[發(fā)明專利]對(duì)熱軋加熱爐板坯溫度的預(yù)報(bào)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910057135.0
• 申請(qǐng)日: 2009-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101869915A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙忠雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海寶信軟件股份有限公司
• 主分類號(hào): B21B37/74
• 分類號(hào): B21B37/74;C21D9/70
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對(duì)熱軋加熱爐板坯溫度的預(yù)報(bào)方法。

背景技術(shù)

加熱爐是軋鋼生產(chǎn)線關(guān)鍵設(shè)備之一，也是主要耗能設(shè)備，具有非線性、時(shí)變、分布參數(shù)特性。鋼坯加熱的質(zhì)量直接影響鋼材的質(zhì)量、產(chǎn)量、能源消耗和軋機(jī)壽命。鋼坯表面溫度和中心溫度是鋼坯加熱的主要質(zhì)量指標(biāo)。但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，人們還無(wú)法直接測(cè)量移動(dòng)鋼坯在爐內(nèi)的溫度分布，只能通過(guò)各種數(shù)學(xué)方法來(lái)推算爐內(nèi)的鋼坯溫度。鋼坯加熱爐內(nèi)的溫度分布尤其是在出爐口處鋼坯表面溫度和斷面溫差對(duì)于實(shí)現(xiàn)加熱爐的閉環(huán)最優(yōu)控制和預(yù)測(cè)鋼坯的軋制效果具有重要的意義，因此，加熱爐只有合理控制鋼坯出爐溫度及其分布才能保證軋制質(zhì)量，降低加熱爐燃料的消耗。

現(xiàn)有的方法是對(duì)爐內(nèi)鋼坯溫度進(jìn)行預(yù)報(bào)，進(jìn)而建立最佳的爐溫制度，用于改善鋼坯加熱質(zhì)量。

生產(chǎn)實(shí)踐中，一般基礎(chǔ)自動(dòng)化控制認(rèn)為合理的爐內(nèi)溫度制度就能加熱出合適的鋼坯，由于人們還無(wú)法直接測(cè)量移動(dòng)鋼坯在爐內(nèi)的溫度分布，只有在鋼坯出爐后才能知道出鋼溫度是否合格。這樣就不能對(duì)鋼坯溫度進(jìn)行跟蹤，而且一旦出現(xiàn)出鋼溫度不合格已經(jīng)無(wú)法挽回了。

中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公布說(shuō)明書(shū)CN1940905(公開(kāi)日：2007年04月04日)公開(kāi)了“一種對(duì)熱軋加熱爐板坯溫度的確定方法”。該方法通過(guò)總括熱吸收率法，運(yùn)用差分方程來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)熱軋板坯加熱爐鋼坯溫度的預(yù)報(bào)，其存在的不足是計(jì)算繁瑣復(fù)雜，有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種對(duì)熱軋加熱爐板坯溫度的預(yù)報(bào)方法，能夠準(zhǔn)確預(yù)報(bào)加熱爐內(nèi)的鋼坯溫度，而且能夠簡(jiǎn)化計(jì)算的繁瑣和復(fù)雜性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的對(duì)熱軋加熱爐板坯溫度的預(yù)報(bào)方法是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，

步驟一、對(duì)輻射的熱傳遞簡(jiǎn)化假設(shè)為：

(1)鋼坯假設(shè)，把所有爐內(nèi)的鋼坯看作一個(gè)整體，并且鋼坯加熱過(guò)程中無(wú)體積變化；每個(gè)鋼坯除了厚度方向兩個(gè)表面外，其他四端面方向絕熱；

(2)忽略水冷梁對(duì)鋼坯溫度分布的影響；鋼坯邊界與氣體之間的對(duì)流傳熱忽略不計(jì)；

(3)假設(shè)上爐膛和下?tīng)t膛溫度相等，鋼坯周圍全是氣體，且爐溫沿爐長(zhǎng)方向?yàn)橐粋€(gè)有規(guī)律性變化的溫度場(chǎng)，沿爐寬方向溫度均勻一致；

(4)鋼坯在爐內(nèi)勻速前進(jìn)；

(5)鋼坯的密度視為常數(shù)；在同一爐段內(nèi)，有關(guān)傳熱特性系數(shù)為常數(shù)；導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容和導(dǎo)溫系數(shù)視為近似常數(shù)；

步驟二、繪制一維非穩(wěn)態(tài)傳熱問(wèn)題網(wǎng)格劃分圖，將鋼坯分為8層，即9個(gè)結(jié)點(diǎn)，對(duì)一維非穩(wěn)態(tài)差分方程進(jìn)行分解，得到9個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)的顯式差分方程組，

β₁ⁿ＝fT₂ⁿ+(1+2f)T₃ⁿ+fT₄ⁿ

β₂ⁿ＝fT₄ⁿ+(1+2f)T₅ⁿ+fT₆ⁿ

β₃ⁿ＝fT₆ⁿ+(1+2f)T₇ⁿ+fT₈ⁿ

βⁿ＝f²β₁ⁿ+[(1+2f)²-2f²]β₂ⁿ+f²β₃ⁿ

{[(1+2f)²-2f²]²-2f⁴}T₅ⁿ⁺¹＝2f⁴T₁ⁿ⁺¹+βⁿ

[(1+2f²)²-2f²]T₃ⁿ⁺¹＝f²T₁ⁿ⁺¹+f²T₅ⁿ⁺¹+β₁ⁿ