專利名稱：一種控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制方法，屬于自動(dòng)控制領(lǐng)域。具體來說為一種控制加熱爐內(nèi)鋼還間隙的方法，用于減少板還表面的質(zhì)量缺陷。
背景技術(shù)：
造成厚板產(chǎn)品表面缺陷的原因有多種，如板坯加熱溫度均勻性、單位時(shí)間內(nèi)爐內(nèi)板坯數(shù)量、板坯在爐時(shí)間等。其中爐內(nèi)板坯間隙大小直接影響板坯加熱的各種性能指標(biāo)。板坯間隙過大，單位時(shí)間內(nèi)通過加熱爐的板坯數(shù)量減少，沒有充分利用加熱爐的熱能，造成能量損失；板坯間隙過小，容易造成板坯粘鋼，在出爐控制時(shí)造成滑軌產(chǎn)生的軋不掉的劃痕。
由于厚板品種多樣，批量小。爐內(nèi)板坯規(guī)格變化不一，一爐多坯的情況經(jīng)常出現(xiàn)，如圖I所示，為加熱爐爐體板坯布局示意圖，其中d表示為板坯間隙。一般厚板廠加熱爐爐內(nèi)板坯間隙，在設(shè)計(jì)和控制上是參照國內(nèi)外熱軋加熱爐通用設(shè)計(jì)爐內(nèi)所有板坯間隙均為固定值(工藝要求后一經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試完成后的一個(gè)數(shù)值)，不可生產(chǎn)中動(dòng)態(tài)調(diào)整，這就使得PLC自動(dòng)化控制層中的裝剛行程計(jì)算和空位計(jì)算無法根據(jù)板坯規(guī)格的不同而進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。板坯間隙的固定不可調(diào)也使得過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無法根據(jù)板坯規(guī)格不同而實(shí)現(xiàn)加熱爐內(nèi)板坯的動(dòng)態(tài)跟蹤。但厚板的板坯品種較多，與熱軋有很大差異，這就增加了爐內(nèi)不同寬厚規(guī)格板坯加熱控制的難度，不能確保寬厚板坯的燒均、燒透，容易產(chǎn)生粘鋼和板坯加熱均勻性問題，直接影響到成品鋼板的表面質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，該方法能對(duì)厚板加熱爐板坯間距進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和跟蹤，從而減少因鋼坯間隙而引起的板坯表面的質(zhì)
量缺陷。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，該方法包括對(duì)裝鋼行程控制、裝鋼空位控制和爐圖位置跟蹤；所述裝鋼空位A，指下次裝鋼板坯尾部距固定梁尾部的距離，所述裝鋼空位控制采用以下公式A = A1+A2-A3-A4 (I)其中，A為下次裝鋼板坯距固定梁尾部的距離，單位為mm ；Al為固定梁上最后一塊板坯到固定梁尾部之間的距離，單位為mm ；計(jì)算公式為Al =裝鋼機(jī)實(shí)際位置-裝鋼機(jī)最小行程+ (托桿長(zhǎng)度-推正后退系數(shù)*A4_推正后退常數(shù))(2)A2為步進(jìn)梁步距，單位為mm ;A3為板坯間隙，單位為mm ;
A4為板還寬度,單位為mm。最后，由上述公式推導(dǎo)出并控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙A3，所述鋼還間隙A3控制在100mm-8000mm。A3為板坯間隙，來自生產(chǎn)操作人員輸入。具體數(shù)據(jù)大小，可根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃鋼種及規(guī)格尺寸不同而由生產(chǎn)人員動(dòng)態(tài)設(shè)定。目前設(shè)定范圍為100mm-8000mm，但此數(shù)據(jù)范圍，可根據(jù)生產(chǎn)工藝要求現(xiàn)場(chǎng)整定而得。所述裝鋼機(jī)實(shí)際位置指裝鋼機(jī)最小、最大行程之間的位置。根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，所述裝鋼行程控制指裝鋼機(jī)推正前進(jìn)與后退、裝鋼前進(jìn)與后退過程中的位置控制；所述裝鋼空位控制指對(duì)下一塊板坯裝鋼允 許時(shí)的位置控制；所述爐圖位置跟蹤指過程計(jì)算機(jī)對(duì)爐內(nèi)板坯數(shù)量和板坯位置的跟蹤。根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述裝鋼機(jī)實(shí)際位置為4750mm 5150mm,所述裝鋼機(jī)最小行程為4750mm，所述A2步進(jìn)梁步距為550_600mm，所述A4板還寬度為1 300mm 2300mm。所述裝鋼機(jī)最小行程可根據(jù)步進(jìn)爐機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定，最小行程為4750mm。所述A2步進(jìn)梁步距為550-600mm，但現(xiàn)場(chǎng)整定后為一固定值。由于影響上述位置控制的主要因素包括步進(jìn)梁移動(dòng)距離(固定值，其為550mm)、板坯寬度(1300mm 2300mm，根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃確定)、板坯間隙(可根據(jù)鋼種及規(guī)格尺寸不同而由生產(chǎn)人員動(dòng)態(tài)設(shè)定)。而根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，主要是對(duì)板坯間隙進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，以達(dá)到對(duì)各種板坯更好的加熱效果，減少氧化鐵皮含量，因此，在此取值上述范圍。根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述托桿長(zhǎng)度為1800mm,所述推正后退系數(shù)為0-1,所述推正后退常數(shù)為100-200mm。裝鋼機(jī)實(shí)際位置是由裝鋼行程控制確定，在裝鋼機(jī)實(shí)際位置通常為750mm 5150mm,裝鋼機(jī)最小行程4750mm時(shí),所述托桿長(zhǎng)度可根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定。取值托桿長(zhǎng)度1800mm，所述推正后退系數(shù)為0_1，但具體現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試而定，所述推正后退常數(shù)100-200mm，具體現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試而定。根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述推正后退系數(shù)0. 67，推正后退常數(shù)100-150。根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述推正后退系數(shù)0. 67，推正后退常數(shù)100。根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，所述裝鋼最小行程、托桿長(zhǎng)度是由步進(jìn)爐機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定。所述推正后退系數(shù)與推正后退常數(shù)是由現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而定。其主要影響因素包括步進(jìn)梁移動(dòng)距離(固定值，其為550mm)、板坯寬度(1300mm 2300mm，根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃確定)、板坯間隙(可根據(jù)鋼種及規(guī)格尺寸不同而由生產(chǎn)人員動(dòng)態(tài)設(shè)定)。根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，在所述的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法中，所述爐圖位置跟蹤采用的數(shù)學(xué)模型為C1 =L-YjYu SV - dr Wr ~Q(3'3)
i=\ j=0 i=\
s. t. Cli = d^i+Wj+Sij (3. 4)Wi > 0, i = I, 2,…N (3. 3)Cli > 0，i = 1,2， ，N (3. 4)Sij > 0, i = I, 2, , N, j =0,1,..., N-I (3. 5)其中，N為裝入爐內(nèi)、待加熱的板坯個(gè)數(shù)，I到N為板坯的編碼；L為加熱爐的爐長(zhǎng)，單位為mm ；Q為輥道中心線固定梁距離，單位為mm;C= {1，2， ，N}，指裝鋼空位；Ci為第i塊板坯的裝鋼空位，其中I代表第一塊板坯的裝鋼空位；d,為第i塊板坯到監(jiān)測(cè)器的距離，Cli >0,單位為mm ；Wi為第i塊板還的寬度，Wi > 0,單位為mm ；Sij為第i塊板還與第j塊板還的間距,且j = i-1, Sij > 0,單位為mm。根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，N根據(jù)裝入爐內(nèi)板坯的寬度及板坯間隙大小而定，L為57300mm，Q為3525mm。根據(jù)本發(fā)明，L由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝位置及爐子長(zhǎng)度而定，Q由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝位置而定。根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)器即為出料側(cè)激光檢測(cè)器，距離出爐側(cè)出料輥道中線距離為4700mm。根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，所述監(jiān)測(cè)器作用是判斷板坯至出爐門口，待出爐狀態(tài)，因此其位置數(shù)據(jù)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝位置而定，根據(jù)本發(fā)明，該距離可取為激光檢測(cè)器距離出爐側(cè)出料輥道中線距離為4700mm。根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，其還包括對(duì)步進(jìn)梁的步距控制，所述步距控制采用比例閥控制系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)比例閥的開度來調(diào)節(jié)步距的大小。根據(jù)本發(fā)明的所述比例閥控制系統(tǒng)，當(dāng)電信號(hào)輸入其電磁系統(tǒng)中，便會(huì)產(chǎn)生與電流成比例的電磁推力，該推力控制相應(yīng)元件和閥芯，導(dǎo)致閥芯平衡系統(tǒng)調(diào)定的壓力，使系統(tǒng)壓力與電信號(hào)成比例。如輸入電信號(hào)按比例或一定程序變化，則系統(tǒng)各參數(shù)也隨著變化。根據(jù)本發(fā)明的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，在爐內(nèi)設(shè)有固定梁和活動(dòng)梁構(gòu)成，其中，活動(dòng)梁是由平移結(jié)構(gòu)框架和升降結(jié)構(gòu)框架組成，通過液壓升降油缸驅(qū)動(dòng)升降結(jié)構(gòu)框架到一定高度時(shí)停止，再由平移油缸驅(qū)動(dòng)平移結(jié)構(gòu)框架將爐內(nèi)板坯進(jìn)行搬運(yùn)一次，其中搬運(yùn)一次的行程距離稱之為一個(gè)步距，其步距為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試后確定為一固定值，一般是550-600mm。然后存放在爐內(nèi)固定梁上，其中，爐內(nèi)板坯位置變化，是由爐內(nèi)活動(dòng)梁機(jī)構(gòu)作矩形軌跡的反復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。上述“平移或升降結(jié)構(gòu)框”的運(yùn)行速度控制，是由PLC編程設(shè)置加減速曲線，是根據(jù)油缸內(nèi)安裝的位移傳感器的位置而實(shí)施分級(jí)設(shè)定的比例閥開度參數(shù)，而實(shí)現(xiàn)速度-位移曲線穩(wěn)定運(yùn)行。從而既避免了沖擊對(duì)設(shè)備造成的傷害，又提高了系統(tǒng)的定位精度。根據(jù)本發(fā)明所述的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法， 通過對(duì)裝鋼行程控制、裝鋼空位控制和爐圖位置跟蹤，實(shí)現(xiàn)對(duì)厚板加熱爐板坯間距進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和跟蹤，從而減少因鋼坯間隙而引起的板坯表面的質(zhì)量缺陷。大大的減少了粘鋼和板坯加熱不均勻性發(fā)生的頻率，確保了板坯加熱的質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。


圖I為加熱爐爐體板坯布局示意圖。圖2為本發(fā)明所述控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙方法的板坯布局示意圖。圖3為本發(fā)明所述控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙方法動(dòng)態(tài)跟蹤功能流程圖。圖4為本發(fā)明動(dòng)態(tài)調(diào)整鋼坯間隙方法流程圖。
圖5為實(shí)施例參照?qǐng)D。
具體實(shí)施例方式以下，用實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。本實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明最佳實(shí)施方式的描述，并不對(duì)本發(fā)明的范圍有任何限制。實(shí)施例一種控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，該方法包括對(duì)裝鋼行程控制、裝鋼空位控制和爐圖位置跟蹤。裝鋼動(dòng)作流程為裝鋼機(jī)負(fù)責(zé)把不同規(guī)格的鋼坯送入加熱爐中進(jìn)行加熱。首先，裝鋼機(jī)臂將爐前定位板坯推正，再后退，上升將板坯托起，前進(jìn)送至目標(biāo)位置，下降后退回原點(diǎn)位置，即完成一次裝鋼任務(wù)。裝鋼行程計(jì)算值測(cè)定，通過在變頻電機(jī)的軸上末端，安裝一增量型脈沖編碼器，再通過屏蔽電纜，接入現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集站的計(jì)數(shù)模塊中完成信號(hào)處理。在計(jì)算裝鋼板坯尾部距固定梁尾部的距離時(shí)會(huì)考慮到板坯間隙大小。下次裝鋼板坯尾部距固定梁尾部的距離就是上次裝鋼后，板坯在固定梁上的位置隨著步進(jìn)梁的動(dòng)作而增加，步進(jìn)梁動(dòng)作幾個(gè)周期后，固定梁上就有下次裝鋼的空位出現(xiàn)。判斷空位是否有就是通過下次裝鋼板坯尾部距固定梁尾部的距離如果大于0，即可判斷空位出現(xiàn)。在空位計(jì)算中，使用上次裝鋼板坯尾布局固定梁尾部的距離加上板坯在固定梁上移動(dòng)的距離，再減去板坯間距和下次裝鋼板坯的寬度，即可計(jì)算出下次裝鋼的空位。所述裝鋼空位控制采用以下公式A = Al+A2-A3-A4(l)其中，A為下次裝鋼板坯距固定梁尾部的距離，單位為mm ；Al為固定梁上最后一塊板坯到固定梁尾部之間的距離，單位為mm ；計(jì)算公式為 Al =裝鋼機(jī)實(shí)際位置-裝鋼機(jī)最小行程+ (托桿長(zhǎng)度-推正后退系數(shù)*A4_推正后退常數(shù))⑵A2為步進(jìn)梁步距,單位為mm ；A3為板坯間隙，單位為mm ;A4為板還寬度。在本實(shí)施例中，所述裝鋼機(jī)實(shí)際位置為4750mm 5150mm,所述裝鋼機(jī)最小行程為4750mm,所述A2步進(jìn)梁步距為550，所述A4板坯寬度為1300mm 2300mm。在本實(shí)施例中，所述托桿長(zhǎng)度為1800mm，所述推正后退系數(shù)為0.67，所述推正后退常數(shù)為100。為了在跟蹤程序中調(diào)整裝鋼機(jī)設(shè)定行程，最終控制板坯在爐內(nèi)的位置坐標(biāo)，便于模型對(duì)板坯溫度進(jìn)行更精確的計(jì)算，在所述的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法中，所述爐圖位置跟蹤采用的數(shù)學(xué)模型為
權(quán)利要求
1.一種控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，該方法包括對(duì)裝鋼行程控制、裝鋼空位控制和爐圖位置跟蹤；所述裝鋼空位A，指下次裝鋼板坯尾部距固定梁尾部的距離， 所述裝鋼空位控制采用以下公式 A = A1+A2-A3-A4 (I) 其中， A為下次裝鋼板坯距固定梁尾部的距離，單位為mm ； Al為固定梁上最后一塊板坯到固定梁尾部之間的距離，單位為mm ； 計(jì)算公式為 Al =裝鋼機(jī)實(shí)際位置-裝鋼機(jī)最小行程+ (托桿長(zhǎng)度-推正后退系數(shù)*A4-推正后退常數(shù))⑵ A2為步進(jìn)梁步距,單位為mm ； A3為板還間隙，單位為mm ； A4為板還寬度,單位為mm。
最后，由上述公式推導(dǎo)出并控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙A3， 所述鋼還間隙A3控制在100mm-8000mm。
2.如權(quán)利要求I所述的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于， 所述裝鋼機(jī)實(shí)際位置為4750mm 5150mm, 所述裝鋼機(jī)最小行程為4750mm, 所述A2步進(jìn)梁步距為550-600mm， 所述A4板還寬度為1300_ 2300mm。
3.如權(quán)利要求I所述的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述托桿長(zhǎng)度為1800mm,所述推正后退系數(shù)為0-1,所述推正后退常數(shù)為100-200mm。
4.如權(quán)利要求I所述的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述托桿長(zhǎng)度為1800mm,所述推正后退系數(shù)為0. 67,所述推正后退常數(shù)為100_150mm。
5.如權(quán)利要求I所述的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述爐圖位置跟蹤采用的數(shù)學(xué)模型為
6.如權(quán)利要求5所述的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，N根據(jù)裝入爐內(nèi)板還的寬度及板還間隙大小而定，L為57300mm, Q為3525mm。
7.如權(quán)利要求5所述的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)器即為出料側(cè)激光檢測(cè)器，距離出爐側(cè)出料輥道中線距離為4700mm。
8.如權(quán)利要求5所述的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)器作用是判斷板坯至出爐門口，待出爐狀態(tài)，因此其位置距離為激光檢測(cè)器距離出爐側(cè)出料輥道中線距離為4700mm。
9.如權(quán)利要求I所述的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其特征在于，其還包括對(duì)步進(jìn)梁的步距控制，所述步距控制采用比例閥控制系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)比例閥的開度來調(diào)節(jié)步距的大小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，其包括對(duì)裝鋼行程控制、裝鋼空位控制和爐圖位置跟蹤；所述裝鋼空位控制采用以下公式A＝A1+A2-A3-A4，其中，A為下次裝鋼板坯距固定梁尾部的距離，單位為mm；A1為固定梁上最后一塊板坯到固定梁尾部之間的距離，單位為mm；A2為步進(jìn)梁步距，單位為mm；A3為板坯間隙，單位為mm；A4為板坯寬度。根據(jù)本發(fā)明所述的控制加熱爐內(nèi)鋼坯間隙的方法，通過對(duì)裝鋼行程控制、裝鋼空位控制和爐圖位置跟蹤，實(shí)現(xiàn)對(duì)厚板加熱爐板坯間距進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和跟蹤，從而減少因鋼坯間隙而引起的板坯表面的質(zhì)量缺陷。大大減少了粘鋼和板坯加熱不均勻性發(fā)生的頻率，確保了板坯加熱的質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C21D9/46GK102747216SQ20111009914
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者戎戈, 施珂, 李開杰, 汪鎏, 王紅, 魯巖 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司