一种加热炉烧钢温度全自动控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种加热炉烧钢温度全自动控制方法，针对不同钢种、规格设置加热模型计算板坯温度的参数，通过跟踪系统将数据库表中的加热模型参数赋给特定的板坯并发送给二级加热模型控制系统，就可以调整板坯进入加热炉各段的温度下限和出各段的温度上限，通过限制要求模型调整各段炉膛的温度设定值，如果加热炉内有不同钢种和规格的板坯，就会计算出每一块板坯的温度上下限，针对每一块板坯来调整炉膛温度，调整的原则是兼顾各段所有板坯的前提下，优先保证出炉的板坯，达到同一炉内有不同钢种、规格的板坯时能自动控制板坯的温度，且能使每块板坯在到达出炉位置时能达到目标的出钢温度，同时也能满足轧机的轧制的开轧温度的要求。
【专利说明】
一种加热炉烧钢温度全自动控制方法
技术领域
[0001 ]本发明属于加热炉自动控制技术领域，具体涉及一种加热炉烧钢温度全自动控制 方法。
【背景技术】
[0002] 钢铁行业热乳钢工厂的加热炉是生产的关键工艺环节，加热炉加热板坯质量的好 坏直接影响着乳钢的稳定和产品的性能，同时加热炉也是能源消耗的主要设备。现有加热 炉内烧钢温度控制分为三级自动控制和手动控制，三级自动控制分别是二级加热模型控制 系统、一级燃烧控制系统、〇级电气元器件执行系统。如图2所示，正常生产时由二级模型控 制系统根据加热炉内板坯钢种、规格和当前炉膛实际温度计算出板坯在炉膛内各位置的温 度，根据板坯的温度、炉膛实际检测温度、目标出炉温度计算出各段的实际设定温度。二级 模型控制系统将计算的设定温度和其他设定值发送给一级燃烧控制系统，由一级燃烧控制 系统计算出各个段空气和煤气阀的开度，控制〇级电气元器件执行系统执行，保证炉膛温度 能精确达到设定温度。
[0003] 现有加热炉在生产不同钢种、规格、出钢节奏的板坯时采用手动的方式控制，即不 用二级加热模型控制系统计算出的温度设定值而由操作员在一级燃烧控制系统中输入加 热炉各段的温度设定值，由一级燃烧控制系统计算各段空气和煤气阀的开度进行控制。手 动控制相比于自动控制有以下的缺陷:手动控制加热炉温度不随炉温、钢温和外界环境的 变化而变化，如果操作工不调整设定值，加热炉始终以同一温度烧钢，板坯表面会因温度过 高或过低产生较厚的氧化铁皮及表面过烧或欠烧，带来不锈钢表面的质量问题;板坯因为 加热温度不均匀带来后续的乳制不稳定问题;因为调节阀的开度恒定不变，煤气消耗量大。 操作工调整设定值没有依据，只根据已出钢板坯的乳制情况和经验滞后调整，调整时间间 隔较长。
[0004] 由于不锈钢对产品表面质量的特殊要求及乳制的难度较大，要求尽可能采用自动 烧钢。现有的三级自动控制不能满足加热炉内有不同的不锈钢混烧时的控制，只能采用手 动烧钢过渡，对产品质量及稳定生产影响较大。同时，现有的模型控制参数没有按钢种、规 格区分，各段热焓系数的最大、最小值是用变量赋值的，变量直接赋给一个经验数据，所有 钢种、规格板坯用同一个值，对同一炉内有不同的钢种及规格不能单独控制。另外，同一炉 内有不同钢种、规格的板坯时模型计算的设定值变化较大，出现交界处板坯到达出钢位置 时出钢温度超高或出钢温度达不到目标温度，需要乳机等待的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种对产品质量及稳 定生产影响小、能满足加热炉内有不同不锈钢混烧时控制的加热炉烧钢温度全自动控制方 法。
[0006] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案:一种加热炉烧钢温度全自动控制 方法，该方法包括以下步骤： A、 将各钢种模型热焓参数在板坯入炉前按不同钢种、规格由操作员在画面上输入后， 自动存储在数据库表中； B、 加热炉的跟踪系统接收到板坯装钢信号后，查找预装板坯的钢种、规格，将数据库表 中的加热模型参数赋给该块板坯并发送给二级加热模型控制系统； C、 二级加热模型控制系统根据接收到的板坯加热模型参数计算出该块板坯在加热炉 内各段位置的最高最低温度； D、 二级加热模型控制系统根据板坯在加热炉各段的最高最低温度、加热炉的实际炉膛 温度计算加热炉各段的温度设定值，二级加热模型控制系统将计算的温度设定值发送到一 级燃烧控制系统； E、 一级燃烧控制系统计算出加热炉各段空气和煤气阀的开度，并控制0级电气元器件 执行系统调节空气和煤气阀的开度； F、 检测加热炉内每块板坯的温度并判断温度是否达到温度设定值，若温度没有达到温 度设定值，一级燃烧控制系统重新计算加热炉各段空气和煤气阀的开度，并控制〇级电气元 器件执行系统调节空气和煤气阀的开度。
[0007] 进一步地，所述各钢种模型热焓参数包括加热炉预热段、加热段、均热段板坯目标 热焓、热焓低限、热焓高限。
[0008] 本发明相对现有技术具有以下有益效果： 1、本发明的加热炉烧钢温度全自动控制方法是针对不同钢种、规格设置加热模型计算 板坯温度的参数，确定加热炉各段板坯温度限幅以调整各段热负荷，然后通过跟踪系统将 数据库表中的加热模型参数赋给特定的板坯并发送给二级加热模型控制系统，就可以调整 板坯进入加热炉各段的温度下限和出各段的温度上限，通过限制要求模型调整各段炉膛的 温度设定值，如果加热炉内有不同钢种和规格的板坯，就会计算出每一块板坯的温度上下 限，针对每一块板坯来调整炉膛温度，调整的原则是兼顾各段所有板坯的前提下，优先保证 出炉的板坯，达到同一炉内有不同钢种、规格的板坯时能自动控制板坯的温度，且能使每块 板坯在到达出炉位置时能达到目标的出钢温度，同时也能满足乳机的乳制的开乳温度的要 求。
[0009] 2、本发明的加热炉烧钢温度全自动控制方法自动控制根据实际检测的加热炉炉 膛温度和板坯实际温度实时修正加热炉的炉膛温度，调解空气和煤气阀的开度，能避免板 坯表面过烧或欠烧及较厚的氧化铁皮，加热的板坯均匀性好，后续乳制稳定；因为可根据加 热条件的变化随时调节空气和煤气阀的开度，可以大幅度节约煤气消耗。
[0010] 3、本发明解决了以往加热炉内有不同钢种、规格、出钢节奏的板坯时必须采用人 工输入炉膛各段设定值造成乳制不稳定和能耗较高的难题，通过实现全自动烧钢，能有效 减少人为操作造成的板坯加热质量不稳定，乳机乳制困难，电机跳闸、乳制终止的故障，相 比较于人工手动烧钢能降低能耗。
【附图说明】
[0011] 图1为本发明的工艺流程图； 图2为现有技术工艺流程图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0013] 如图1所示，一种加热炉烧钢温度全自动控制方法，该方法包括以下步骤： A、 将各钢种模型热焓参数(加热炉预热段、加热段、均热段板坯目标热焓、热焓低限、热 焓高限）在板坯入炉前按不同钢种、规格由操作员在画面上输入后，自动存储在数据库表 中； B、 加热炉的跟踪系统接收到板坯装钢信号后，查找预装板坯的钢种、规格，将数据库表 中的加热模型参数赋给该块板坯并发送给二级加热模型控制系统； C、 二级加热模型控制系统根据接收到的板坯加热模型参数计算出该块板坯在加热炉 内各段位置的最高最低温度； D、 二级加热模型控制系统根据板坯在加热炉各段的最高最低温度、加热炉的实际炉膛 温度计算加热炉各段的温度设定值，二级加热模型控制系统将计算的温度设定值发送到一 级燃烧控制系统； E、 一级燃烧控制系统计算出加热炉各段空气和煤气阀的开度，并控制0级电气元器件 执行系统调节空气和煤气阀的开度； F、 检测加热炉内每块板坯的温度并判断温度是否达到温度设定值，若温度没有达到温 度设定值，一级燃烧控制系统重新计算加热炉各段空气和煤气阀的开度，并控制〇级电气元 器件执行系统调节空气和煤气阀的开度。
[0014] 将本发明的加热炉烧钢温度全自动控制方法于2015年7月至12月应用于酒钢不锈 钢热乳分厂进行测试运行，经测试，该方法解决了手动输入设定值带来的出钢温度不稳定、 粗乳机和精乳机开乳温度变化大、乳机打滑、振动、板坯扣翘头等的问题。以下是加热炉在 不锈钢SUS410S和SUS430R不同钢种混装时一级操作员手动输入设定值与本发明全自动 烧钢时的对比数据表。
[0015] 表一2014年11月27日SUS410S和SUS430R混装时手动控制加热及乳制温度数据表
表二2015年8月10日SUS410S和SUS430R混装时本发明全自动控制烧钢加热及乳制温度 数据表 由表一和表二可以看出：
1、操作员手动设定加热炉各段炉膛温度的设定值，实际出钢温度和理论出钢温度的偏 差大于本发明全自动控制。
[0016] 2、操作员手动设定加热炉各段炉膛温度的设定值，同一辊役内板坯的出钢温度变 化大于本发明全自动控制。
[0017] 3、操作员手动设定加热炉各段炉膛温度的设定值，相邻板坯的出钢温度变化大于 本发明全自动控制。
[0018] 4、操作员手动设定加热炉各段炉膛温度的设定值，同一辊役板坯粗乳机开乳温 度、终乳温度、精乳机开乳温度波动大于本发明全自动控制。
[0019] 5、操作员手动设定加热炉各段炉膛温度的设定值，相邻板还粗乳机开乳温度、终 乳温度、精乳机开乳温度波动大于本发明全自动控制。
[0020] 6、本发明全自动控制在几个重要的指标上均优于操作员手动控制。
[0021] 7、本发明全自动控制不需要操作工有丰富的工作经验，能避免由于操作失误带来 的加热炉设备损坏和板坯过烧欠烧的问题。
[0022] 8、本发明全自动控制能保证班组之间由于人员变化带来的温度波动。由于板坯块 与块之间粗精乳机乳制温度波动恒定，乳机模型自适应波动减少，乳制及产品的质量更加 稳定。
[0023] 9、本发明全自动控制根据实际检测值每隔一段时间计算一次温度设定值并发送 给一级燃烧控制系统进行空气和煤气阀的调节，相比操作人员手动设定温度设定值，空气 和煤气阀长时间不调整，能大幅度节约煤气。
【主权项】
1. 一种加热炉烧钢温度全自动控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤： A、 将各钢种模型热焓参数在板坯入炉前按不同钢种、规格由操作员在画面上输入后， 自动存储在数据库表中； B、 加热炉的跟踪系统接收到板坯装钢信号后，查找预装板坯的钢种、规格，将数据库表 中的加热模型参数赋给该块板坯并发送给二级加热模型控制系统； C、 二级加热模型控制系统根据接收到的板坯加热模型参数计算出该块板坯在加热炉 内各段位置的最高、最低温度； D、 二级加热模型控制系统根据板坯在加热炉各段的最高最低温度、加热炉的实际炉膛 温度计算加热炉各段的温度设定值，二级加热模型控制系统将计算的温度设定值发送到一 级燃烧控制系统； E、 一级燃烧控制系统计算出加热炉各段空气和煤气阀的开度，并控制0级电气元器件 执行系统调节空气和煤气阀的开度； F、 检测加热炉内每块板坯的温度并判断温度是否达到温度设定值，若温度没有达到温 度设定值，一级燃烧控制系统重新计算加热炉各段空气和煤气阀的开度，并控制〇级电气元 器件执行系统调节空气和煤气阀的开度。2. 根据权利要求1所述的一种加热炉烧钢温度全自动控制方法，其特征在于:所述各钢 种模型热焓参数包括加热炉预热段、加热段、均热段板坯目标热焓、热焓低限、热焓高限。
【文档编号】F27D19/00GK106091715SQ201610444562
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】程秀英
【申请人】甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司