设定值，i＝1～n，℃；
ps i：第i段炉位置横坐标，i＝1～n，m。
另一方面，提供了一种实现中厚板热处理加热速度自适应的装置，包括：
规格检测模块，用于对中厚板热处理炉的待装炉中厚板钢坯进行规格检测；
第一设置模块，用于根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式；
第二设置模块，用于依据生产节奏和装炉侧剩余空间，设置所述待装炉中厚板钢坯的自动装钢时间；
计算模块，用于所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算；
第三设置模块，用于依据具体场景，设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，实现中厚板钢坯加热速度自适应。
另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述实现中厚板热处理加热速度自适应的方法。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述实现中厚板热处理加热速度自适应的方法。
上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：
本发明能够实现钢坯加热速度的自适应，确保钢坯目标温度和保温时间满足精度要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的确定入炉模式示意图；
图3为本发明实施例提供的确定布料模式示意图；
图4为本发明实施例提供的钢坯之间遮蔽作用示意图；
图5为本发明实施例提供的在炉时间一定钢坯加热速度自适应程序流程图；
图6是本发明实施例提供的一种实现中厚板热处理加热速度自适应的装置框图；
图7是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法，包括：
S1、对中厚板热处理炉的待装炉中厚板钢坯进行规格检测；
S2、根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式；
S3、依据生产节奏和装炉侧剩余空间，设置所述待装炉中厚板钢坯的自动装钢时间；
S4、所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算；
S5、依据具体场景，设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，实现中厚板钢坯加热速度自适应。
下面结合图2-图5，详细说明本发明实施例提供的一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法，包括：
S1、对中厚板热处理炉的待装炉中厚板钢坯进行规格检测；
由磁力吊或吸盘至上料辊道的钢坯均需经过规格检测，包括：尺寸的测量(长/宽/厚)，一是获取其实际的尺寸数据，二是根据实测尺寸与原始数输入(Primary Data Input,PDI)数据进行比对，对实际钢坯进行校核的同时，还须判断其是否满足装钢要求：钢坯规格及表面质量在误差范围，允许装炉；依据具体场景规则，优先级别较低的参数超出误差，允许强制装炉；优先级别高的参数超出范围，定义为不合格钢坯，不允许装炉。
宽度为可选参数，若配备了宽度测量仪表则将该参数引入系统。热处理钢坯中厚度参数判定的优先级别最高，若叠板则回库重新上料，厚度超差则不允许入炉；其次是钢坯对中，若对中失败，则禁止入炉，以免损坏炉门或辊道；表面若出现裂纹(表面检测仪或人工)，直接影响钢坯表面质量，也禁止入炉。除此之外长度和宽度超差相对级别较低，禁止入炉或强制入炉视具体场景而定。入炉模式确定步骤如图2所示。
S2、根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式；
可选地，所述S2的根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式，具体包括：
依据热处理模式、钢坯宽度、钢种、厚度、目标温度和保温时间自动设置所述排料模式，其中，同品规、同目标、宽度满足双排的回火工艺钢坯，进行双排布料。双排料钢坯需同时装炉。
具体的，入炉模式一旦确定，则需按工艺和宽度进行布料模式的设定。布料模式的判定，需要依据一定的工艺规则，规则整体框架相同，各场景依据设备、产品结构而略有差异。双排布料是应提升产能而生的一种新型布料方式，对于热处理炉工序的生产组织和控制系统提出了更高的要求。
单双排布料模式的设定需依据热处理模式(回火、淬火等，双排布料一般用在回火，以提高产量，由于淬火双排布料会造成冷却不均而瓢曲，存在损坏淬火机的风险，因此禁用双排)、钢坯宽度、钢种、厚度、目标温度和保温时间等参数自动设置，一般同品规、同目标、宽度满足双排的回火工艺钢坯允许进行双排布料。钢坯长度的要求视具体场景而定。具体步骤如图3所示。
S3、依据生产节奏和装炉侧剩余空间，设置所述待装炉中厚板钢坯的自动装钢时间；
依据炉内钢坯目标温度和保温时间设定值，实时计算钢坯剩余在炉时间，精确预报钢坯的出炉节奏。结合装炉侧剩余空间、炉前待装炉钢坯尺寸、装炉段炉温实测值以及待装炉钢坯的温度目标值，自动计算装炉间隔时间，向基础自动化L1级下发装钢设定。
S4、所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算；
可选地，所述方法还包括：
单双排料混装时，精准跟踪到每一块钢坯，其中，对于双排料钢坯，在物料跟踪时看做一个整体，前进、后退或摆动均同时进行，但钢坯的温度场则分为单独两块钢坯独立计算。各区段热电偶按炉体宽度方向沿中轴线各布置一个，根据双排料钢坯实际位置，分别取对应位置热电偶的实测值来进行各自温度场计算。
可选地，所述S4的所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算，具体包括：
各区段沿炉宽方向各设置1个热电偶，热电偶沿中轴线对称布置；
单排布料时，钢坯沿炉宽方向居中装炉，以两个热电偶的平均值作为各区段的炉温实测值，计算钢坯的温度场；
双排布料时，两块钢坯会各偏一侧热电偶，根据热电偶的位置和钢坯宽度中心线位置进行插值获取各自钢坯所在处的炉温实测值，计算钢坯的温度场。
可选地，所述方法还包括计算钢坯导热微分方程，其中，在钢坯导热微分方程的边界条件处理上，双排料不同于单排料，需要考虑相邻两块钢坯的遮蔽作用，根据钢坯间距，在上下表面热流的计算方法基础上得出，如图4所示，因此，上、下表面各位置的综合换热边界条件热流密度计算公式为：
其中，σ：斯特凡-玻尔兹曼常数，5.67×10-8；
qup：上表面热流密度；
qdw：下表面热流密度；
qc：侧表面热流密度；
φCF1：上表总括热吸收率；
φCF2：下表总括热吸收率；
φuc：上虚拟面对上炉膛热流的遮蔽系数；
φdc：下虚拟面对下炉膛热流的遮蔽系数；
Tf：炉气热电偶温度；
Tsup：钢坯上表面温度；
Tsdw：钢坯下表面温度。
S5、依据具体场景，设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，实现中厚板钢坯加热速度自适应。
钢坯入炉后，由于炉内气氛受炉内钢坯温度、燃气热值和压力、炉压等因素影响，实时变化，导致钢坯温度会偏离工艺设定的目标值。对热处理工艺而言，本发明实施例提供的依据钢坯温度偏差进行加热速度的自适应调节是有效保证钢坯目标温度和保温时间精度的有效方法。加热速度自适应调节方式因加热制度模式不同而各异。当产线品规相对单一、设备布局裕量较大、各工序之间可以消化生产节奏的变化时，一般选择在炉时间一定的加热制度模式，否则，一般选择在炉时间可调节的加热制度模式。
可选地，所述S5的设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，具体包括：
所述在炉时间一定模式下：
钢坯的总在炉时间固定，钢坯的行进速度基本一定，依据钢坯实时温度场通过实时调节炉温的方式来实现钢坯加热速度的自适应，确保剩余在炉时间内达到钢坯的目标温度和保温时间要求，公式如下：
v＝L/ttotal
其中，v：钢坯前进速度，m/min；
L：炉长，m；
ttotal：工艺设定钢坯总在炉时间，min；
Lh＝v×(ttotal-tkeep)
其中，Lh：钢坯加热段炉长，m；
tkeep：工艺设定的钢坯保温时间，min；
所述钢坯加热段炉长Lh并非固定的热处理炉段，根据钢坯在炉时间和保温时间的不同而各异，加热速度的调节须在钢坯头部位置(热处理装炉门为原点)小于Lh时进行，确保在头部到达Lh时，钢坯的平均温度已到达保温温度；
所述在炉时间可调节模式下：
钢坯的速度可动态调节，工艺设定钢坯目标温度和保温时间，采用钢坯行进速度和炉温双环进行加热速度的调节，且钢坯行进速度调节优先级别高于炉温调节(因为炉温调节存在滞后性)；
钢坯入炉前，按标准工艺计算在炉时间，并连锁炉内钢坯速度，设定钢坯的加热速度；
入炉后依据实测炉温，实时计算钢坯温度场，依据钢坯当前温度及剩余在炉时间，当钢坯温度达到预设的调节阈值后，启动钢坯行进速度调节，若钢坯温度偏低则降低行进速度，否则加快钢坯行进速度；
当钢坯行进速度超过炉辊速度限值(由于热处理炉一般为辊底炉，辊道始终运转，否则炉辊会结炭积瘤，造成设备损坏，因此炉辊设置有最低运转速度。由于下游生产工序节奏影响，以及炉内钢板防止追尾保护，炉辊设置有最高运转速度)时，启动炉温调节功能。
可选地，如图5所示，所述在炉时间一定模式下的加热速度自适应，具体包括：
自适应功能周期启动，遍历炉内所有钢坯；
每块炉内钢坯分别计算，若头部位置未达到加热段末尾，判断钢坯温度场模型计算的平均温度与目标温度的差值，若不满足要求，通过调整钢坯所在段炉温进行加热速度的调节。
可选地，依据加热制度模式不同，所述剩余在炉时间的计算也不相同；
所述在炉时间一定模式下：
tleft＝ttotal-(tnow-tcharge)
其中，tleft：钢坯剩余在炉时间，min；
ttotal：工艺设定钢坯总在炉时间，min；
tnow：当前时刻；
tcharge：钢坯入炉时刻；
所述在炉时间可调节下：
tleft＝f(ΔT,Tg,α,(k,cp,den))+tkeep
其中，ΔT：Ttarget-Tcurrent钢坯目标温度与模型计算当前平均温度偏差，℃；
Tg：钢坯所在段炉温实测值，℃；
α：换热系数；
k：热导率，w/(k·m)；
cp：比热容，J/(kg·K)；
den：密度，kg/m3；
f：迭代计算钢坯剩余加热时间函数；
tkeep：工艺设定的保温时间，min；
装钢空间的计算，应满足钢坯之间不能相撞，相邻两块须保持设定的安全距离，如下式：
lnext≤pt n-sΔ
其中，lnext：待装炉钢坯的长度，m；
pt n：第n块钢坯尾部横坐标，m；
sΔ：相邻两块钢坯的安全距离，m；
此外，仍需要满足如下约束条件：
Tg i≥Ts i,
其中，Tg i：第i段炉温实测值，i＝1～n，℃；
Ts i：待装炉钢坯第i段炉温设定值，i＝1～n，℃；
ps i：第i段炉位置横坐标，i＝1～n，m。
钢坯行进速度和炉温优化双环调节钢坯加热速度优势明显，由于炉温调节系统的滞后性，对于钢坯加热速度的调节实时性不强，联合钢坯行进速度的调节能够快速响应，调节效率更高。某中厚板热处理炉采用该双环调节加热速度自适应方法后，钢坯温度预报模型精度得到有效提升，如表1所示。
表1
另一方面，如图6所示提供了一种实现中厚板热处理加热速度自适应的装置，包括：
规格检测模块610，用于对中厚板热处理炉的待装炉中厚板钢坯进行规格检测；
第一设置模块620，用于根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式；
第二设置模块630，用于依据生产节奏和装炉侧剩余空间，设置所述待装炉中厚板钢坯的自动装钢时间；
计算模块640，用于所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算；
第三设置模块650，用于依据具体场景，设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，实现中厚板钢坯加热速度自适应。
本发明实施例提供的一种实现中厚板热处理加热速度自适应的装置，其功能结构与本发明实施例提供的一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法相对应，在此不再赘述。
图7是本发明实施例提供的一种电子设备700的结构示意图，该电子设备700可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(centralprocessing units，CPU)701和一个或一个以上的存储器702，其中，所述存储器702中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器701加载并执行以实现上述实现中厚板热处理加热速度自适应的方法的步骤。
在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由终端中的处理器执行以完成上述实现中厚板热处理加热速度自适应的方法。例如，所述计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法，其特征在于，包括：
S1、对中厚板热处理炉的待装炉中厚板钢坯进行规格检测；
S2、根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式；
S3、依据生产节奏和装炉侧剩余空间，设置所述待装炉中厚板钢坯的自动装钢时间；
S4、所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算；
S5、依据具体场景，设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，实现中厚板钢坯加热速度自适应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2的根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式，具体包括：
依据热处理模式、钢坯宽度、钢种、厚度、目标温度和保温时间自动设置所述排料模式，其中，同品规、同目标、宽度满足双排的回火工艺钢坯，进行双排布料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4的所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算，具体包括：
各区段沿炉宽方向各设置1个热电偶，热电偶沿中轴线对称布置；
单排布料时，钢坯沿炉宽方向居中装炉，以两个热电偶的平均值作为各区段的炉温实测值，计算钢坯的温度场；
双排布料时，两块钢坯会各偏一侧热电偶，根据热电偶的位置和钢坯宽度中心线位置进行插值获取各自钢坯所在处的炉温实测值，计算钢坯的温度场。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括计算钢坯导热微分方程，其中，在钢坯导热微分方程的边界条件处理上，双排料不同于单排料，需要考虑相邻两块钢坯的遮蔽作用，根据钢坯间距，在上下表面热流的计算方法基础上得出，因此，上、下表面各位置的综合换热边界条件热流密度计算公式为：
其中，σ：斯特凡-玻尔兹曼常数，5.67×10-8；
qup：上表面热流密度；
qdw：下表面热流密度；
qc：侧表面热流密度；
φCF1：上表总括热吸收率；
φCF2：下表总括热吸收率；
φuc：上虚拟面对上炉膛热流的遮蔽系数；
φdc：下虚拟面对下炉膛热流的遮蔽系数；
Tf：炉气热电偶温度；
Tsup：钢坯上表面温度；
Tsdw：钢坯下表面温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S5的设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，具体包括：
所述在炉时间一定模式下：
钢坯的总在炉时间固定，钢坯的行进速度基本一定，依据钢坯实时温度场通过实时调节炉温的方式来实现钢坯加热速度的自适应，确保剩余在炉时间内达到钢坯的目标温度和保温时间要求，公式如下：
v＝L/ttotal
其中，v：钢坯前进速度，m/min；
L：炉长，m；
ttotal：工艺设定钢坯总在炉时间，min；
Lh＝v×(ttotal-tkeep)
其中，Lh：钢坯加热段炉长，m；
tkeep：工艺设定的钢坯保温时间，min；
所述钢坯加热段炉长Lh并非固定的热处理炉段，根据钢坯在炉时间和保温时间的不同而各异，加热速度的调节须在钢坯头部位置小于Lh时进行，确保在头部到达Lh时，钢坯的平均温度已到达保温温度；
所述在炉时间可调节模式下：
钢坯的速度可动态调节，工艺设定钢坯目标温度和保温时间，采用钢坯行进速度和炉温双环进行加热速度的调节，且钢坯行进速度调节优先级别高于炉温调节；
钢坯入炉前，按标准工艺计算在炉时间，并连锁炉内钢坯速度，设定钢坯的加热速度；
入炉后依据实测炉温，实时计算钢坯温度场，依据钢坯当前温度及剩余在炉时间，当钢坯温度达到预设的调节阈值后，启动钢坯行进速度调节，若钢坯温度偏低则降低行进速度，否则加快钢坯行进速度；
当钢坯行进速度超过炉辊速度限值时，启动炉温调节功能。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在炉时间一定模式下的加热速度自适应，具体包括：
自适应功能周期启动，遍历炉内所有钢坯；
每块炉内钢坯分别计算，若头部位置未达到加热段末尾，判断钢坯温度场模型计算的平均温度与目标温度的差值，若不满足要求，通过调整钢坯所在段炉温进行加热速度的调节。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，依据加热制度模式不同，所述剩余在炉时间的计算也不相同；
所述在炉时间一定模式下：
tleft＝ttotal-(tnow-tcharge)
其中，tleft：钢坯剩余在炉时间，min；
ttotal：工艺设定钢坯总在炉时间，min；
tnow：当前时刻；
tcharge：钢坯入炉时刻；
所述在炉时间可调节下：
tleft＝f(ΔT,Tg,α,(k,cp,den))+tkeep
其中，ΔT：Ttarget-Tcurrent钢坯目标温度与模型计算当前平均温度偏差，℃；
Tg：钢坯所在段炉温实测值，℃；
α：换热系数；
k：热导率，w/(k·m)；
cp：比热容，J/(kg·K)；
den：密度，kg/m3；
f：迭代计算钢坯剩余加热时间函数；
tkeep：工艺设定的保温时间，min；
装钢空间的计算，应满足钢坯之间不能相撞，相邻两块须保持设定的安全距离，如下式：
lnext≤pt n-sΔ
其中，lnext：待装炉钢坯的长度，m；
pt n：第n块钢坯尾部横坐标，m；
sΔ：相邻两块钢坯的安全距离，m；
此外，仍需要满足如下约束条件：
Tg i≥Ts i,
其中，Tg i：第i段炉温实测值，i＝1～n，℃；
Ts i：待装炉钢坯第i段炉温设定值，i＝1～n，℃；
ps i：第i段炉位置横坐标，i＝1～n，m。
8.一种实现中厚板热处理加热速度自适应的装置，其特征在于，包括：
规格检测模块，用于对中厚板热处理炉的待装炉中厚板钢坯进行规格检测；
第一设置模块，用于根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式；
第二设置模块，用于依据生产节奏和装炉侧剩余空间，设置所述待装炉中厚板钢坯的自动装钢时间；
计算模块，用于所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算；
第三设置模块，用于依据具体场景，设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，实现中厚板钢坯加热速度自适应。
9.一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，其特征在于，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1-7任一项所述实现中厚板热处理加热速度自适应的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，其特征在于，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1-7任一项所述实现中厚板热处理加热速度自适应的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310276788.8A CN116334378A (zh) | 2023-03-21 | 2023-03-21 | 一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202310276788.8A CN116334378A (zh) | 2023-03-21 | 2023-03-21 | 一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116334378A true CN116334378A (zh) | 2023-06-27 |
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Family Applications (1)
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| CN202310276788.8A Pending CN116334378A (zh) | 2023-03-21 | 2023-03-21 | 一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法和装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
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2023
- 2023-03-21 CN CN202310276788.8A patent/CN116334378A/zh active Pending
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