[发明专利]一种精细化加热控制方法

说明书

本发明涉及金属加热优化控制方法领域，更具体地说，它涉及一种精细化加热控制方法，其技术方案要点是：通过现场管理系统获取正在加热的钢坯外形尺寸数据及化学成分参数；启动钢坯温度预测数学模型，所述钢坯温度预测数学模型包括钢坯内部导热模型、炉膛辐射换热模型及炉膛对流换热模型，对钢坯温度进行实时计算，得到钢坯内部各点的模型计算温度；根据钢坯实时温度结合均热时间工艺要求预测当前加热制度和生产节奏下的钢坯加热质量；根据预测的钢坯加热质量自动调整设定各段炉温，直至钢坯加热质量满足加热工艺要求。本发明具有实现精细控制钢坯加热工艺，最大限度的提高钢坯的加热质量和轧钢生产效率的优点。

技术领域

本发明涉及金属加热优化控制方法领域，更具体地说，它涉及一种精细化加热控制方法。

背景技术

连续加热炉是热轧生产中的重要加热设备，随着轧钢生产工艺的精准化要求不断提高，对出炉钢坯加热质量和加热炉的优化控制水平也提出了更高的要求。加热炉L2级(智能化)燃烧优化模型控制系统是实现加热炉由L1级粗放型燃烧控制模式向精细化燃烧控制模式转变的有效手段，以解决操作人员凭经验烧钢所带来的各种质量和成本问题。

通过加热炉生产过程中的可测变量跟踪炉内钢坯的温度变化过程，并根据钢坯炉内运行速度，预判钢坯加热过程的变化趋势和结果，以及当前的最佳炉温参考，从而协助操作人员，尽可能使钢坯加热生产过程保持在良好工作状态，即在保证加热质量(主要指钢坯出炉温度、钢坯断面温度均匀性、钢坯达到目标钢温的均热时间)满足工艺目标要求的同时，尽量降低煤气消耗和减少钢坯氧化烧损。

正确的加热工艺、精益化加热操作技术可以保证轧钢生产顺利进行。当前的钢坯加热炉L1级加热控制方法主要采取设定某一固定的炉温制度，规定加热炉各段的加热温度范围，然后对钢坯在当前炉温下停留时间做规定的方式进行，但这种加热控制方法无法知晓钢坯本身的温度及断面温差情况是否满足轧钢工艺要求，仅凭加热工的操作经验、轧机开轧温度及轧制电流反馈情况来判断出炉钢坯是否满足轧钢工艺要求。

上述方案存在缺陷：加热工的操作经验这种带有主观因素的加热控制技术方式不稳定性极高，会直接影响轧钢生产，容易造成钢坯断面温度不均匀、过热或欠热等问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种精细化加热控制方法，具有实现精细控制钢坯加热工艺，最大限度的提高钢坯的加热质量和轧钢生产效率的优点。

一种精细化加热控制方法，包括：

通过现场管理系统获取正在加热的钢坯外形尺寸数据及化学成分参数；

启动钢坯温度预测数学模型，所述钢坯温度预测数学模型包括钢坯内部导热模型、炉膛辐射换热模型及炉膛对流换热模型，

对钢坯温度进行实时计算，得到钢坯内部各点的模型计算温度；

根据钢坯实时温度结合均热时间工艺要求预测当前加热制度和生产节奏下的钢坯加热质量；

根据预测的钢坯加热质量自动调整设定各段炉温，直至钢坯加热质量满足加热工艺要求。

在一个实施例中，所述启动钢坯温度预测数学模型之前，还包括：

依据加热炉炉型特点和钢坯黑匣子测试数据建立所述钢坯温度预测数学模型。

在一个实施例中，所述对钢坯温度进行实时计算，得到钢坯内部各点的模型计算温度，包括：

基于所述钢坯内部导热模型计算钢坯内部的温度分布；

采用二维直角坐标对钢坯宽度和厚度方向进行网格划分，采用有限差分法进行内部各点温度计算。

在一个实施例中，所述对钢坯温度进行实时计算，得到钢坯内部各点的模型计算温度，包括：