軋鋼加熱爐板坯加熱控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軋鋼加熱爐板坯加熱控制方法，所述加熱控制方法包括以下步驟：S1、檢測加熱爐內(nèi)板坯的實(shí)時(shí)溫度場；S2、通過對(duì)比工藝規(guī)定和所檢測的實(shí)時(shí)溫度場，控制所述板坯的在爐位置的燃燒裝置的工作參數(shù)。同時(shí)還公開了一種根據(jù)上述的加熱控制方法進(jìn)行加熱的軋鋼加熱爐板坯加熱控制系統(tǒng)。通過上述技術(shù)方案，根據(jù)板坯的實(shí)時(shí)溫度場控制對(duì)該板坯進(jìn)行加熱的燃燒裝置的燃燒參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同入爐溫度的板坯進(jìn)行精確加熱，可提高板坯出爐目標(biāo)溫度的控制精度，同時(shí)還能降低能耗和氧化燒損。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種軋鋼加熱爐板坯加熱控制方法 及系統(tǒng)。 軋鋼加熱爐板坯加熱控制方法及系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 加熱爐是軋鋼生產(chǎn)企業(yè)的主要耗能設(shè)備，占全廠工序能耗的70?75%，降低軋鋼 加熱爐煤氣消耗，提高爐溫及板坯加熱控制精度，節(jié)約能源，減少氧化燒損將成為加熱爐控 制的核心技術(shù)。而國內(nèi)外冶金界日益推廣應(yīng)用的連板坯熱送熱裝技術(shù)，是一項(xiàng)具有降低熱 軋加熱爐燃耗、減少板坯氧化燒損和提高熱軋產(chǎn)量，給企業(yè)帶來了巨大經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)。但 該技術(shù)實(shí)施后，由于不可能實(shí)現(xiàn)100%的熱裝，不可避免會(huì)遇到冷一熱混裝的局面。若在一 批冷坯后接著熱裝板坯，由于按冷裝加熱制度進(jìn)行加熱，緊接冷裝坯的熱裝板坯也是按冷 裝加熱制度進(jìn)行加熱的，不僅不能充分發(fā)揮熱裝板坯的節(jié)能潛力，而且會(huì)導(dǎo)致熱裝板坯氧 化燒損增加，還可能會(huì)導(dǎo)致熱板坯加熱溫度接近爐溫，使其表面氧化鐵皮熔化，出現(xiàn)過熱過 燒現(xiàn)象的發(fā)生。若在一批熱裝坯后接著裝冷板坯，按熱裝加熱制度進(jìn)行加熱，而緊接熱裝坯 的冷板坯也是按熱裝加熱制度進(jìn)行加熱，這樣可能會(huì)導(dǎo)致冷板坯加熱不足。人們通常感覺 熱裝可以節(jié)能，縮短生產(chǎn)周期，提高加熱爐產(chǎn)量、減少氧化燒損等。但是如果生產(chǎn)組織不好， 不但不會(huì)得到預(yù)期的效果，反而影響加熱質(zhì)量、增加氧化燒損。目前不同板坯熱裝溫度加熱 采用的方法有兩類，第一類是：不同板坯熱裝加熱預(yù)留空位。當(dāng)入爐板坯溫度為500°C時(shí)， 預(yù)留一個(gè)空位，600°C時(shí)，預(yù)留2個(gè)空位，700°C時(shí)，預(yù)留3個(gè)空位等。第二類是：不論入爐板 坯溫度高低，都按冷坯加熱要求裝爐，冷坯和熱坯之間不預(yù)留空格，冷、熱混裝板坯加熱過 程爐溫控制值低于操作規(guī)程規(guī)定的加熱冷坯時(shí)的爐溫控制值而高于加熱熱坯時(shí)的爐溫控 制值，板坯在加熱爐各段溫度控制和出鋼溫度把握，通?？坎僮鞴じ鶕?jù)加熱時(shí)間、爐溫和經(jīng) 驗(yàn)判斷。
[0003] 上述第一類板坯加熱控制方式，受空位、熱裝溫度、空、煤氣流量波動(dòng)、乳鋼生產(chǎn)節(jié) 奏隨機(jī)變化等原因影響，空位處爐溫高于操作規(guī)程規(guī)定的溫度，不但操作工對(duì)板坯的加熱 過程難以準(zhǔn)確控制，而且空位處加熱爐縱橫梁溫度高，嚴(yán)重影響加熱爐生產(chǎn)使用壽命。實(shí)際 生產(chǎn)操作過程往往不理想，控制效果不佳。
[0004] 上述第二類板坯加熱控制方式，由于冷、熱板坯或不同入爐溫度的板坯在一起加 熱，既不能按冷坯，也不能按某一溫度的熱裝板坯加熱，操作工對(duì)冷、熱不同溫度裝爐的板 坯既要考慮到冷裝又要考慮到熱裝進(jìn)行加熱。因而，冷坯加熱出爐板坯溫度往往低于目標(biāo) 控制溫度，而熱坯與冷坯正好相反。出爐板坯斷面溫差加大，影響軋鋼工藝板形控制精度， 同時(shí)加熱爐燒損增加，煤氣單耗上升。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種軋鋼加熱爐板坯加熱控制方法，該方法根據(jù)板坯的實(shí)時(shí) 溫度場控制所述板坯的在爐位置的燃燒裝置的工作參數(shù)，可提高板坯出爐目標(biāo)溫度的控制 精度，同時(shí)還能降低能耗和氧化燒損。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種軋鋼加熱爐板坯加熱控制方法，其包括以下 步驟：
[0007] S1、檢測加熱爐內(nèi)板坯的實(shí)時(shí)溫度場；
[0008] S2、通過對(duì)比工藝規(guī)定和所檢測的實(shí)時(shí)溫度場，控制所述板坯的在爐位置的燃燒 裝置的工作參數(shù)。
[0009] 優(yōu)選地，步驟S1包括：
[0010] S101、測量板坯的入爐溫度；
[0011] S102、檢測所述板坯的裝爐信號(hào)，記錄所述板坯的入爐時(shí)間；
[0012] S103、跟蹤所述板坯的在爐位置；
[0013] S104、根據(jù)入爐溫度、加熱時(shí)間和在爐位置的爐溫計(jì)算出所述板坯的實(shí)時(shí)溫度場。
[0014] 優(yōu)選地，步驟S1中每N分鐘刷新一次所述板坯的在爐位置和實(shí)時(shí)溫度場，其中 1 ^ N ^ 3〇
[0015] 優(yōu)選地，步驟S2中所述燃燒參數(shù)包括燃燒時(shí)間和火焰長度。
[0016] 本發(fā)明還提供一種軋鋼加熱爐板坯加熱控制系統(tǒng)，所述加熱控制系統(tǒng)包括用于檢 測板坯的實(shí)時(shí)溫度場的檢測單元、用于在所述加熱爐中對(duì)板坯進(jìn)行加熱的燃燒裝置和接收 所述檢測單元的信號(hào)并控制所述燃燒裝置的控制單元。
[0017] 優(yōu)選地，檢測單元包括用于檢測板坯的入爐溫度的第一檢測裝置、用于檢測所述 板坯的裝爐信號(hào)的第二檢測裝置和用于跟蹤所述板坯的在爐位置的第三檢測裝置。
[0018] 優(yōu)選地，所述第一檢測裝置是測溫儀表，所述第二檢測裝置是感應(yīng)傳感器，所述第 三檢測裝置是檢測帶動(dòng)所述板坯前進(jìn)的步進(jìn)梁的步進(jìn)信息的光電編碼器。
[0019] 優(yōu)選地，所述測溫儀表為紅外測溫儀，并且/或者所述感應(yīng)傳感器為激光感應(yīng)傳 感器。
[0020] 優(yōu)選地，所述控制單元發(fā)射時(shí)序脈沖來控制所述板坯的在爐位置的燃燒裝置的工 作參數(shù)。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述燃燒裝置為燒嘴。
[0022] 通過上述技術(shù)方案，根據(jù)板坯的實(shí)時(shí)溫度場控制對(duì)該板坯進(jìn)行加熱的燃燒裝置的 燃燒參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同入爐溫度的板坯進(jìn)行精確加熱，可提高板坯出爐目標(biāo)溫度的控 制精度，縮短板坯在爐加熱時(shí)間，降低加熱爐煤氣消耗，減少板坯氧化燒損。本發(fā)明的方案 可使板坯加熱爐煤氣單耗下降到1.06GJ / t，氧化燒損降到0.65%，出爐板坯的上、下表面 溫差< 10°C，沿板坯長度方向上中間與兩端的表面溫差< 20°C，出爐目標(biāo)溫度控制精度在 ± l〇°C內(nèi)的板坯達(dá)98%以上，板坯加熱質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
[0023] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0025] 圖1是本發(fā)明軋鋼加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是本發(fā)明軋鋼加熱爐板坯加熱控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0027] 附圖標(biāo)記說明
[0028] 圖中，1 :第一板坯；2 :第二板坯；3 :第三板坯；4 :步進(jìn)梁；5 :熱回收段；6 :預(yù)熱 段；7 :第一加熱段；8 :第二加熱段；9 :均熱段；10 :燒嘴。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0030] 如圖1所示，加熱爐包括由熱回收段5、預(yù)熱段6、第一加熱段7、第二加熱段8和均 熱段9共同組成的加熱控制區(qū)域。板坯從裝鋼端的熱回收段5裝入，放置于加熱爐的步進(jìn) 梁4上，步進(jìn)梁4帶動(dòng)板坯向加熱爐的出鋼方向步進(jìn)，經(jīng)由熱回收段5、預(yù)熱段6、第一加熱 段7、第二加熱段8和均熱段9加熱后出爐軋制。
[0031] 本發(fā)明提供一種軋鋼加熱爐板坯加熱控制方法，包括以下步驟：
[0032] S1、檢測加熱爐內(nèi)板坯的實(shí)時(shí)溫度場；
[0033] S2、通過對(duì)比工藝規(guī)定和所檢測的實(shí)時(shí)溫度場，控制所述板坯的在爐位置的燃燒 裝置的工作參數(shù)。
[0034] 通過上述技術(shù)方案，根據(jù)板坯的實(shí)時(shí)溫度場控制對(duì)該板坯進(jìn)行加熱的燃燒裝置的 燃燒參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同入爐溫度的板坯進(jìn)行精確加熱，使板坯的出爐溫度均勻，同時(shí)還 使板坯加熱爐煤氣單耗和氧化燒損下降。
[0035] 其中，工藝規(guī)定可以是指板坯所在爐段的操作規(guī)程規(guī)定的爐溫，也可以指板坯的 目標(biāo)溫度。燃燒參數(shù)包括燃燒時(shí)間和火焰長度。而步驟S1中板坯的實(shí)時(shí)溫度場通過以下 步驟得到：
[0036] S101、測量板坯的入爐溫度；
[0037] S102、檢測所述板坯的裝爐信號(hào)，記錄所述板坯的入爐時(shí)間；
[0038] S103、跟蹤所述板坯的在爐位置；
[0039] S104、根據(jù)入爐溫度、加熱時(shí)間和在爐位置的爐溫計(jì)算出所述板坯的實(shí)時(shí)溫度場。
[0040] 其中，加熱時(shí)間為該板坯在加熱爐不同爐溫的各爐段內(nèi)經(jīng)歷的時(shí)間，由帶動(dòng)該板 坯前進(jìn)的步進(jìn)梁的步進(jìn)信息可以確定，步進(jìn)梁的步進(jìn)信息包括該板坯從入爐開始到到達(dá)各 位置的時(shí)間和在該位置停留的時(shí)間。而在爐位置的爐溫是指該板坯所處位置的加熱爐爐段 的爐溫。通過板坯的入爐溫度、該板坯的加熱時(shí)間和各在爐位置的爐溫可以累積計(jì)算得到 板述的實(shí)時(shí)溫度場。
[0041] 控制單元計(jì)算板坯實(shí)時(shí)溫度場的工作原理為：根據(jù)已知條件板坯的在爐位置的爐 溫乙、板坯的熱物性參數(shù)（導(dǎo)熱系數(shù)λ、比熱 c、密度p)、爐膛對(duì)板坯的綜合傳熱系數(shù)f，運(yùn) 用一維導(dǎo)熱數(shù)學(xué)模型求解未知的板坯溫度場Τ(χ) (0 < X < h，h為板坯厚度）。其中板坯 內(nèi)部傳熱的數(shù)學(xué)描述為：
[0042]

【權(quán)利要求】
1. 一種軋鋼加熱爐板坯加熱控制方法，其特征在于，所述加熱控制方法包括以下步 驟： 51、 檢測加熱爐內(nèi)板坯的實(shí)時(shí)溫度場； 52、 通過對(duì)比工藝規(guī)定和所檢測的實(shí)時(shí)溫度場，控制所述板坯的在爐位置的燃燒裝置 的工作參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋鋼加熱爐板坯加熱控制方法，其特征在于，步驟S1包括： 5101、 測量板坯的入爐溫度； 5102、 檢測所述板坯的裝爐信號(hào)，記錄所述板坯的入爐時(shí)間； 5103、 跟蹤所述板坯的在爐位置； 5104、 根據(jù)入爐溫度、加熱時(shí)間和在爐位置的爐溫計(jì)算出所述板坯的實(shí)時(shí)溫度場。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的軋鋼加熱爐板坯加熱控制方法，其特征在于，步驟S1中每N 分鐘刷新一次所述板坯的在爐位置和實(shí)時(shí)溫度場，其中1 < N < 3。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋鋼加熱爐板坯加熱控制方法，其特征在于，步驟S2中所述 燃燒參數(shù)包括燃燒時(shí)間和火焰長度。
5. -種軋鋼加熱爐板坯加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱控制系統(tǒng)包括用于檢測 板坯的實(shí)時(shí)溫度場的檢測單元、用于在所述加熱爐中對(duì)板坯進(jìn)行加熱的燃燒裝置和接收所 述檢測單元的信號(hào)并控制所述燃燒裝置的控制單元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的軋鋼加熱爐板坯加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，檢測單元包括 用于檢測板坯的入爐溫度的第一檢測裝置、用于檢測所述板坯的裝爐信號(hào)的第二檢測裝置 和用于跟蹤所述板坯的在爐位置的第三檢測裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的軋鋼加熱爐板坯加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一檢測 裝置是測溫儀表，所述第二檢測裝置是感應(yīng)傳感器，所述第三檢測裝置是檢測帶動(dòng)所述板 坯前進(jìn)的步進(jìn)梁的步進(jìn)信息的光電編碼器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的軋鋼加熱爐板坯加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述測溫儀表 為紅外測溫儀，并且/或者所述感應(yīng)傳感器為激光感應(yīng)傳感器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的軋鋼加熱爐板坯加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元 發(fā)射時(shí)序脈沖來控制所述板坯的在爐位置的燃燒裝置的工作參數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5或9所述的軋鋼加熱爐板坯加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒 裝置為燒嘴。
【文檔編號(hào)】C21D11/00GK104060080SQ201310535432
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】薛念福, 李里 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司