[发明专利]一种车底式加热炉出炉板坯全长温度均匀性的控制方法

说明书

一种车底式加热炉出炉板坯全长温度均匀性的控制方法，对粗轧机第一道次的钢坯的左右两侧分别沿钢坯长度方向设置采样点，并根据轧钢数据确定各采样点的钢坯出炉温度；按炉段划分对各采样点建立相应区段的划分，并对各区段建立以各采样点的钢坯出炉温度为数据源的数据融合；根据数据融合形成各区段的温度调整量，并据此温度调整量对各区段建立温度自适应修正；据此建立各区段的温度反馈调节，形成对板坯全长温度均匀性的控制。本发明的一种车底式加热炉出炉板坯全长温度均匀性的控制方法可清楚地表征出车底式炉出炉钢板的全长温度均匀程度、减少车底式炉中厚板出炉温度头尾温差。

技术领域

本发明属于中厚板轧制生产线的自动控制领域，具体涉及一种车底式加热炉出炉板坯全长温度均匀性的控制方法。

背景技术

目前有的中厚板轧制生产线配置有车底式加热炉，用作大型件、异型件、重型件加热，车底式加热炉是周期性操作的间歇式加热炉，燃烧系统为上下加热、多个烧嘴、多段控制(前后、上下、左右)。车底式炉通常不配置二级控制系统，没有钢板温度热跟踪功能。车底式加热炉常用来加热重型特厚的钢坯，比如特厚的电渣重熔锭，炉温升温曲线通常预先在仪表控制系统中设定，炉温自动调节采用双交叉限幅控制。而对于车底式加热炉的钢坯出炉温度，特别是车底式炉钢坯出炉温度的全长温度均匀性，对后工序的轧机轧制尺寸控制、轧后冷却温度均匀性控制、缓冷工艺给定、合金钢种防开裂措施自动化等控制过程，非常重要。

车底式炉的加热控制过程，包括在车间生产管理MES系统中给定加热板坯的升温曲线编号，该编号在仪表自动化DCS系统中被解释为一组时间～温度的曲线，当板坯入炉后，DCS系统依据已在炉时间从升温曲线中得到对应的温度设定值，该温度设定值是自动燃烧控制回路中温度调节器的输入值，做为控制目标，指导炉温自动调节。车底式炉按照炉型可以把炉膛左右方向把烧嘴分段组进行独立的自动燃烧控制，这些独立的燃烧控制回路的具体控制参数可以分别优化，但通常采用相同的目标温度，即来自于事先存储的升温曲线数据。车底式炉通常不具备基于出炉板坯温度测量反馈的温度自适应控制功能，不具备自适应控制的原因即后述的高温钢坯测量困难。

车底式加热炉钢坯的出炉过程为，炉门打开，车间吊车把钢坯夹起吊运至除鳞箱后辊道上，除鳞后，开始粗轧机轧制。加热炉出炉温度在1100℃-1200℃左右，此时的高温钢坯的温度测量极为困难。

使用常规的比色高温计仪表，在中厚板生产线上准确测量出炉板坯的温度，难点有三点。一是，板坯出炉后，覆有一层厚厚的肉眼可见的黑褐色的裂开的氧化铁皮，行业中通常称为一次氧化铁皮，此时如果使用高温计，测量到的是一次氧化铁皮的近似温度，而不是板坯的温度。二是，板坯出炉后，被运送至除鳞箱，该装置高速喷射板坯表面，可以吹扫掉一次氧化铁皮，但当板坯离开除鳞箱后，高温的板坯很快会再次附上一层较薄的氧化铁皮(二次氧化铁皮)，严重影响测温精度，并且在板坯被除鳞后，由于受到除鳞水的影响，板坯厚度方向的温度分布变化剧烈，板坯表面温度先急剧降温再快速回升，所以即使配置有高温计，此时的测量温度也很难代表板坯的整体温度水平。三是，由于除鳞箱的存在，加热炉出炉辊道到粗轧机之间的区域，水汽弥漫，氧化铁皮飞溅，测量环境恶劣。

车底式加热炉自动烧钢的钢坯全长温度均匀性可作为烧钢效果的一个评价指标，通常通过真实稳定可靠的测量粗轧机区域的高温钢坯温度反应钢坯全长温度的均匀性状况。而如何真实稳定可靠的测量出炉后的高温钢坯，现有技术中有的采用非接触式测温仪建立测量，但是由于受到钢板表面氧化铁皮和高温、高湿气环境的干扰，测量结果非常不可靠。现有技术中也有通过接触式测温仪建立测量，接触式测温仪的优点在于克服了测量环境对非接触式测温仪测量精度影响，缺点在于一是高温、高湿气环境中的仪表维护保养难度大，二是接触式测温会降低板坯输运速度，降低生产效率。同时现有技术还存在如下问题：加热控制状态为开环运行，缺少能够提高钢坯全长温度均匀性的自适应控制技术方案；车底式加热炉的钢坯出炉温度的全长温度均匀性缺乏可靠、实用的测量方案。