一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法和装置，包括：S1、对中厚板热处理炉的待装炉中厚板钢坯进行规格检测；S2、根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式；S3、依据生产节奏和装炉侧剩余空间，设置所述待装炉中厚板钢坯的自动装钢时间；S4、所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算；S5、依据具体场景，设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，实现中厚板钢坯加热速度自适应。本发明专利技术能够实现钢坯加热速度的自适应，确保钢坯目标温度和保温时间满足精度要求。保温时间满足精度要求。保温时间满足精度要求。

【技术实现步骤摘要】
一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法和装置


[0001]本专利技术涉及冶金机械及自动化、轧制
，尤其涉及一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法和装置。

技术介绍

[0002]热处理是中厚板产线的重要工序，通过不同的加热温度、保温时间及冷却速度，使得钢的成分与组织发生扩散、再结晶，也可促进或阻止其组织与成分的转变、析出，以期达到所要求的性能。按加热方式可分为明火和辐射管加热两种，按热处理方式可分为正火(常化)、回火、淬火、退火、调质(淬火+回火、常化+回火)。
[0003]在不改变现有设备前提下，各热处理线均通过各种方式提高产能、降低能耗，以获取更有优势的市场竞争力。热处理炉传统的布料模式均为单排料，随着订单的多样和繁杂，为布料带来了很大的挑战，钢坯宽度低于某阈值，使得双排料成为可能，但物料跟踪和温度控制又成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法和装置，用以实现中厚板热处理加热速度自适应。所述技术方案如下：
[0005]一方面，提供了一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法，包括：
[0006]S1、对中厚板热处理炉的待装炉中厚板钢坯进行规格检测；
[0007]S2、根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式；
[0008]S3、依据生产节奏和装炉侧剩余空间，设置所述待装炉中厚板钢坯的自动装钢时间；
[0009]S4、所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算；
[0010]S5、依据具体场景，设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，实现中厚板钢坯加热速度自适应。
[0011]可选地，所述S2的根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式，具体包括：
[0012]依据热处理模式、钢坯宽度、钢种、厚度、目标温度和保温时间自动设置所述排料模式，其中，同品规、同目标、宽度满足双排的回火工艺钢坯，进行双排布料。
[0013]可选地，所述S4的所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算，具体包括：
[0014]各区段沿炉宽方向各设置1个热电偶，热电偶沿中轴线对称布置；
[0015]单排布料时，钢坯沿炉宽方向居中装炉，以两个热电偶的平均值作为各区段的炉温实测值，计算钢坯的温度场；
[0016]双排布料时，两块钢坯会各偏一侧热电偶，根据热电偶的位置和钢坯宽度中心线
位置进行插值获取各自钢坯所在处的炉温实测值，计算钢坯的温度场。
[0017]可选地，所述方法还包括计算钢坯导热微分方程，其中，在钢坯导热微分方程的边界条件处理上，双排料不同于单排料，需要考虑相邻两块钢坯的遮蔽作用，根据钢坯间距，在上下表面热流的计算方法基础上得出，因此，上、下表面各位置的综合换热边界条件热流密度计算公式为：
[0018][0019]其中，σ：斯特凡
‑
玻尔兹曼常数，5.67
×
10
‑8；
[0020]q
up
：上表面热流密度；
[0021]q
dw
：下表面热流密度；
[0022]q
c
：侧表面热流密度；
[0023]φ
CF1
：上表总括热吸收率；
[0024]φ
CF2
：下表总括热吸收率；
[0025]φ
uc
：上虚拟面对上炉膛热流的遮蔽系数；
[0026]φ
dc
：下虚拟面对下炉膛热流的遮蔽系数；
[0027]T
f
：炉气热电偶温度；
[0028]T
sup
：钢坯上表面温度；
[0029]T
sdw
：钢坯下表面温度。
[0030]可选地，所述S5的设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，具体包括：
[0031]所述在炉时间一定模式下：
[0032]钢坯的总在炉时间固定，钢坯的行进速度基本一定，依据钢坯实时温度场通过实时调节炉温的方式来实现钢坯加热速度的自适应，确保剩余在炉时间内达到钢坯的目标温度和保温时间要求，公式如下：
[0033]v＝L/t
total
[0034]其中，v：钢坯前进速度，m/min；
[0035]L：炉长，m；
[0036]t
total
：工艺设定钢坯总在炉时间，min；
[0037]L
h
＝v
×
(t
total
‑
t
keep
)
[0038]其中，L
h
：钢坯加热段炉长，m；
[0039]t
keep
：工艺设定的钢坯保温时间，min；
[0040]所述钢坯加热段炉长L
h
并非固定的热处理炉段，根据钢坯在炉时间和保温时间的不同而各异，加热速度的调节须在钢坯头部位置小于L
h
时进行，确保在头部到达L
h
时，钢坯的平均温度已到达保温温度；
[0041]所述在炉时间可调节模式下：
[0042]钢坯的速度可动态调节，工艺设定钢坯目标温度和保温时间，采用钢坯行进速度和炉温双环进行加热速度的调节，且钢坯行进速度调节优先级别高于炉温调节；
[0043]钢坯入炉前，按标准工艺计算在炉时间，并连锁炉内钢坯速度，设定钢坯的加热速度；
[0044]入炉后依据实测炉温，实时计算钢坯温度场，依据钢坯当前温度及剩余在炉时间，当钢坯温度达到预设的调节阈值后，启动钢坯行进速度调节，若钢坯温度偏低则降低行进速度，否则加快钢坯行进速度；
[0045]当钢坯行进速度超过炉辊速度限值时，启动炉温调节功能。
[0046]可选地，所述在炉时间一定模式下的加热速度自适应，具体包括：
[0047]自适应功能周期启动，遍历炉内所有钢坯；
[0048]每块炉内钢坯分别计算，若头部位置未达到加热段末尾，判断钢坯温度场模型计算的平均温度与目标温度的差值，若不满足要求，通过调整钢坯所在段炉温进行加热速度的调节。
[0049]可选地，依据加热制度模式不同，所述剩余在炉时间的计算也不相同；
[0050]所述在炉时间一定模式下：
[0051]t
left
＝t
total
‑
(t
now
‑
t
charge
)
[0052]其中，t
left
：钢坯剩余在炉时间，min；
[0053]t
total
：工艺设定钢坯总在炉时间，min；
[0054]t
now...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现中厚板热处理加热速度自适应的方法，其特征在于，包括：S1、对中厚板热处理炉的待装炉中厚板钢坯进行规格检测；S2、根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式；S3、依据生产节奏和装炉侧剩余空间，设置所述待装炉中厚板钢坯的自动装钢时间；S4、所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算；S5、依据具体场景，设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，实现中厚板钢坯加热速度自适应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2的根据规格检测结果，自动设置单双排料混装的排料模式，具体包括：依据热处理模式、钢坯宽度、钢种、厚度、目标温度和保温时间自动设置所述排料模式，其中，同品规、同目标、宽度满足双排的回火工艺钢坯，进行双排布料。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4的所述待装炉中厚板钢坯在所述自动装钢时间装炉后，实时计算炉内钢坯温度场，对于双排料分别单独计算，具体包括：各区段沿炉宽方向各设置1个热电偶，热电偶沿中轴线对称布置；单排布料时，钢坯沿炉宽方向居中装炉，以两个热电偶的平均值作为各区段的炉温实测值，计算钢坯的温度场；双排布料时，两块钢坯会各偏一侧热电偶，根据热电偶的位置和钢坯宽度中心线位置进行插值获取各自钢坯所在处的炉温实测值，计算钢坯的温度场。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括计算钢坯导热微分方程，其中，在钢坯导热微分方程的边界条件处理上，双排料不同于单排料，需要考虑相邻两块钢坯的遮蔽作用，根据钢坯间距，在上下表面热流的计算方法基础上得出，因此，上、下表面各位置的综合换热边界条件热流密度计算公式为：其中，σ：斯特凡
‑
玻尔兹曼常数，5.67
×
10
‑8；q
up
：上表面热流密度；q
dw
：下表面热流密度；q
c
：侧表面热流密度；φ
CF1
：上表总括热吸收率；φ
CF2
：下表总括热吸收率；φ
uc
：上虚拟面对上炉膛热流的遮蔽系数；φ
dc
：下虚拟面对下炉膛热流的遮蔽系数；T
f
：炉气热电偶温度；T
sup
：钢坯上表面温度；T
sdw
：钢坯下表面温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S5的设置加热制度模式为：在炉时间一定模式或在炉时间可调节模式，具体包括：所述在炉时间一定模式下：钢坯的总在炉时间固定，钢坯的行进速度基本一定，依据钢坯实时温度场通过实时调节炉温的方式来实现钢坯加热速度的自适应，确保剩余在炉时间内达到钢坯的目标温度和保温时间要求，公式如下：v＝L/t
total
其中，v：钢坯前进速度，m/min；L：炉长，m；t
total
：工艺设定钢坯总在炉时间，min；L
h
＝v
×
(t
total
‑
t
keep
)其中，L
h
：钢坯加热段炉长，m；t
keep
：工艺设定的钢坯保温时间，min；所述钢坯加热段炉长L
h
并非固定的热处理炉段，根据钢坯在炉时间和保温时间的不同而各异，加热速度的调节须在钢坯头部位置小于L
h
时进行，确保在头部到达L
h
时，钢坯的平均温度已到达保温温度；所述在炉时间可调节模式下：钢坯的速度可动态调节，工艺设定钢坯目标温度和保温时间，采用钢坯行进速度和炉温双环进行加热速度的调节，且钢坯行进速度调节优先级别高于炉温调节；钢坯入炉前，按标准工艺计算在炉时间，并连锁炉内钢坯速度，设定钢坯的加热速度；...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔺凤琴，李擎，奚亚鸣，张敏，徐银梅，万春秋，栗辉，阎群，崔家瑞，杨旭，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：