本發(fā)明涉及冶金生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是鋼材產(chǎn)品軋制過程中待軋狀態(tài)下的加熱爐降溫處理，具體是一種加熱爐的待軋溫度控制方法。
背景技術(shù)：
：在鋼材產(chǎn)品熱軋生產(chǎn)過程中，待軋現(xiàn)象是無法完全避免的。一方面，因產(chǎn)品規(guī)格不同或設(shè)備維護(hù)管理的需要，在軋制過程中需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換或調(diào)整；另一方面，生產(chǎn)過程中突發(fā)的異?；蚬收闲枰獣r(shí)間去排除。出現(xiàn)待軋現(xiàn)象后，為了避免產(chǎn)品過燒、產(chǎn)品氧化燒損增加以及能源浪費(fèi)，影響加熱質(zhì)量，加熱爐一般需要進(jìn)行待軋降溫處理，加熱爐待軋控制需要合理協(xié)調(diào)時(shí)間和溫度之間的關(guān)系。目前，運(yùn)用于生產(chǎn)現(xiàn)場的加熱爐待軋燒鋼有兩種方式：(1)加熱爐采用在線模型閉環(huán)控制待軋爐溫，基本思路是，建立鋼坯在線溫度跟蹤模型，以鋼坯出爐溫度為目標(biāo)，通過模型計(jì)算，獲取待軋狀態(tài)下的爐溫升降溫曲線，從而實(shí)現(xiàn)待軋降溫的自動(dòng)控制；(2)利用固定的待軋工藝表或人工操作經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)待軋爐溫的人工控制。第一種方式，能夠很好滿足軋線對(duì)產(chǎn)品出爐溫度的要求，但是對(duì)加熱爐溫度模型的精度有很高的要求，當(dāng)待軋時(shí)間波動(dòng)時(shí)，容易造成爐溫波動(dòng)，有時(shí)候反而不利于產(chǎn)品加熱質(zhì)量控制；而且，這種方式僅參考產(chǎn)品溫度，忽略了爐內(nèi)不同輻射體之間的內(nèi)在聯(lián)系，不能實(shí)現(xiàn)加熱爐的最佳節(jié)能要求。第二種方式，要求操作人員對(duì)產(chǎn)品加熱工藝有較深的理解，固定的待軋工藝表，往往是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制定的，本身不具備可復(fù)用性，適用于這個(gè)產(chǎn)線的工藝無法運(yùn)用在其他產(chǎn)線；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行待軋燒鋼控制，生產(chǎn)控制因人而異，影響生產(chǎn)穩(wěn)定性，很難平衡加熱爐能耗和產(chǎn)品加熱質(zhì)量之間的關(guān)系。從專利檢索情況來看，常態(tài)下的加熱爐溫度跟蹤、爐溫控制以及指定鋼種加熱 工藝設(shè)計(jì)及控制相關(guān)的專利較多，而待軋爐溫控制相關(guān)專利則很少。專利CN201210559526.4，用于軋鋼加熱爐待軋后爐頭鋼坯升溫裝置及升溫方法，通過均熱段出口位置采用富氧強(qiáng)化加熱，實(shí)現(xiàn)待軋后抽鋼溫度的快速提升，在滿足軋制節(jié)奏的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能，該專利主要強(qiáng)調(diào)待軋抽鋼的強(qiáng)化加熱，不涉及待軋降溫控制相關(guān)技術(shù)；專利CN201010154134.0，一種待軋保溫鑄坯溫度控制方法，通過給定的待軋產(chǎn)品溫度，結(jié)合模型計(jì)算的產(chǎn)品溫度，實(shí)現(xiàn)爐溫的修正，該專利直接通過給定產(chǎn)品目標(biāo)溫度進(jìn)行爐溫控制，不涉及待軋狀態(tài)區(qū)分以及對(duì)應(yīng)待軋溫度的制定方法；專利CN201010209031.X，一種等間隙軋鋼控制方法，專利CN200710132232.2，自適應(yīng)不同加熱爐爐況的軋線模型控制系統(tǒng)及控制方法，都是通過模型匹配軋線節(jié)奏和加熱爐控制的關(guān)系，不涉及加熱爐待軋控制相關(guān)技術(shù)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種加熱爐的待軋溫度控制方法，所述的待軋溫度控制方法針對(duì)不同的待軋時(shí)間，采用多級(jí)溫度控制方式，能夠適應(yīng)軋線生產(chǎn)節(jié)奏的突發(fā)性變化，平衡加熱爐加熱質(zhì)量和能源消耗，用以解決現(xiàn)有的加熱爐待軋降溫控制方式由于在待軋時(shí)間波動(dòng)時(shí)，容易造成爐溫波動(dòng)，影響產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)穩(wěn)定性的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是：一種加熱爐的待軋溫度控制方法，所述的控制方法采用爐內(nèi)綜合輻射模型，計(jì)算產(chǎn)品、爐氣和爐壁的溫度分布，綜合考慮爐內(nèi)產(chǎn)品、爐氣和爐壁的溫度關(guān)系，建立加熱爐不同待軋時(shí)間下的待軋溫度控制策略，通過實(shí)時(shí)跟蹤加熱爐的剩余待軋時(shí)間，設(shè)定與剩余待軋時(shí)間對(duì)應(yīng)的待軋控制溫度，實(shí)現(xiàn)加熱爐待軋溫度的實(shí)時(shí)控制；所述的控制方法具體包括如下步驟：(1)當(dāng)加熱爐進(jìn)入待軋狀態(tài)時(shí)，由模型計(jì)算機(jī)針對(duì)不同的加熱爐設(shè)備和加熱介質(zhì)，根據(jù)加熱爐內(nèi)的輻射體的相互輻射，建立爐內(nèi)綜合輻射模型，所述的輻射體即產(chǎn)品、爐壁和爐氣；(2)針對(duì)正常加熱狀態(tài)，以標(biāo)準(zhǔn)加熱工藝為基礎(chǔ)，所述的模型計(jì)算機(jī)根據(jù)步驟 (1)得到的爐內(nèi)綜合輻射模型，計(jì)算產(chǎn)品在所有控制段的段末平均溫度以及對(duì)應(yīng)位置的爐壁、爐氣溫度；(3)根據(jù)步驟(2)獲取的加熱爐內(nèi)不同輻射體的溫度信息，將待軋溫度和實(shí)際待軋時(shí)間聯(lián)系起來，在模型計(jì)算機(jī)內(nèi)建立多級(jí)降溫的待軋降溫策略，形成待軋溫度控制表，即：其中，t4>t3>t2>t1>t0；表示標(biāo)準(zhǔn)工藝下，控制段i的段末爐壁溫度；表示標(biāo)準(zhǔn)工藝下，控制段i的段末產(chǎn)品平均溫度；為工藝給定的加熱爐控制段i最小待軋溫度，表示在控制段i和前一控制段i-1的產(chǎn)品溫度平均值與工藝給定最小待軋溫度之間取極大值；(4)模型計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)跟蹤加熱爐的實(shí)際待軋時(shí)間，并讀取所述的待軋溫度控制表，判斷加熱爐的當(dāng)前待軋類型，獲取當(dāng)前待軋類型對(duì)應(yīng)的待軋溫度，并將所述待軋溫度控制表對(duì)應(yīng)的待軋溫度設(shè)定為加熱爐基礎(chǔ)燃燒控制系統(tǒng)的加熱爐待軋控制溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐待軋溫度的實(shí)時(shí)控制。根據(jù)本發(fā)明所述的加熱爐的待軋溫度控制方法，所述的步驟(1)中，針對(duì)明焰加熱的常規(guī)步進(jìn)式加熱爐，假設(shè)爐氣為大空間，爐壁為輻射絕熱面，建立的爐內(nèi)綜合輻射模型為：Em-JmKm+Jw-JmRmw+Eg-JmRmg=0Jm-JwRmw+Eg-JwRwg=0]]>其中，下標(biāo)m、w、g分別表示爐內(nèi)產(chǎn)品、爐壁和爐氣；K為輻射體表面熱阻；R為兩個(gè)輻射體之間的空間熱阻；E為輻射體的黑體輻射；J為輻射體的有效輻射，為未知量，通過方程組聯(lián)立求解可以獲取，K、R單位m-2，E、J單位J·m-2。根據(jù)本發(fā)明所述的加熱爐的待軋溫度控制方法，所述的步驟(2)中，爐氣溫度采用工藝溫度或爐內(nèi)熱電偶的測量溫度。根據(jù)本發(fā)明所述的加熱爐的待軋溫度控制方法，所述的步驟(2)中，爐壁溫度的計(jì)算方法為：首先求解步驟(1)所述的爐內(nèi)綜合輻射模型，獲取爐壁的有效輻射，然后求得爐壁溫度為：Tw=100×Ewσ4-273]]>其中，σ為史蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)，Ew為爐壁的黑體輻射，在假設(shè)爐氣為大空間，爐壁為輻射絕熱面的情況下，爐壁的黑體輻射等于有效輻射。根據(jù)本發(fā)明所述的加熱爐的待軋溫度控制方法，所述的步驟(2)中，產(chǎn)品溫度的計(jì)算方法為：首先，求解步驟(1)所述的爐內(nèi)綜合輻射模型，獲取產(chǎn)品的有效輻射Jm；然后，根據(jù)方程得到產(chǎn)品表面熱流q，最后，通過求解熱傳導(dǎo)微分方程，得到當(dāng)前的產(chǎn)品溫度分布，所述的熱傳導(dǎo)微分方程為：∂T∂t=λcρ∂2T∂x2T(x,0)=T0(x)λ·∂T∂x|x=±hm2=qm]]>其中：λ，產(chǎn)品熱導(dǎo)率，單位W/(m×K)；c，產(chǎn)品比熱，單位J/(kg×K)；ρ，產(chǎn)品密度，單位kg/(m3)；T，產(chǎn)品溫度，單位℃；qm，產(chǎn)品表面從外界獲取熱流量J；hm，產(chǎn)品厚度，x，產(chǎn)品厚度方向坐標(biāo)。ε、γ分別表示輻射體的發(fā)射率和反射率，無量綱。根據(jù)本發(fā)明所述的加熱爐的待軋溫度控制方法，所述的待軋溫度控制方法結(jié)合加熱爐允許最大升降溫速率和當(dāng)前實(shí)際爐氣溫度，對(duì)設(shè)定的加熱爐待軋控制溫度進(jìn)行限定，即Tsetk+1=min(Tmeas+k·Δt,max(Tmeas-k·Δt,Tcalcu))]]>其中，為加熱爐待軋控制溫度的設(shè)定值，Tmeas為當(dāng)前測量爐氣溫度，Tcalcu為當(dāng)前待軋溫度控制表中對(duì)應(yīng)的待軋溫度，k為加熱爐允許最大升降溫速率，△t為設(shè)定時(shí)間周期。本發(fā)明達(dá)到的有益效果：本發(fā)明采用爐內(nèi)綜合輻射模型，計(jì)算產(chǎn)品、爐氣、爐壁等輻射體的溫度分布，針對(duì)不同的待軋時(shí)間，綜合考慮爐內(nèi)不同輻射體的計(jì)算溫度，來確定合適的待軋溫度，實(shí)現(xiàn)加熱爐待軋溫度的設(shè)定和控制，避免產(chǎn)品過燒以及能源浪費(fèi)。本發(fā)明采用多級(jí)溫度控制，能夠適應(yīng)軋線生產(chǎn)節(jié)奏的突發(fā)性變化，平衡加熱爐加熱質(zhì)量和能源消耗。附圖說明圖1是本發(fā)明的控制方法流程圖；圖2是本發(fā)明待軋控制溫度的設(shè)定曲線示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本發(fā)明提供了一種加熱爐的待軋溫度控制方法，該方法采用爐內(nèi)綜合輻射模型，計(jì)算產(chǎn)品、爐氣、爐壁等輻射體的溫度分布，針對(duì)不同的待軋時(shí)間，綜合考慮爐內(nèi)不同輻射體的計(jì)算溫度，來確定合適的待軋溫度，實(shí)現(xiàn)加熱爐待軋溫度的設(shè)定和控制，避免產(chǎn)品過燒以及能源浪費(fèi)。具體來說，本發(fā)明針對(duì)不同的待軋時(shí)間，采用多級(jí)溫度控制的方式，能夠適應(yīng)軋線生產(chǎn)節(jié)奏的突發(fā)性變化，平衡加熱爐加熱質(zhì)量和能源消耗。當(dāng)待軋時(shí)間很短時(shí)，綜合考慮爐壁溫度和產(chǎn)品溫度，避免短時(shí)間內(nèi)爐壁或產(chǎn)品溫度降低，來不及升溫，影響加熱爐的抽鋼節(jié)奏。當(dāng)待軋時(shí)間稍長，則考慮爐內(nèi)吸取熱量的主體，即被加熱 產(chǎn)品，實(shí)際生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品吸收熱量超過加熱爐投入熱量的一半，應(yīng)盡量避免產(chǎn)品在加熱過程中重復(fù)升溫，造成能源浪費(fèi)。而待軋時(shí)間很長時(shí)，需要在產(chǎn)品過燒和節(jié)省能源中尋找平衡，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低產(chǎn)品溫度，減少產(chǎn)品高溫保溫時(shí)間，保證產(chǎn)品加熱質(zhì)量。本發(fā)明控制方法的具體步驟如下：步驟1，針對(duì)不同的加熱爐，建立對(duì)應(yīng)的爐內(nèi)綜合輻射模型，解析產(chǎn)品、爐氣、爐壁等輻射體之間的相互關(guān)系。不同的加熱爐設(shè)備和加熱介質(zhì)，需要考慮的爐內(nèi)輻射體是不一樣的，下面以采用明焰加熱的常規(guī)步進(jìn)式加熱爐為例進(jìn)行說明。加熱產(chǎn)品為板坯，考慮產(chǎn)品、爐壁、爐氣的相互輻射，為了簡化計(jì)算，可以假設(shè)爐氣為大空間，爐壁為輻射絕熱面，建立的加熱爐內(nèi)綜合輻射模型如下：Em-JmKm+Jw-JmRmw+Eg-JmRmg=0Jm-JwRmw+Eg-JwRwg=0]]>式中，下標(biāo)m、w、g分別表示爐內(nèi)產(chǎn)品、爐壁和爐氣；K為輻射體表面熱阻；R為兩個(gè)輻射體之間的空間熱阻；E為輻射體的黑體輻射；J為輻射體的有效輻射，為未知量，通過方程組聯(lián)立求解可以獲取。K、R單位m-2，E、J單位J·m-2。不同輻射體獲取的單位熱流量可以采用以下公式計(jì)算：q=ϵγ(J-ϵ·E)-ϵ·E]]>其中，q為輻射體表面的單位熱流量，單位J·m-2，ε、γ分別表示輻射體的發(fā)射率和反射率，無量綱。步驟2，針對(duì)正常加熱狀態(tài)，以標(biāo)準(zhǔn)加熱工藝為基礎(chǔ)，計(jì)算產(chǎn)品在所有控制段的段末平均溫度以及對(duì)應(yīng)位置的爐壁、爐氣溫度。爐內(nèi)熱電偶測量溫度是加熱爐燃燒控制的主要參考依據(jù)，在工程計(jì)算時(shí)，結(jié)合熱電偶的安裝方式，通過合理修正，大多可用熱電偶測量溫度表征爐氣溫度。按照給定工藝溫度，結(jié)合綜合輻射模型和產(chǎn)品初始溫度以及產(chǎn)品熱傳導(dǎo)微分方程，可以 計(jì)算獲取不同時(shí)刻或不同位置下的產(chǎn)品溫度、爐壁溫度和爐氣溫度。具體來說，爐氣溫度可以采用工藝溫度或爐內(nèi)熱電偶的測量值表征。爐壁溫度，根據(jù)假設(shè)，可知其黑體輻射和有效輻射相等，因此，求解步驟1加熱爐內(nèi)綜合輻射模型，獲取爐壁的有效輻射Ew(或Jw)后，根據(jù)以下公式可得到爐壁溫度，即：Tw=100×Ewσ4-273]]>其中，Tw為爐壁溫度，σ為史蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)。產(chǎn)品溫度，通過求解熱傳導(dǎo)微分方程獲取。產(chǎn)品溫度的求解是一個(gè)迭代計(jì)算過程，首次計(jì)算時(shí)，產(chǎn)品表面溫度是已知的，根據(jù)步驟1所述爐內(nèi)綜合輻射模型，獲取產(chǎn)品的有效輻射后，根據(jù)輻射體單位熱流量的計(jì)算公式得到產(chǎn)品表面熱流，結(jié)合產(chǎn)品的初始溫度，通過求解熱傳導(dǎo)微分方程，可以得到時(shí)間迭代周期△t后的產(chǎn)品溫度分布。同樣的，產(chǎn)品溫度在下一個(gè)時(shí)間周期的求解，是建立在上一次計(jì)算得到的產(chǎn)品溫度的基礎(chǔ)上。熱傳導(dǎo)微分方程的求解為成熟技術(shù)，因此此處不展開說明。因此，通過求解熱傳導(dǎo)方程，可以得到當(dāng)前的產(chǎn)品溫度分布。對(duì)于板坯，采用如下熱傳導(dǎo)微分方程，∂T∂t=λcρ∂2T∂x2T(x,0)=T0(x)λ·∂T∂x|x=±hm2=qm]]>其中：λ，產(chǎn)品熱導(dǎo)率，單位W/(m×K)；c，產(chǎn)品比熱，單位J/(kg×K)；ρ，產(chǎn)品密度，單位kg/(m3)；T，產(chǎn)品溫度，單位℃；qm，產(chǎn)品表面從外界獲取熱流量J；hm，產(chǎn)品厚度，x，產(chǎn)品厚度方向坐標(biāo)。通過步驟2，最終可以得到如下信息：根據(jù)步驟3，以產(chǎn)品、爐壁、爐氣的段末溫度為依據(jù)建立降溫策略，形成待軋溫度控制表。鋼鐵產(chǎn)品個(gè)性化生產(chǎn)的需求，使得軋線生產(chǎn)節(jié)奏突發(fā)性變化增加，待軋時(shí)間波動(dòng)大，加熱爐待軋燒鋼工藝需要考慮對(duì)軋線節(jié)奏的適應(yīng)性問題。也就說，實(shí)際待軋時(shí)間可能隨著具體生產(chǎn)情況而不斷改變，若實(shí)際待軋時(shí)間較預(yù)測待軋時(shí)間短，則必須提前升溫，否則產(chǎn)品升溫時(shí)間太短，實(shí)際待軋結(jié)束時(shí)產(chǎn)品出爐溫度不滿足軋線生產(chǎn)要求。因此，需要根據(jù)實(shí)際待軋時(shí)間的長短或變化，動(dòng)態(tài)設(shè)定不同的待軋溫度。不失一般性，對(duì)于控制段i，在正常生產(chǎn)過程中，滿足關(guān)系：三者的差異一般隨著產(chǎn)品溫度的升高或在爐時(shí)間的增加逐漸減小。為了平衡產(chǎn)品加熱質(zhì)量和加熱爐能耗，本方法中，根據(jù)步驟2獲取的加熱爐內(nèi)不同輻射體的溫度信息，將待軋溫度和實(shí)際待軋時(shí)間聯(lián)系起來，建立多級(jí)降溫的待軋降溫策略。具體來說，根據(jù)待軋時(shí)間的長短不同，需要分別考慮正常生產(chǎn)狀態(tài)下的爐壁溫度、產(chǎn)品溫度，避免溫度降低太多，致使?fàn)t壁和產(chǎn)品需要重復(fù)升溫，影響生產(chǎn)節(jié)奏，造成能源浪費(fèi)。對(duì)于控制段i，本方法形成的降溫策略表如下：其中，t4>t3>t2>t1>t0，為工藝給定的加熱爐最小待軋溫度，一般來說，表示在控制段i和前一控制段i-1的產(chǎn)品溫度平 均值與工藝給定最小待軋溫度之間取極大值。當(dāng)待軋時(shí)間很短時(shí)，綜合考慮爐壁溫度和產(chǎn)品溫度，避免短時(shí)間內(nèi)爐壁或產(chǎn)品溫度降低，來不及升溫，影響加熱爐的抽鋼節(jié)奏；當(dāng)待軋時(shí)間稍長，則考慮爐內(nèi)吸取熱量的主體，即被加熱產(chǎn)品，實(shí)際生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品吸收熱量超過加熱爐投入熱量的一半，應(yīng)盡量避免產(chǎn)品在加熱過程中重復(fù)升溫，造成能源浪費(fèi)；而待軋時(shí)間很長時(shí)，需要在產(chǎn)品過燒和節(jié)省能源中尋找平衡，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低產(chǎn)品溫度，減少產(chǎn)品高溫保溫時(shí)間，保證產(chǎn)品加熱質(zhì)量。根據(jù)步驟4，實(shí)時(shí)跟蹤實(shí)際剩余待軋時(shí)間，確定待軋類型，從步驟3的待軋溫度控制表中選擇對(duì)應(yīng)的待軋溫度，并設(shè)定給加熱爐基礎(chǔ)燃燒控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)待軋溫度的實(shí)時(shí)控制。在本方法中，通過實(shí)時(shí)跟蹤加熱爐的剩余待軋時(shí)間，判斷當(dāng)前待軋類型，采用對(duì)應(yīng)待軋類型的待軋溫度進(jìn)行加熱爐的控制溫度設(shè)定。為了避免溫度變化太過劇烈，影響產(chǎn)品加熱質(zhì)量，爐溫劇烈波動(dòng)容易造成產(chǎn)品斷面熱應(yīng)力過大，增加產(chǎn)品表面裂紋風(fēng)險(xiǎn)，本方法在加熱爐溫度的周期設(shè)定時(shí)，結(jié)合加熱爐允許最大升降溫速率和當(dāng)前實(shí)際爐氣溫度，采用如下公式，對(duì)加熱爐待軋溫度進(jìn)行限定。Tsetk+1=min(Tmeas+k·Δt,max(Tmeas-k·Δt,Tcalcu))]]>其中，Tmeas、Tcalcu、k、△t，分別為當(dāng)前測量爐氣溫度、當(dāng)前待軋策略表中對(duì)應(yīng)待軋溫度、加熱爐允許最大升降溫速率和設(shè)定時(shí)間周期。本發(fā)明提供的加熱爐的待軋溫度控制方法，同樣適用室式加熱爐、環(huán)形加熱爐等爐型的待軋溫度控制。實(shí)施例某步進(jìn)式加熱爐，長度24m，分為爐尾段、預(yù)熱段、加熱段、均熱段等4個(gè)物理段，各物理段長度分別為10m，5m，5m，4m?，F(xiàn)有厚度規(guī)格為200mm的板坯，板坯在爐時(shí)間150min，入爐溫度為20℃，出爐目標(biāo)溫度1210℃，在正常生產(chǎn)過程中，爐尾排煙溫度為700℃，加熱爐各控制段所采用的加熱工藝爐溫或?qū)嶋H控制爐溫如下表所示：控制段爐尾段預(yù)熱段加熱段均熱段工藝爐溫℃1050118012601240材料取如下熱物性參數(shù)：溫度℃熱導(dǎo)率J/(msK)比熱J/(kgK)密度kg/m3059.442001485.60000678615058.605485.600006784710057.766998494783215055.256001510.700012781620053.581001531.599976780025051.487999548.400024778330049.395560.900024776535047.721001581.900024774840044.791611.200012773045042.278999644.700012771150040.186001678.099976769255038.092999720767360036766765365033.907001820.5763270031.813999996.299988761375029.7210011050.699951759480028.465912.599976758285027.209837.200012758990026.791732.599976759495027.2096537572100027.628657.2000127543105028.047001661.4000247515110028.465661.4000247488115029.302661.4000247461120029.721001661.4000247434125030.139999665.5999767407130030.558001669.7999887380135030.976999669.7999887353根據(jù)步驟1，結(jié)合產(chǎn)品和加熱爐設(shè)備的尺寸信息，加熱爐內(nèi)綜合輻射模型中的相關(guān)參數(shù)取值如下：Km＝0.17647055m-2，Rmw＝1.4285715m-2，Rmg＝3.3333333m-2，Rwg＝1.16667m-2采用30s為計(jì)算周期，則首次計(jì)算可得：爐氣溫度為700℃，產(chǎn)品表面有效輻射Jm＝5855.8J；爐壁的有效輻射Jw＝30606.72J；爐壁溫度為584.15℃；產(chǎn)品表面吸收凈熱流密度Q＝30814.89J；計(jì)算產(chǎn)品表面和中心溫度分別為27.35℃和20.28℃。根據(jù)步驟2，采用上面給出工藝爐溫，迭代計(jì)算，得到如下信息：預(yù)熱段末加熱段末均熱段末產(chǎn)品溫度℃996.961174.41210.93爐壁溫度℃1139.261221.731228.34爐氣溫度℃1216.81251.61240根據(jù)步驟3，不失一般性，假定工藝給定的最小待軋溫度為1000℃，針對(duì)加熱爐的加熱段，可以建立如下待軋控制表：待軋類型待軋時(shí)間tdelay(min)控制段i待軋溫度Tcalcu℃短10≤tdelay<301221.73中30≤tdelay<601174.4長60≤tdelay<1201085.68超長tdelay≥1201000根據(jù)步驟4，結(jié)合具體的待軋時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐待軋溫度的自動(dòng)控制。假設(shè)加熱段的升降溫速率為10℃/min，爐溫控制的設(shè)定周期為30s?，F(xiàn)場突發(fā)100min的待軋，當(dāng)前溫度為設(shè)定為1260℃。根據(jù)當(dāng)前實(shí)際待軋時(shí)間，通過步驟3建立表格，得到計(jì)算的待軋溫度為1085.68，則待軋后的首次設(shè)定值為：Tset1=min(Tmeas+k·Δt,max(Tmeas-k·Δt,Tcalcu))=min(1260+0.5×10,max(1260-0.5×10,1085.68))=1255]]>將此設(shè)定值傳遞給加熱爐基礎(chǔ)燃燒控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前周期的溫度控制。對(duì)應(yīng)于當(dāng)前的待軋信息，得到的待軋控制溫度的設(shè)定曲線如圖2所示。在生產(chǎn)過程，若待軋時(shí)間發(fā)生更改，在設(shè)定時(shí)，需要根據(jù)更改后的待軋時(shí)間，重新進(jìn)行待軋剩余時(shí)間的跟蹤，并結(jié)合當(dāng)前實(shí)際溫度，進(jìn)行待軋溫度的設(shè)定。本發(fā)明提供的加熱爐待軋溫度控制方法采用爐內(nèi)綜合輻射模型，計(jì)算產(chǎn)品、爐氣、爐壁等輻射體的溫度分布，針對(duì)不同的待軋時(shí)間，綜合考慮爐內(nèi)不同輻射體的計(jì)算溫度，來確定合適的待軋溫度，實(shí)現(xiàn)加熱爐待軋溫度的設(shè)定和控制，避免產(chǎn)品過燒以及能源浪費(fèi)。本發(fā)明采用多級(jí)溫度控制，能夠適應(yīng)軋線生產(chǎn)節(jié)奏的突發(fā)性變化，平衡加熱爐加熱質(zhì)量和能源消耗。當(dāng)前第1頁1 2 3