[發明專利]一種棒線材方坯加熱爐模型控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201210021951.8
• 申請日: 2012-01-31
• 公開（公告）號: CN103225017A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 鄧龍;呂立華;唐勁松;韓茂棟
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21D9/70
• 分類號: C21D9/70;C21D11/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 章鳴玉;蔡海淳

1.一種棒線材方坯加熱爐模型控制方法，包括利用PLC對加熱爐的爐溫進行分區控制，所述的PLC包括裝鋼PLC、出鋼PLC和加熱爐燃燒控制PLC，所述的加熱爐分為爐尾段、預熱段、加熱段和均熱段，待處理的鋼坯依次通過加熱爐的各段，進行加熱處理，其特征是：

在粗軋入口前安裝輻射高溫計，用來測量坯料軋前的表面全長溫度分布；

設置一模型計算機，用于與裝鋼PLC、出鋼PLC、粗軋入口輻射高溫計和加熱爐燃燒控制PLC相互交換信息，實現方坯加熱爐燃燒過程的優化控制；

在加熱爐各段的沿爐寬方向上，上、下部均分別安裝三只熱電偶，分別對應鋼坯的頭中尾部位的溫度檢測；

在加熱爐的預熱段，不進行爐溫設定控制；

在加熱爐的加熱段，進行整體溫度控制，不進行分區控制；

在加熱爐的均熱段，對應于坯料的頭中尾，提供左、中、右分區的的爐溫控制，以控制鋼坯的頭中尾溫度；

其中，模型計算機獲取裝鋼PLC信號觸發裝鋼處理，獲取出鋼PLC信號進行出鋼處理及通過獲取粗軋入口輻射高溫計測溫信號進行鋼坯頭中尾溫度的控制，周期計算通過獲取加熱爐燃燒控制PLC的熱電偶信號，并根據鋼坯在加熱爐內的位置，動態計算鋼坯的溫度，并進行爐溫設定；

其模型計算機實現方坯加熱爐的模型控制方法步驟至少包括鋼坯裝入處理、周期計算處理和抽出處理。

2.按照權利要求1所述的棒線材方坯加熱爐模型控制方法，其特征是所述的鋼坯裝入處理是指完成鋼坯初始溫度的計算和相應數據的建立過程；其中，對于冷坯所述鋼坯的初始溫度采用環境溫度；對于熱坯，鋼坯的初始溫度設置為裝爐前輻射高溫計測量溫度，乘以經驗修正系數；

所述的周期計算是指對爐內每塊鋼坯，按照預定的時間周期，跟蹤計算鋼坯的頭中尾溫度；根據當前節奏計算剩余在段時間，進行典型鋼坯中部的前饋控制及均熱段鋼坯的頭尾前饋控制；針對段內所有鋼坯完成各段爐溫的加權設定；

所述的鋼坯抽出處理是指完成鋼坯抽出溫度計算，并結合爐外溫度跟蹤及自學習模型，實現均熱段的爐溫反饋控制。

3.按照權利要求2所述的棒線材方坯加熱爐模型控制方法，其特征是所述的爐外溫度跟蹤及自學習模型是指從出爐開始到粗軋前的輻射高溫計，跟蹤鋼坯的頭中尾溫度，并采集輻射高溫計的溫度測量值，與模型計算值進行比較，進行自適應學習，提高模型精度。

4.按照權利要求1所述的棒線材方坯加熱爐模型控制方法，其特征是所述的模型計算機對鋼坯采用二維差分溫度模型，利用加熱爐各段內爐寬方向的三只熱電偶，對爐內鋼坯的頭中尾溫度進行跟蹤計算；

所述的模型計算機對加熱爐各控制區的爐溫設定，選擇距離熱電偶最近的鋼坯作為典型鋼坯，采用前饋控制，計算該鋼坯的爐氣設定溫度，提高控制的實時性；

在加熱爐的均熱段，模型計算機針對預抽出鋼坯，采用反饋控制，補償均熱段爐溫，提高抽鋼溫度的精度；

所述的模型計算機對加熱爐各控制段的爐溫設定，采用典型鋼坯的前饋控制、抽出鋼坯的反饋控制與所有鋼坯的離線加熱升溫曲線加權設定相結合的方法，提高控制的精度；

在加熱爐的均熱段，模型計算機預報鋼坯頭中尾在粗軋入口輻射高溫計位置處的溫度，求出鋼坯頭尾與中部溫度的偏差，根據該偏差對鋼坯頭部、尾部相對應控制區域的爐氣溫度進行調節，提高鋼坯對軋制過程的適應性。

所述的模型計算機采集粗軋前輻射高溫計的溫度，與鋼坯模型預報的溫度進行比較，對溫度模型進行自適應學習，提高模型控制的精度。

5.按照權利要求4所述的棒線材方坯加熱爐模型控制方法，其特征是所述的前饋控制方法，是指根據鋼坯的當前溫度和計算的剩余在段時間及標準爐溫，通過溫度模型的預測計算，求出到達段末時的溫度，然后與工藝規定的段末目標溫度進行比較，求出偏差，進而確定出該鋼坯修正后的最佳爐氣溫度。

6.按照權利要求4所述的棒線材方坯加熱爐模型控制方法，其特征是所述的反饋控制僅用于加熱爐的均熱段，針對預抽出鋼坯，進行均熱段的爐氣溫度的反饋控制。