[发明专利]一种获得低碳钢最优升温曲线的方法

说明书

本发明涉及一种获得低碳钢最优升温曲线的方法，包括以下步骤：步骤一：收集轧钢加热炉的坯料类型、燃料类型和炉体结构的参数，设置最小节奏；步骤二：建立以开轧温度为目标的轧钢加热炉综合平衡模型，把加热炉分成多个微元段，分别计算每个微元的热平衡；步骤三：采用遗传算法解析非线性综合热平衡类型，获得某种结构的轧钢加热炉低碳钢最优升温曲线；步骤四：最优升温曲线应用在生产现场。本发明以钢坯热物性为基础，建立轧钢加热炉的综合热衡模型，获得低碳钢在轧钢加热炉中的最优升温曲线，应用到企业控制系统中，达到提高低碳钢加热质量和节能的目的，使加热炉的操作更加合理。

技术领域

本发明涉及低碳钢生产技术领域，具体涉及一种获得低碳钢最优升温曲线的方法。

背景技术

现有企业轧钢加热炉操作规程是建立在操作经验的基础上，缺乏高效低成本的优化方法。对操作规程的优化需要通过大量的实验进行，这种方法一是需要装备有关特殊装备，二是不考虑加热炉的特殊性，与企业生产脱节比较大。低碳钢在冶金企业产品结构中占据比例较大，其在轧钢加热炉中的升温过程，不仅关系到成品钢材的质量，而且影响到整个轧钢工序的能耗水平，影响企业产品成本。

现有企业轧钢加热炉操作规程是建立在操作经验的基础上，缺乏高效低成本的优化方法。确定钢种升温曲线，传统上采用的是实验测试法。但这种方法存在较大缺陷，一是确定最优升温曲线需要经过多次实验，成本较高；二是忽视了加热炉结构和和燃料等影响因素，因此采用传统优化方法获得的最优升温曲线对企业生产指导意义不大。

发明内容

为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种获得低碳钢最优升温曲线的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种获得低碳钢最优升温曲线的方法，包括以下步骤：

步骤一：收集轧钢加热炉的坯料类型、燃料类型和炉体结构的参数，设置最小节奏；

具体地，所述坯料类型为坯料成分,以及该坯料在各温度下该钢种的密度、热容、热导率，燃料的成分、低发热值、理论空气、理论烟气、烟比煤空等资料；

步骤二：建立以开轧温度为目标的轧钢加热炉综合平衡模型，把加热炉分成多个微元段，分别计算每个微元的热平衡；

具体地，所述热平衡计算包括以下内容:热收入项Q_入、热支出项 Q_出、优化方程。

具体地，所述热收入项Q_入计算公式见下：

Qd＝(3020×CO湿％+2580×H2湿％+8578×CH4湿％+15371×C2H6 湿％+5581×H2S湿％)×4186.8＝3.47(GJ/Nm3)

Q入＝Bi*Qd＝60000*3.47＝208646.8(GJ/Nm3)

具体地，所述热支出项Q_出的计算公式见下：

Q出＝Q_钢坯+Q_废气+Q_炉壁+Q_门+Q_水+Q_其他

其中:

(1)Q_钢坯

Q_钢坯＝ρ∫_z∫∫_钢坯截面[J_i(T_i)-J_i-1(T_i-1)]dxdydz

式中：

Q_钢坯：单位时间内滞留在本微单元段的钢坯的吸热量，(J/h)；

P：小时产量(t/h)＝140t/h；