一种轧钢加热炉燃烧控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种轧钢加热炉燃烧控制系统，属于加热炉燃烧控制领域。本实用新型专利技术的控制系统包括：轧钢加热炉；激光检测机构，该激光检测机构用于检测轧钢加热炉内烟气的成分；以及温度检测仪，该温度检测仪用于直接测量钢坯表面温度。本实用新型专利技术的目的在于克服现有轧钢工序中氧化烧损量偏高的不足，提供了一种轧钢加热炉燃烧控制系统，有效减少了轧钢加热炉内钢坯氧化烧损量。

A combustion control system for steel rolling reheating furnace

The utility model discloses a combustion control system for a rolling heating furnace, which belongs to the combustion control field of a heating furnace. The control system of the utility model includes a rolling steel heating furnace, a laser detection mechanism, which is used to detect the composition of the flue gas in the steel rolling furnace, and the temperature detector, which is used to directly measure the surface temperature of the billet. The purpose of the utility model is to overcome the deficiency of high oxidation loss in the existing rolling process, and provide a combustion control system for steel rolling reheating furnace, which effectively reduces the amount of oxidation loss of steel billet in the rolling steel reheating furnace.

【技术实现步骤摘要】
一种轧钢加热炉燃烧控制系统
本技术涉及加热炉燃烧控制领域，更具体地说，涉及一种轧钢加热炉燃烧控制系统。
技术介绍
加热炉是轧钢工序的主要耗能设备。在满足轧制工艺要求的同时，做到炉膛气氛、加热时间、加热温度的最优控制，降低氧化烧损和能耗是轧钢加热炉生产工艺追求的目标。轧钢作为钢铁生产的末端工序(国内炼钢综合能耗约600kg标煤/吨钢)，氧化烧损偏高，不仅带来大量的能源浪费，而且将影响轧钢成材率，直接影响企业的经济效益；另外，氧化铁皮堆积炉底需要定期清理，不仅降低生产率，而且增加现场工人劳动强度；在某些情况下，不合理加热产生的氧化铁皮难以去除，导致一次氧化铁皮引起轧钢产品表面出现压氧缺陷问题，影响产品质量。目前，钢铁行业已进入微利时代，为降本增效，节能降耗，国内外钢铁企业一直致力于降低轧钢加热炉燃料消耗、降低氧化烧损应用技术研究。加热炉炉内气氛、加热温度、加热时间等是影响钢坯氧化烧损及能耗的主要因素。目前加热炉燃烧控制方式主要有两种，一种是通过热值仪检测煤气热值，计算出燃烧所需空气量，调控加热炉各段空燃比，控制炉内燃烧气氛；二是在线检测加热炉烟道中的烟气残氧(氧化锆检测)，指导对加热炉燃烧控制。例如专利公开号：CN105734264A，公开日：2016年07月06日，专利技术创造名称为：一种轧钢加热炉燃烧状况在线测控系统，该申请案公开了一种轧钢加热炉燃烧状况在线测控方法，针对传统加热炉只对烟道内残氧量检测的方式，造成加热炉不同区段燃烧气氛难以独立控制，燃烧效率低，钢坯氧化烧损过多等问题。该申请案通过将氧分析仪安装在加热炉顶部每个区段的燃烧气体出口处，在线测量炉内不同区段燃烧气氛的氧含量，然后基于此氧含量测量值，对相应区段的空气过剩系数进行在线调整，实现加热炉不同区段燃烧气氛中氧含量的精确控制。该申请案能够帮助操作人员自动将加热炉燃烧状况运行在要求范围内，实现不同区段燃烧状况精确测控，对于提升加热炉的燃烧效率、减少钢坯氧化烧损，提高产品的性能及成材率，具有重要的工程应用推广价值。但是在实际生产中，以上两种控制方式均不能直接反映加热炉各段的炉气情况，存在诸多问题：(1)以热值仪检测的煤气热值为依据调控加热炉燃烧方式是对加热炉燃烧气氛的间接控制，其通过煤气热值检测推算出空燃比，指导加热炉各段烧嘴的空燃比调节，达到最佳燃烧的目的；但是煤气热值仪适用范围比较狭窄，在特定气体的一定波动范围内，煤气热值仪检测比较准确，当煤气成分改变、热值波动超出适用范围后，误差加大。另外，热值推算空燃比仅仅是一个经验数据，精确度不高。目前热值仪主要采用燃烧法工作原理(通过火焰温度反映热值情况)，不能反映煤气成分组成，依据热值不可能精确推算出空燃比；(2)空气流量计或煤气流量计检测往往存在较大的误差等原因，不能反映实际流量情况，因此，操作画面上的配比情况并不能说明炉内氧气是否过剩；(3)受使用温度制约，氧化锆探头一般安装在炉尾，只能反映炉膛总体是否氧气过剩，不能得知不同加热区域配比是否合适，反映的数据参考性不强。同时，目前加热炉内钢坯温度的确定主要依靠炉内烟气热电偶温度经过数学模型计算得出，其采用间接测量方式，不确定性较大，存在钢坯出炉温度偏高且波动较大、能耗提升、烧损加剧的问题。基于上述原因分析可以看出，目前在没有精确空燃比及钢坯温度指导的前提下，依靠经验调节空燃比及间接测量钢坯温度的操作模式不可能实现加热炉最佳燃烧控制、降低氧化烧损率和燃耗的目标。综上所述，如何有效减少现有轧钢加热炉内钢坯氧化烧损，是现有技术中亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1.技术要解决的技术问题本技术的目的在于克服现有轧钢工序中氧化烧损量偏高的不足，提供了一种轧钢加热炉燃烧控制系统，有效减少了轧钢加热炉内钢坯氧化烧损量。2.技术方案为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：本技术的轧钢加热炉燃烧控制系统，包括：轧钢加热炉；激光检测机构，该激光检测机构用于检测轧钢加热炉内烟气的成分；以及温度检测仪，该温度检测仪用于直接测量钢坯表面温度。作为本技术更进一步的改进，所述轧钢加热炉沿长度方向依次分为预热段、加热一段、加热二段、加热三段和均热段，所述预热段、加热一段、加热二段、加热三段和均热段上分别安装有烧嘴。作为本技术更进一步的改进，所述激光检测机构包括若干组激光检测单元，每组激光检测单元包括一个O2激光检测单元和一个CO激光检测单元。作为本技术更进一步的改进，所述温度检测仪为红外测温仪，该红外测温仪设置在轧钢加热炉的顶部；所述O2激光检测单元或CO激光检测单元包括激光发射端、激光接收端以及数据采集单元，所述激光发射端和激光接收端分别设置在轧钢加热炉的两侧墙上且激光发射端和激光接收端的位置高于轧钢加热炉内钢坯的高度，轧钢加热炉的侧墙上开设有供激光穿过的通孔。作为本技术更进一步的改进，所述预热段、加热一段、加热二段、加热三段和均热段上分别安装有至少一组激光检测单元。作为本技术更进一步的改进，所述预热段、加热一段、加热二段、加热三段和均热段上分别安装有至少一个红外测温仪。3.有益效果采用本技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：(1)本技术中，采用轧钢加热炉分段燃烧控制及炉内钢坯温度红外检测方式，可以实现轧钢加热炉内烟气中O2、CO及钢坯温度的快速有效地检测，使得轧钢加热炉内各段空气过剩系数得到优化，从而保持轧钢加热炉各段最佳燃烧状态，实现有效降低氧化烧损和能耗的目标。(2)本技术的轧钢加热炉燃烧控制系统，可以对不同钢种加热及燃烧控制制度进行针对性的优化控制，减少轧钢加热炉内钢坯氧化烧损，降低轧钢加热炉能耗、提高产品成材率，提高经济效益，同时节约加热时煤气消耗。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为实施例1的轧钢加热炉燃烧控制系统的俯视结构示意图；图2为实施例1的轧钢加热炉燃烧控制方法的流程图。示意图中的标号说明：1、轧钢加热炉；101、预热段；102、加热一段；103、加热二段；104、加热三段；105、均热段；201、O2激光检测单元；202、CO激光检测单元；3、温度检测仪。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为进一步了解本技术的内容，结合附图和实施例对本技术作详细描述。实施例1结合图1，本实施例的轧钢加热炉燃烧控制系统，包括轧钢加热炉1、激光检测机构，该激光检测机构用于检测轧钢加热炉1内烟气的成分；以及温度检测仪3，该温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轧钢加热炉燃烧控制系统，包括轧钢加热炉(1)，其特征在于还包括：激光检测机构，该激光检测机构用于检测轧钢加热炉(1)内烟气的成分；以及温度检测仪(3)，该温度检测仪(3)用于直接测量钢坯表面温度。

【技术特征摘要】
1.一种轧钢加热炉燃烧控制系统，包括轧钢加热炉(1)，其特征在于还包括：激光检测机构，该激光检测机构用于检测轧钢加热炉(1)内烟气的成分；以及温度检测仪(3)，该温度检测仪(3)用于直接测量钢坯表面温度。2.根据权利要求1所述的轧钢加热炉燃烧控制系统，其特征在于：所述轧钢加热炉(1)沿长度方向依次分为预热段(101)、加热一段(102)、加热二段(103)、加热三段(104)和均热段(105)，所述预热段(101)、加热一段(102)、加热二段(103)、加热三段(104)和均热段(105)上分别安装有烧嘴。3.根据权利要求2所述的轧钢加热炉燃烧控制系统，其特征在于：所述激光检测机构包括若干组激光检测单元，每组激光检测单元包括一个O2激光检测单元(201)和一个CO激光检测单元(202)。4.根据权利要求3所述的轧钢加热炉燃烧控制系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周劲军，史德明，范满仓，翟炜，曹曲泉，刘自民，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34