[发明专利]热轧板坯边部加热温度测量控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及热轧板坯边部加热领域，尤其涉及一种热轧板坯边部加热温度测量控制系统及方法。

背景技术

在带钢热轧过程中，中间坯的温度逐渐降低，靠近中间坯边部，由于其表面受到的辐射冷却要大于中部，因而边部冷却更快于本体。一般来说，距边50mm到钢板的边缘这一区域大约有50~100℃的明显温降。在精轧过程中，边部温度的降低会带来各自各样的问题，主要有：1）降低低碳钢和微合金钢的机械性能；2）增大不锈钢的轧制力，导致轧入氧化皮、表面缺陷和边裂；3）导致厚控困难并增加工作辊的磨损。

为了克服边部温降带来的上述问题，保证在进入精轧机组前获得宽度和厚度方向温度均匀的带坯，一般在精轧机之前布置边部加热器，对带坯边部约50~100mm范围内局部加热，使该区域升温30~80℃。

目前先进的边部感应加热器的加热控制一般根据不同钢种的比热、比重等物理参数结合辊道的理论速度和要改善的目标温升，通过数学模型计算出需要控制的加热器驱动电源的参数，在将设定数据传送到控制加热器的PLC执行。因为不能测量边部加热后中间坯的真实温升，所以无法进行边部加热的反馈控制，投用效果也难以得到及时、准确的评价。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热轧板坯边部加热温度测量控制系统及方法，对加热器电源的输出功率控制时主要依据中间坯上同一截面的相对温度差，这样可以保证传感器环境的一致性，消除了由于边部加热器出入口环境带来的测量系统误差，使得控制精度大为提高，达到提高产品质量的目的。

本发明是这样实现的：一种热轧板坯边部加热温度测量控制系统，包括温度传感器组、边部加热感应头、加热器电源、数据采集器、PLC和工业控制计算机，所述温度传感器组共有两个，两个温度传感器组分别设置在边部加热器的入口处和出口处；每个温度传感器组内分别设置至少三个温度传感器，三个温度传感器位于中间坯的同一横截面上，其中一个温度传感器设置在中间坯的中心，另两个温度传感器对称设置在中间坯的两侧边部；所述温度传感器组的输出端通过数据采集器与PLC相连，所述PLC通过加热器电源控制连接边部加热感应头，所述工业控制计算机与PLC相连。

所述的感应头出、入口温度传感器组内两侧边部的一对温度传感器距离中间坯边缘离为20~50mm。

所述的两个温度传感器组与边部加热器的感应加热头的距离为1500~5000mm。

一种热轧板坯边部加热温度测量控制方法，包括以下步骤：

步骤一、计算加热器电源功率、初始工作功率及设定目标控制温差ΔT，计算机控制系统获取进入边部加热感应头的中间坯的各项加工参数，包括材料、温度、板宽、板厚、速度，通过加工参数计算得到加热器电源的初始工作功率和工作频率，通过PLC控制边部加热器电源给边部加热感应头供电，边部加热感应头产生高频磁场，对通过的中间坯的边部进行加热；

步骤二、通过设置在边部加热感应头出入口处的两个温度传感器组实时测量采集中间坯的出入口温度数据，根据出口处的温度传感器组采集得到的温度数据计算得到出口温度差ΔT_exit，ΔT_exit为位于边部加热感应头出口处的温度传感器组中设置在中间坯中心的温度传感器与设置在中间坯边部的温度传感器所测得的温度差；

步骤三、比较目标温差ΔT和出口温度差ΔT_exit，并做出下列选择,

1)当ΔT_exit≤ΔT时，加热器电源的输出功率不变，

2)当ΔT_exit＞ΔT时，根据入口处的温度传感器组采集得到的温度数据计算得到入口温度差ΔT_ent，ΔT_ent为位于边部加热感应头入口处的温度传感器组中设置在中间坯中心的温度传感器与设置在中间坯边部的温度传感器所测得的温度差，通过入口温度差ΔT_ent和出口温度差ΔT_exit，用公式(1)计算得到功率补偿值ΔP，PLC根据功率补偿值ΔP调整加热器电源的输出功率； 

                  ΔP=k_en×ΔT_ent-k_ex×ΔT_exit          (1)

式中：ΔP为功率补偿值，

k_en为入口补偿系数，k_ex为出口补偿系数，两个补偿系数为经验参数，由试验取得；