[發明專利]一種適用于熱軋煉鋼氣氛調節降低氧化燒損的自動控制系統和方法

有效

• 申請號: 201810176248.1
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108397788B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 李可;冉瑞聰;文東升;劉猛;胡慶雷;邢玉明
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F23N1/02
• 分類號: F23N1/02
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

用于熱軋煉鋼過程中通過自動調節氣氛，降低煙氣中的殘氧含量，最終達到在環保允許的排放濃度范圍內，從而降低熱軋氧化燒損的節能增產實現方法。其功能實現方法具有工業過程自動控制的特點。本發明包括本發明包括總流量采集模塊、空氣與燃氣濃度采集模塊、計算模塊、專家控制器、空燃比修正模塊、空燃比輸出模塊、等待結束命令模塊組成。本發明采用了數值計算和專家控制結合方法，采用實時監測空氣和燃氣流量、以及空氣與燃氣濃度，并采用不同的條件判斷和專家經驗實時修正空燃比的方法，實現了熱軋煉鋼加熱鍋爐氣氛調節降低氧化燒損的的自動控制，滿足了熱軋工藝提高鋼材成材率，節能減排的需求。

技術領域

本發明涉及熱軋煉鋼鍋爐氣氛調節降低氧化燒損的自動控制系統和方法。

背景技術

統計資料顯示,國內軋鋼加熱爐在加熱過程中鋼的氧化燒損率一般為1.5～2.5％,由此造成的損失甚至超過燃料消耗的經濟損失，同時氧化鐵皮還帶來其它不利影響:會降低成品表面質量，軋機設備磨損增加；氧化鐵皮的導熱系數小，使鋼加熱時間變長，熱效率降低；清除氧化鐵皮的工作量增加等。降低氧化燒損率的經濟效益是顯而易見的。可以提高鋼材成材率，降低成本，減少軋槽磨損，提高產品表面質量，且由此節約的金屬量直接成為企業的純利潤。因此，它是業界一個急需解決的重大課題。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種熱軋煉鋼鍋爐氣氛調節降低氧化燒損的自動控制方法，其實現了降低熱軋煉鋼鍋爐的氧化燒損率，采用自動分段氣氛調節的方式，采集空氣與燃氣的流量，以及空氣與燃氣的濃度，通過計算和專家控制模塊進行狀態判斷，對空燃比進行輸出，調節空氣和燃氣的比例，通過氣氛調節使燃燒發生充分燃燒降低熱軋煉鋼過程中的燒損率。

本發明包括總流量采集模塊、空氣與燃氣濃度采集模塊、計算模塊、專家控制器、空燃比修正模塊、空燃比輸出模塊、等待結束命令模塊組成。本發明采用了數值計算和專家控制結合方法，采用實時監測空氣和燃氣流量、以及空氣與燃氣濃度，并采用不同的條件判斷和專家經驗實時修正空燃比的方法，實現了熱軋煉鋼加熱鍋爐氣氛調節降低氧化燒損的的自動控制，為熱軋工藝提高鋼材成材率，節能減排，降低成本創造了條件。

根據本發明的一個方面，提供了一種熱軋煉鋼鍋爐氣氛調節降低氧化燒損的自動控制系統，其特征在于包括：

總流量的采集部分，用于采集包括空氣和燃氣的流量的總流量，

一氧化碳濃度和氧氣濃度采集模塊，用于采集一氧化碳和氧氣的濃度，

空氣理論流量確定模塊，用于確定空氣理論流量，

專家控制模塊，用于判斷當前運行狀態，

空燃比修正部分，用于當滿足專家控制模塊中的專家條件時根據專家控制模塊輸出的不同條件的判斷結果進行空燃比修正，

空燃比輸出模塊，用于將來自空燃比修正部分的空燃比修正結果進行輸出，

等待結束命令模塊，用于判斷結束條件是否得到滿足，在滿足結束條件時結束循環，在不滿足結束條件時使操作回到專家控制模塊，

其中，

所述計算模塊包括：

燃料成分計算部分，用于確定燃料成分中的氫含量nH、炭含量nC、硫含量nS和氧含量nO，確定體積總量V_總，

理論氣流量確定部分，用于確定理論氣流量，其中需要的氧氣總量Vo₂由如下公式確定：

Vo₂＝(1/4nH+nC+nS-1/2nO) (1)

理論氣流量按下式確定: