[发明专利]热轧加热炉主从控制比例系数的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及热轧加热炉主从控制比例系数的确定方法，属于热轧过程控制领域。

背景技术

热轧加热炉的主要功能是对板坯进行加热以减小变形抗力，优化组织性能，达到工艺所要求的目标温度、均热度，并满足轧线节奏的要求，同时尽可能节能。如果板坯的出炉温度过高或过低，导致氧化烧损严重或增加轧机负荷，也直接影响产品的最终的组织性能。

加热炉板坯加热控制属于大滞后的非线性动态系统，而且不确定性因素较多，为了确保热轧工艺所要求的目标温度和均热度，必须在考虑了所有影响板坯加热的因素后，对加热炉所需要的燃料进行动态的调整。对于燃料的动态调整有两种方法，一是加热炉上下部段根据各自热电偶的测量值和设定值进行比较，分别进行调整；第二种方法是加热炉的上部段根据热电偶的测量值进行调整，下部段的燃料变化和上部段服从一定的比例关系，进行主从控制。当下部热电偶不可靠和上下段耦合严重的情况下，第二种方法比较有效。

热轧加热炉主从控制的目的是实现加热炉上下部段的燃料比例控制，核心内容是确定加热炉上下部段燃料的比例系数。目前加热炉主从控制方法的比例系数有两种确定方法，一种是在一级计算机上直接控制，加热炉各个段上下燃料的比例系数是通过操作界面由操作工手动输入的，这种方法具有很大的随意性，而且变化不灵活，全靠人工操作，无法满足复杂多变的生产要求。第二种方法是通过二级过程计算机设定的，目前常常使用的方法是把操作工的经验统计成表格数据，然后根据不同的情况加以选用，主要缺点表格是一种经验数据，无法很好地适应不同板坯的加热情况。目前，加热炉过程控制计算系统中， 一般都有热平衡功能，根据现场生产情况，统计各个班组生产的燃料消化，但是缺乏通过热平衡预报加热炉上下段燃料流量在一定的时间段内的变化比例关系，从而进行自动燃烧控制的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热轧加热炉主从控制比例系数的确定方法，该方法利用热平衡的原理，预报在一段时间内加热炉控制段所需要的上下燃料流量，并结合实际的上下流量累计值确定主从控制比例系数，从而实现对上下部燃料流量进行控制。

本发明是这样实现的：一种热轧加热炉主从控制比例系数的确定方法，根据加热炉组成的几段部分，即炉尾段、预热段、加热段和均热段，对其中的预热段、加热段和均热段作为控制段，加热段可再分为第一加热段和第二加热段；

所述的主从控制比例系数的确定方法是：

第一步，确定在预报时间段内支出的热量，包括板坯需要吸收的热量、炉墙损失的热量、冷却水消耗的热量、炉门热量损失以及其它部分的热量损失；

第二步，利用根据热平衡方程建立的预报模型，求出加热炉各个段上部和下部在预测时间段内所需要的燃料量；即：

F_I，j＝(P_I，j+R_I，j·F_Ig，j+1)/K_I，j

F_S，j＝(P_S，j+R_S，j·F_Sg，j+1)/K_S，j

式中：

j为段号，j＝1，2，3，4分别表示预热段、一加段、二加段、均热段；

F_I，j表示预报的下部燃料流量；

F_S，j表示预报的上部燃料流量；

第三步，根据预报的加热炉当前段的上下部所需要的燃料量，确定主从控制的比例系数，并且根据当前时刻实际测量的加热炉上下部的燃料流量进行滚动优化；其方法如下：

χ_j(k)＝R_j(k)+ψ_j(k)

ψ_j(k)＝ψ_j(k-1)+β×[R_a(k-1)-R_j(k-1)]