[发明专利]一种轧钢加热炉钢坯混装时的加热方法

权利要求书

1.一种轧钢加热炉钢坯混装时的加热方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：根据钢坯信息计算单块钢坯加热时所需的炉温设定值范围；

S2：判断两块要混装的钢坯的炉温设定值范围是否有重叠，从而确定是否可以连续入炉；

S3：若钢坯的炉温设定值范围有重叠，选取重叠区域上限为炉温初设值，计算在该炉温下两块钢坯的升温情况，若两块钢坯在该炉温下都能满足其加热要求，则该炉温即为两块钢坯混装时的炉温设定值；如果不能同时满足两块钢坯的加热要求，则降低炉温，再计算新炉温下两块钢坯的升温情况；通过反复修正炉温，直到都满足两块钢坯的加热要求时，即为混装时的炉温设定值；当炉温降低到两块钢坯炉温设定值重叠区域的下限，仍无法满足两块钢坯的加热要求时，进入步骤S4；

S4：若钢坯的炉温设定值范围无重叠，则需空位处理，并确定空位距离。

2.根据权利要求1所述的一种轧钢加热炉钢坯混装时的加热方法，其特征在于：步骤S1中，所述钢坯信息包括钢坯规格、加热时间、钢种、入炉温度、出炉目标温度。

3.根据权利要求2所述的一种轧钢加热炉钢坯混装时的加热方法，其特征在于：步骤S1中包括以下子步骤：

S11：用一元三次函数描述钢坯升温曲线，根据工艺要求确定定解条件，求解方程组获得一组钢坯表面的升温曲线，

钢坯升温曲线描述为：T(τ)＝aτ³+bτ²+cτ+d

式中，T为钢坯温度，τ为钢坯入炉时间，a、b、c、d为待求系数；

根据钢坯入炉温度、出炉温度可以获得以下方程组和约束条件：

式中，T₀为钢坯入炉温度，T_aim为钢坯目标温度，τs为钢坯加热时间，

求解上述方程组，可以获得一组钢坯升温曲线，为钢坯表面点升温曲线；

S12：划分网格，求解钢坯一维厚度方向的差分方程,根据钢坯表面升温曲线获得钢坯内部温度分布，钢坯一维隐式差分方程为：

式中，q_u为钢坯上表面热流密度，q_b为钢坯下表面热流密度，Fo为傅立叶数，λ为钢坯导热系数，△τ为时间步长，△y为空间步长；k表示时间节点,T^k和T^k+1分别表示k时刻和k+1时刻钢坯的温度；

S13：根据钢坯表面的升温曲线，通过边界点差分方程，反算出每一条升温曲线对应的炉温曲线，钢坯边界节点差分方程为：

式中，σ为玻尔兹曼常数，ε为综合传热系数，T_f为炉温，T_s为钢坯温度，λ为钢坯导热系数，△τ为时间步长，△y为空间步长，ρ为钢坯密度，C_P为钢坯比热；

S14：选取最高和最低两条炉温曲线作为该钢坯的炉温设定值范围；

步骤S3中，计算初选炉温下钢坯的升温过程，采用以下方法：

求解钢坯一维非稳态导热方程，获得厚度方向温度分布,钢坯加热过程导热方程为：

初始条件：τ＝0,t(0,y)＝t₀(y)

边界条件：y＝0，

y＝H,

式中，ρ为钢坯密度，C_P为钢坯比热，λ为钢坯导热系数，t₀(y)为钢坯初始温度，q_u为钢坯上表面热流密度，q_b为钢坯下表面热流密度，H为钢坯厚度，

计算获得钢坯加热过程温度场后，根据以下两点判断钢坯是否满足加热要求：一是达到目标温度，二是断面温差在要求范围内。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种轧钢加热炉钢坯混装时的加热方法，其特征在于：空位距离按下式来确定：

X＝max[L(i)]

式中，X为空位距离，L(i)为加热炉各段长度。