[发明专利]一种轧钢加热炉钢坯混装时的加热方法

说明书

本发明公开了一种轧钢加热炉钢坯混装时的加热方法，该方法包括以下步骤：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：若两块钢坯的炉温设定值范围有重叠，可以连续混装入炉，并确定加热炉各控制段炉温设定值；S4：若两块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。本发明可以减少加热炉混装时钢坯的氧化烧损，提高钢坯加热质量，降低加热炉能耗。

技术领域

本发明属于加热炉优化控制领域，具体涉及一种轧钢加热炉钢坯混装时的加热方法。

背景技术

加热炉是轧钢生产的重要设备，其加热钢坯的质量直接制约着成品质量；同时，加热炉也是轧钢生产的主要耗能设备，其能耗约占整个轧钢工序的70％。加热炉生产的钢坯包括多个钢种、多种规格，钢坯的入炉温度也不尽相同，因此，加热炉生产时钢坯混装比较严重。混装时，加热炉生产要满足所有钢坯的加热要求，同时要尽量减少氧化烧损。因此，在混装较多时，往往依靠人工手动调节炉温。但人工调节存在差异性大、烧损严重、产品质量欠佳、能耗高等问题。

目前，国内就钢坯混装时的炉温设定方法提出了一些专利申请：专利CN201010144781.3提出了一种优化控制大型步进梁式加热炉板坯加热制度的模型，它优化了不同钢种钢坯的入炉顺序，并模拟了10块不同钢坯混装入炉情况下的加热过程。该方法重点研究不同钢种加热制度，提出优化的入炉顺序，但未涉及不同规格钢坯和冷热坯混装的问题。专利CN201510264736.4提出了一种冷热钢坯混装的加热炉炉温设定方法，该方法通过检测的入炉钢坯温度和钢坯在炉内位置，计算某一段内所有钢坯的入炉温度均值和出炉温度均值，共同补偿炉温设定值。该方法仅是对炉温设定值进行补偿，而且仅考虑了冷热钢坯的混装，未涉及其他混装情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对不同钢种、不同规格、不同入炉温度的钢坯混装情况提供一种加热方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轧钢加热炉钢坯混装时的加热方法，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。

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。

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、出炉温度等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，