[發明專利]一種動態感知加熱爐工況的爐溫優化方法及裝置

在審

• 申請號: 202210409781.4
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN115011786A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 李擎;藺鳳琴;劉艷;張博鈺;苗磊;張笑菲;崔家瑞;孫文蔚;陳相;王義軒
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21D9/70
• 分類號: C21D9/70;C21D11/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明公開了一種動態感知加熱爐工況的爐溫優化方法及裝置，涉及冶金機械及自動化和軋制技術領域。包括：獲取待裝爐板坯的數據；其中，數據包括板坯生產計劃列表、板坯庫管信息、軋線的換輥信息以及對板坯生產節奏的預測；將數據輸入到構建好的爐溫優化模型；根據數據、爐溫優化模型以及加熱爐內板坯的規格和位置，對加熱爐各段的爐溫進行動態優化設定。本發明能夠解決爐溫優化控制系統難以適應復雜工況的痛點，提升爐溫優化控制的自動化率，減輕操作人員勞動強度，提高板坯加熱質量。

技術領域

本發明涉及冶金機械及自動化和軋制技術領域，特別是指一種動態感知加熱爐工況的爐溫優化方法及裝置。

背景技術

加熱爐是冶金流程工業中的重要工序，其作用是將上游的板坯加熱或均熱以具備更好的熱特性，向下游工序輸送。加熱爐由于其高溫高塵的生產環境，目前無法實時檢測爐內板坯的溫度，基本屬于“黑箱”生產。因此，國內外系統供應商紛紛研發了高精度的數學模型進行爐內板坯溫度的預報，及以此為前提的爐溫動態設定。爐溫動態設定根據板坯的品規、位置及當前板坯溫度，綜合設定各爐段的爐溫，無需人工干預。但隨著市場對高端產品的需求日益增加，各廠紛紛進行技術改革，不斷提高附加值產品的產量，其中板坯加熱質量是影響最終產品的關鍵因素之一。

在目前訂單式生產的模式下，已無法將相同品規的板坯集中進行加熱，而是各種品規混雜、冷熱裝交替，再加上加熱爐能源介質壓力和熱值的波動，使得爐溫設定很難適應多變的工況。除此之外，隨著產線智能制造地推進，各工序已不再孤立，而是與上下游緊密相關，以此從最終產品質量的角度出發，逐步縮小各工序控制產生的誤差。加熱爐控制系統如何自適應工況的變化變得尤為重要。

發明內容

本發明針對目前爐溫設定很難適應多變的工況，加熱爐控制系統如何自適應工況的變化的問題，提出了本發明。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

一方面，本發明提供了一種動態感知加熱爐工況的爐溫優化方法，該方法由電子設備實現，該方法包括：

S1、獲取待裝爐板坯的數據；其中，數據包括板坯生產計劃列表、板坯庫管信息、軋線的換輥信息以及對板坯生產節奏的預測。

S2、將數據輸入到構建好的爐溫優化模型。

S3、根據數據、爐溫優化模型以及加熱爐內板坯的規格和位置，對加熱爐各段的爐溫進行動態優化設定。

可選地，S1中的板坯生產計劃列表包括按板坯生產計劃列表中的板坯軋制順序，整理待裝爐的多塊板坯信息。

板坯庫管信息包括根據板坯庫管信息確定待裝爐的多塊板坯是否已備料。

對板坯生產節奏的預測包括預測待裝爐的多塊板坯的在爐時間。

可選地，S2中的爐溫優化模型包括基于遺傳算法的板坯最佳升溫曲線模型、必要爐溫計算模型、綜合爐溫設定模型、延遲爐溫設定模型以及加熱策略工藝模型。

可選地，基于遺傳算法的板坯最佳升溫曲線模型的構建過程包括：

設定優化目標以及約束條件；其中，優化目標包括：出爐時刻板坯的表面溫度達到軋制工藝要求的溫度；板坯的斷面溫度差小于給定值；降低加熱爐的能耗；

根據優化目標以及約束條件，構建基于遺傳算法的板坯最佳升溫曲線模型。

可選地，降低加熱爐的能耗，由下式(1)表示：