一种基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法
【专利摘要】一种基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，包括：（1）板坯宽度的确定,（2）板坯实际宽度的测量,（3）装炉间距的分类，包括：坯装炉间距按加热炉类型的分层，板坯装炉间距按钢种的分层及板坯装炉间距按板坯厚度和装炉温度的分层；（4）可变装炉间距的动态设定，（5）炉内步进梁行程的控制,（6）装钢机推进行程的控制,（7）装钢机实际推进行程的反馈和记忆。根据本发明，根据板坯实际宽度，结合板坯钢种、尺寸规格以及入炉温度等不同条件，采用板坯装炉间距表由上位计算机动态确定不同板坯在炉内的间距，并据此由装钢机自动调整和精确控制其伸缩臂的行程，装钢完成后，反馈其实际的装钢间距，从而确保板坯装炉间距的精确控制。
【专利说明】一种基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金热轧加热炉自动控制领域，具体地，本发明涉及一种基于板坯实 测宽度的间距装炉控制方法。
【背景技术】
[0002] 迄今为止，热连轧加热炉的装炉方式通常都采用推钢机或装钢机将板坯装入加热 炉中，并使板坯在加热炉内按一定的顺序排列。但不论采用哪种装炉设备，通常都必须保证 板坯与板坯之间保持一定的间隙，从而使热量均匀传递，这个板坯与板坯之间的间隙称为 板坯间距。
[0003] 在通常情况下，板述的装炉间距是一个固定值，一般为80?95mm。这样的设计一 是为了确保板坯与板坯之间留有足够的间距以充分保证加热的均匀性，其次也是因为大多 数加热炉前没有安装炉前测宽仪，装炉时只知道板坯的名义宽度而并不知道其真实宽度， 因此为了确保板坯之间必须保持的安全距离而将装炉间距设为一个较大的固定值。
[0004] 然而，所述这样的装炉间距对于一个长度固定的加热炉来说，并不是十分经济合 理的。因为不同钢种和用途的板坯，其加热要求不同。如普碳钢中的酸洗板加热要求不高， 完全不需要大的装炉间距，因而可以减小板坯间隙，以实现一炉多装几块钢，达到降低吨钢 燃耗的效果。而对于硅钢尤其是高牌号硅钢，由于其加热要求很高，因而需要适当增加板坯 之间的间距，以保证其加热的均匀性。如果板坯的装炉间距全部采用相同的固定值，不仅对 于普通板坯的装炉来说损失了炉内空间，浪费了可贵的能源；而且也无法保证特殊板坯在 炉内的加热均匀性，满足用户的特殊要求。
[0005] 但是，要实现板坯装炉间距的动态设定和装钢设备的自动控制，必须具备以下条 件：
[0006] (1)对于不同的钢种、尺寸及入炉温度等初始条件自动确定板坯的装炉间距；
[0007] (2)知道板坯的精确宽度；
[0008] (3)装钢设备的行程控制满足精确控制板坯的入炉位置。
[0009] 迄今为止的热连轧加热炉的装炉方式无法满足上述要求。
[0010] 通过检索，专利号为"CN200910084435. 8"、发明名称为"一种控制大型步进梁式 板坯加热炉燃烧气氛的方法"揭示这样的技术方案：其特征在于，板坯经过加热炉预热段、 各个加热段和均热段完成加热和均温过程，在这一过程中加热炉一级、二级计算机控制 系统根据从数据库调入的该板坯的原始数据自动生成加热工艺，自动设定和控制各段炉 温，以残氧分析仪的输出控制值为基础，计算每个燃烧区的空气消耗系数，对整个炉内燃 烧气氛随热负荷而变化进行动态跟踪，再根据6个燃烧区的实际空燃比对其进行修正，确 定合理空气、煤气流量，调节助燃空气和煤气配比及其流量；空气消耗系数分6段控制在 0. 95-1. 75之间，加热炉含氧量控制在1. 8重量％ -3. 2重量％，达到加热工艺要求的炉膛 温度。
[0011] 根据专利号为" CN200810086051. 5 "、发明名称为"燃烧加热炉的空气燃料比控制 系统"的技术方案，涉及一种燃烧加热炉的空气燃料比控制系统，其能够从氧化烧成至还原 烧成进行广泛的燃烧控制，并且即使是缺乏技术知识的作业员也能够简便地进行氧浓度的 设定。其包含在燃烧加热炉中设置的燃烧器（2)、向燃烧器（2)供给燃料气体的燃气供给 管（3)、向燃烧器（2)供给燃烧用空气的空气供给管（4)及温度控制用计算机（10)。温度 控制用计算机（10)预先记忆（燃烧空气量=燃气流量X理论空气量X空气燃料比）的 第1式、（空气燃料比=20. 6/20. 6-氧浓度）的第2式，且当输入氧浓度时基于上述式，根 据燃气流量来自动控制燃烧空气量。
[0012] 因目前对于热连轧加热控制直接影响到热连轧机板坯得加热质量，为此，上述专 利技术方案对于控制加热采用了不同的方法。有关上述专利涉及的加热过程中的具体控 制，其中，CN200910084435. 8的"一种控制大型步进梁式板坯加热炉燃烧气氛的方法"为控 制燃烧气氛，不涉及装钢间距的控制；专利号为" CN200810086051. 5 "、发明名称为"燃烧加 热炉的空气燃料比控制系统"的技术方案涉及了燃料比的控制，也不涉及装钢间距的控制。
[0013] 即，迄今为止，无法实现板坯装炉间距的动态设定和装钢设备的自动控制。无法满 足不同钢种、尺寸和入炉温度对装钢间距的不同要求，从改善板坯在炉内的加热均匀性以 及节能降耗的目的出发，对板坯在加热炉内的装炉间距进行可变调整和动态设定，从而保 证板坯的加热质量，并达到节能降耗的目的。
【发明内容】
[0014] 为解决上述问题，本发明的目的在于，提供一种基于板坯实测宽度的间距装炉控 制方法，根据所述基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，可以实现板坯装炉间距的动态 设定和装钢设备的自动控制，满足不同钢种、尺寸和入炉温度对装钢间距的不同要求，从改 善板坯在炉内的加热均匀性以及节能降耗的目的出发，对板坯在加热炉内的装炉间距进行 可变调整和动态设定，从而保证板坯的加热质量，并达到节能降耗的目的。
[0015] 本发明的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法的技术要点如下：根据安装在加 热炉上料辊道上的测宽仪测得的板坯实际宽度，结合板坯钢种、尺寸规格以及入炉温度等 不同条件，采用板坯装炉间距表由上位计算机动态确定不同板坯在炉内的间距，并据此由 装钢机自动调整和精确控制其伸缩臂的行程，同时在装钢完成后，反馈其实际的装钢间距， 从而确保板坯装炉间距的精确控制。
[0016] 本发明的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法的技术方案如下：
[0017] 一种基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步 骤：
[0018] (1)板坯宽度的确定，
[0019] (2)板坯实际宽度的测量，
[0020] (3)装炉间距的确定，包括板坯装炉间距的分类，板坯装炉间距的分类包括：
[0021] 板坯装炉间距按加热炉类型的分层，即与加热炉类型相关的装炉间距，DistFm，
[0022] 板坯装炉间距按钢种的分层，即与钢种相关的装炉间距，DistST，
[0023] 板坯装炉间距按板坯厚度的分层，即与厚度相关的装炉间距，DistHjP
[0024] 板坯装炉间距按板坯来料温度差的分层，即与温度相关的装炉间距，DistT ;
[0025] (4)可变装炉间距的动态设定，即将步骤（3)确定的（分层后的）装炉间距下发给 L1，基础控制系统，确定一个最终的装炉间距Dist，
[0026] (5)炉内步进梁行程的控制，
[0027] (6)装钢机推进行程的控制，
[0028] (7)装钢机实际推进行程的反馈和记忆，对步骤3设定实绩(分层后的装炉间距） 的反馈和记忆。
[0029] 根据本发明，关于板坯宽度的确定
[0030] 在进行轧制计划确认时，过程控制计算机对该板坯数据（主要包括：板坯的长、 宽、厚等尺寸数据；重量；化学成分；成品的目标数据等）进行读取，当板坯进入装钢流程 时，将板坯宽度数据下发到L1基础自动化系统。
[0031] 根据本发明，关于板坯实际宽度的测量，
[0032] 当进入装钢流程的板坯到达炉前测宽仪时，由过程控制计算机对该板坯进行炉前 核对，核对正确无误后向测宽仪发送测量指导数据，然后由测宽仪对板坯进行宽度测量，测 量完毕后上传板坯的宽度实际值和宽度曲线给过程计算机，过程计算机将宽度实绩统计处 理并保存。
[0033] 加热炉计算机对炉前测宽仪的测量指导设定数据一般包括板坯号及其名义宽度， 测宽仪上传的宽度实绩数据包括：板坯号、板坯名义宽度、最小宽度、最大宽度、平均宽度、 测量值收集个数、宽度测量位置、宽度测量值、乳机工作侧宽度测量偏心、乳机传动侧宽度 测量偏心。
[0034] 根据本发明所述的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，
[0035] 根据分别得到四个板述装炉间距DistFm、DistST、Dist H和DistT，由这四个装炉间 距通过以下加权平均的方法确定一个最终的装炉间距Dist :
[0036] Dist=eXDistfur+f XDistst+gXDisth+hXDistt
[0037] 其中：Dist :装炉间距，单位mm，
[0038] Distte :与加热炉类型相关的装炉间距，单位mm，
[0039] Distst :与钢种相关的装炉间距，单位mm，
[0040] Disth :与板坯厚度相关的装炉间距，单位mm，
[0041] Distt :与温度相关的装炉间距，单位mm。
[0042] e、f、g、h为权重系数，且其合计为1。
[0043] 根据本发明所述的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，g取 0· 3±0· 08, e 和 h 分别取(λ 2±0· 05。
[0044] 根据本发明的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，在所述步骤 (3)的板坯装炉间距的分类中，
[0045] 与钢种和加热炉类型相关的装炉间距采用离散分层的方法加以分类，与厚度和入 炉温度相关的装炉间距采用连续函数计算的方法加以区分，不同层别及不同规格采用不同 的装炉间距。
[0046] 不同层别及不同规格采用不同的装炉间距：采用以上4种分层方法进行分类以 后，处于不同层别中的带钢是不同规格，因而采用不同的装炉间距。
[0047] 根据本发明所述的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，在所述 步骤（3)装炉间距的确定和分类中，
[0048] 与钢种和加热炉类型相关的离散分层方法如下：
[0049]
【权利要求】
1. 一种基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步 骤： (1) 板坯宽度的确定， (2) 板坯实际宽度的测量， (3) 装炉间距的确定，包括板坯装炉间距的分类，板坯装炉间距的分类包括： 板坯装炉间距按加热炉类型的分层，即与加热炉类型相关的装炉间距，DistFm， 板坯装炉间距按钢种的分层，即与钢种相关的装炉间距，DistST， 板坯装炉间距按板坯厚度的分层，即与厚度相关的装炉间距，DistHjP 板坯装炉间距按板坯来料温度差的分层，即与温度相关的装炉间距，DistT ; (4) 可变装炉间距的动态设定，即将步骤（3)确定的分层后的装炉间距下发给L1，基础 控制系统，确定一个最终的装炉间距Dist， (5) 炉内步进梁行程的控制， (6) 装钢机推进行程的控制， (7) 装钢机实际推进行程的反馈和记忆，对步骤3设定实绩(分层后的装炉间距）的反 馈和记忆。
2. 如权利要求1所述的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，根据分 别得到四个板述装炉间距DistFm、Dist ST、DistH和DistT，由这四个装炉间距通过以下加权 平均的方法确定一个最终的装炉间距Dist : Dist=eXDistfur+f XDistst+gXDisth+hXDistt 其中：Dist :装炉间距，单位mm， Distfur :与加热炉类型相关的装炉间距，单位mm， Distst :与钢种相关的装炉间距，单位mm, Disth :与板坯厚度相关的装炉间距，单位mm， Distt :与温度相关的装炉间距，单位mm。 e、f、g、h为权重系数，且其合计为1。
3. 如权利要求2所述的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，g取 0· 3±0· 08, e 和 h 分别取(λ 2±0· 05。
4. 如权利要求1所述的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，在所述 步骤（3)的板坯装炉间距的分类中， 与钢种和加热炉类型相关的装炉间距采用离散分层的方法加以分类，与厚度和入炉温 度相关的装炉间距采用连续函数计算的方法加以区分，不同层别及不同规格采用不同的装 炉间距。
5. 如权利要求1所述的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，在所述 步骤（3)装炉间距的确定和分类中， 与钢种和加热炉类型相关的离散分层方法如下：
6. 如权利要求5所述的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，所述与 加热炉类型相关的离散分层方法可以直接按加热炉的炉号进行分层，以区分不同类型的加 热炉，所述加热炉类型相关的离散分层方法通过查表得到。
7. 如权利要求5所述的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，所述板 坯装炉间距按钢种的分层方法如下： 钢种的区分按照碳含量、不同合金含量的综合效应进行分层，所述碳含量与其他合金 成分的综合效应用碳当量表示，其计算公式如下： CEQ=C+Mn/a +Si/β +Cr/δ +V/ε +Ni/ η +Μο/σ 式中： CEQ :碳当量，单位％ ; C :碳，单位％ ; Μη :锰，单位％ ; Si :娃,单位％ ; Cr :铬，单位％ ; V :?凡，单位％ ; Ni :铌，单位％ : Mo :钥，单位％。 α、β、δ、ε、η、〇 :不同成分的碳当量系数，分别取值范围1-50。
8. 如权利要求1或5所述的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，所述 板坯装炉间距按钢种的分层方法，普碳钢的装炉间距设置为50?60mm，高合金钢或铁素体 轧制的装炉间距设置为95?110mm，所述按钢种的装炉间距可通过查表得到，用0&、表 /_J、1 〇
9. 如权利要求1所述的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，所述板 坯装炉间距按板坯厚度的分层方法用如下的线性函数来确定： Disth=u ΧΗ+ω 式中： Disth为按板述厚度的装炉间距，单位mm， Η为板述厚度，单位mm, μ为板坯厚度系数，取值范围0.15-0. 3， ω板述间距补偿，单位mm,取值范围30-80。
10.如权利要求1所述的基于板坯实测宽度的间距装炉控制方法，其特征在于，所述板 坯装炉间距按板坯装炉温度的分层方法如下： 以下述二次抛物线来确定相邻板坯的来料温度差与装炉间距的关系： DistT=aXTemp2+bXTemp+c 式中： DistT为按相邻板坯的来料温度差，即与温度相关的装炉间距，单位mm， TMP为相邻板坯的来料温度差，单位°C， a二次函数二次项系数，取值范围0. 0001-0. 0005， b二次函数一次项系数，取值范围0. 03-0. 08， c :间距补偿、单位mm,取值范围40-60。
【文档编号】C21D9/70GK104250685SQ201310256400
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2013年6月25日
【发明者】朱健勤, 荣鸿伟, 杭志亮, 曹彧华, 程建达 申请人:宝山钢铁股份有限公司