[发明专利]一种基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法

说明书

技术领域

本发明属于过程控制领域，尤其涉及一种用于板坯热轧产线加热炉的温度控制方法。

背景技术

对于常规热轧生产来讲，用加热炉对铸坯进行加热，是满足轧制工艺要求与产品性能的必要条件。

加热炉过程控制就是通过调节加热炉中各分段的热过程曲线，使得铸坯在出炉时达到工艺规定的目标温度。

出炉温度不仅直接影响粗轧温度，还对产品的力学性能有直接影响。

通常，出炉温度由工艺人员负责给定，设定值存储于管控计算机的数据库。在实际的热轧生产时，控制系统通过钢号或其它键字索引得到该工艺参数，并设定到L1计算机执行。

众所周知，加热炉属于高耗能设备，加热过程会消耗大量的燃气。加热工艺的合理性和加热效率不仅关系到生产成本，还直接影响废污的排放量。

因此，研究加热炉的节能控制问题对热轧生产具有重要意义，这方面的相关研究已经有很多的公开报道。

从相关文献内容来看，目前节能控制问题方面的主要做法是改变设备结构、改进单体设备、优化控制方式等。

例如，公告日为2009年12月30日，公告号为CN101614475B的中国发明专利中公开了一种节能环保蓄热式加热炉及其运行方法，其包括炉体，炉体内开设炉膛，炉体的侧壁上至少安装一组烧嘴，每组烧嘴由第一烧嘴和第二烧嘴组成，第一烧嘴与第一燃气支管的一端连接，第一燃气支管的另一端与第一三通换向阀的c口连接，第二烧嘴与第二燃气支管的一端连接，第二燃气支管的另一端与第二三通换向阀的f口连接，第一三通换向阀的a口和第二通换向阀的d口分别通过管路与燃气气源连接，第一三通换向阀的b口与第一烟气支管的一端连接，第二三通换向阀的e口与第二烟气支管的一端连接，第一燃气支管和第二燃气支管之间安装控制阀，控制阀与惰性气体气源连接。

公告日为2009年10月14日，公告号为CN201327034Y的中国实用新型专利中公开了一种加热炉节能燃烧火嘴，其由燃气混合装置、火管、火嘴组成，燃气管线、燃气混合装置、火管焊接为一体，燃气管线上有一射流孔，与燃气混合装置相通，燃气混合装置上有多个进气孔与空气相通；火管与燃气混合装置连接相通，火管的顶端为火嘴，火嘴为圆台型，火嘴上有多个出气孔，火嘴为可拆卸的；其具有结构简单，燃烧充分，火焰温度高，使用安全方便等优点。

公告日为2007年3月21日，公告号为CN2880832Y的中国实用新型专利中公开了一种高效节能蓄热管式加热炉，其在炉体侧壁上均布有烧嘴，烧嘴通过管路与换向阀相连接，换向阀通过管路引出鼓风口和引风口，所述的烧嘴是由蓄热室、与炉体内膛相通的喷嘴、设置在蓄热室内的蓄热体和设置在蓄热室上与炉体内膛相通的空气及烟气转换嘴构成。其优点是排烟温度低、热效率高、可有效解决露点腐蚀问题、能防止炉内局部温度过高，使炉内温度均匀分布，可以大大降低一氧化碳、氮化物和碳化物等有害气体的排放，改善环境且维修方便。

可见，上述技术方案的共性是通过改进加热炉本身的结构，来实现节能的目的。

加热炉控制的主要工艺指标是铸坯的出炉温度。由于加热炉根据工艺指标进行燃烧控制，因此，出炉温度的设定值高低直接影响加热炉的燃气消耗。本质上，出炉温度的工艺指标决定于设备能力和产品性能。

在设备能力相对稳定的前提下，出炉温度主要决定于产品的力学性能。

通常，出炉温度由工艺人员结合实验进行制定，目标值存储于管控计算机的数据库。如果能在现有加热炉设备结构不作改动的前提下，根据工艺指标通过对加热炉进行燃烧控制，则无需对现有设备进行改动、便于实施和调整、实现节能目的的实施成本更低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法，其基于力学性能模型，在线预测轧后带钢的力学性能，通过优化轧制工艺，降低加热炉的目标控制温度，实现加热炉的节能控制，其不仅能降低生产成本，还能降低废弃物的排放量。

本发明的技术方案是：提供一种基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法，包括基于过程控制计算机对加热炉的炉温进行控制，其特征是所述的节能控制方法至少包括：

A、建立热轧带钢的力学性能预报模型；

B、在铸坯进加热炉之前，收集带钢的化学成分、工艺参数和力学性能目标值，作为力学性能预报模型的输入参数；

C、根据带钢的化学成分和预定的工艺参数，对力学性能预报模型的输入参数进行检查，若不满足预报模型的使用条件/适用范围，则按照原来预定的轧制工艺组织生产；反之，继续下面的步骤；