一种中间坯加热器优化控制方法技术

本发明专利技术公开了一种中间坯加热器优化控制方法，该方法根据中间坯速度的变化确定其中间坯长度方向上的特征点，并对特征点进行预计算，通过对中间坯特征点的预计算，可以计算出中间坯特征点的精轧机入口与出口温度，根据中间坯的终轧温度是否满足目标值，来决定中间坯加热器正确、合理地投入以及在线使用，以提高中间坯产品的均匀性和节约能源。当各特征点的终轧温度能够满足目标值要求时，就不必投入中间坯加热器，当中间坯上某些特征点的终轧温度低于目标值时，能够根据温度偏差确定最合理的中间坯加热器的升温量。这样可以避免采用指定方式确定中间坯加热器投入量的盲目性，提高中间坯加热器的使用效率以及终轧温度控制精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁冶炼中热轧带钢的生产工艺，更具体地涉及。
技术介绍
中间坯加热器是近几年应用于热轧生产的新设备。通过对中间坯加热，可有效地提高热轧带钢产品长度方向的性能均匀性。为了达到一定的加热能力，一般需要配置若干组加热器。每一组中间坯加热器的功率可高达9000KW，一般来说，在热轧带钢的生产工艺中，需要根据所要轧制的中间坯的长度需要配备数组加热器来进行加热，以提高带钢长度方向的均匀性。因此如何合理地使用中间坯加热器，使其既不过度使用，也不欠使用，一方面是热轧生产工艺中带钢产品性能的要求，另一方面也是节约能源的需要，这是一个在业内普遍受到关注和需亟待解决的重要课题。为了便于审查员及业内相关的技术人士对带钢在热轧轧制过程及中间坯使用的情况了解，请先参阅图1所示，通过加热炉加热到预定温度的板坯经过粗轧机1轧制后的中间坯2进入中间辊道3，为了保证达到中间坯2经过精轧机7轧制后的性能的均匀性，需要保证中间坯2的终轧温度达到一定的目标值。为了充分发挥轧机的生产能力，中间坯2在精轧机7轧制的过程中采用加速轧制，通过加速轧制可减少中间坯2的水冷与空冷的时间、减少与轧辊接触时间等，能够减少中间坯2在精轧机7中的温降，增加加工升温，提高中间坯2的终轧温度。如果终轧温度高于目标温度值，需要使用机架间喷水对中间坯2进行冷却。通常情况下，薄规格带钢的终轧温度受中间坯2穿带速度的限制一般无法达到设定的目标值。为此在中间辊道3上设置中间坯加热器4以提高中间坯2的温度。图1中，5为飞剪，6为高压除鳞箱。根据申请人的了解和通过检索，与有关中间坯加热器方面的技术和专利，专利主要集中在中间坯加热器设备方面。例如JP 11123425 A提供了一种防止中间坯与中间坯加热器(BH)相撞的矫直装置。JP 2004237325 A提供了一种可以将中间坯进行侧向移动的装置，以防止中间坯与中间坯加热器(BH)的边部撞击。仅有极少数涉及对中间坯加热器的控制使用的专利，例如，采用固定功率加热提高中间坯全长温度、对中间坯头尾进行加热、消除水印的加热方法、从头开始逐步加大投入功率四种方法。但这些方法均没有根据带钢在精轧机中的轧制情况以及终轧温度目标值出发进行优化控制。其他的中间坯加热器控制相关的专利则更没有实现对中间坯加热器的优化控制。与本专利技术的控制方法较为接近的仅有一篇专利，即，JP11-221606提出了对中间坯进行分段采集数据，再确定每个段在中间坯加热器不投入时的终轧温度值Tmin，以及在中间坯加热器按最大功率投入时的终轧温度值Tmax。最后根据带钢的目标终轧温度Ttarget按以下公式求得各段投入的功率值PP={Pmax(Ttarget-Tmin)/(Tmax-Tmin)ifPmax0Tmin≤Ttarget≤TmaxTmax<TtargetTtarget<Tmin]]>该专利所揭示的控制方法存在两个关键的缺陷。一是难以确定各段的Tmin与Tmax值。因为带钢在精轧的穿带速度、加速度等速度数据均可能发生随机变化，除鳞水的投入与否也不固定，因此实际上在未给定中间坯运动速度、加速度等数据的情况下无法确定各段的Tmin与Tmax值。二是确定每个段的Tmin与Tmax值需要的计算量过大，难以在线完成。例如将中间坯划分为100段或更多时，所需要的计算量巨大，很难以在线完成，实现对中间坯加热器在何时投入使用进行控制，不能保证中间坯长度方向的均匀性，因而也就不能保证最终产品的质量；另外，该方法不能合理地使用中间坯加热器和浪费能源巨大。随着中间坯加热器的热轧生产中的应用不断扩大和普及，将会有更多的热轧生产线中直接配置中间坯加热器，中间坯加热器的能耗问题也将更加突出大，迫切需要优化其控制，因此如何控制中间坯加热器在各段的加热功率，使中间坯加热器在热轧轧制工艺中得到正确、充分的利用，至今仍然是困扰着业界专业人士的一个难题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是针对热轧带钢工艺中的中间坯加热器在使用中存在的上述缺点，提出，利用该方法来决定中间坯加热器正确、合理地投入在线使用，以提高带钢产品的均匀性和节约能源。本专利技术的次要目的是提供，寻求中间坯加热器在何时需要投入以及解决中间坯加热器的较佳的投入量。本专利技术的另一次要目的是提供，使已投入的中间坯加热器的控制为最优的，确定最合理的中间坯加热器升温量，在满足产品质量要求的同时，降低中间坯加热器的消耗。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，包括以下步骤a，采集中间坯在粗轧机出口温度数据；b，将所采集的中间坯温度进行分段，并对所采集的温度数据进行统计处理；c，根据所要轧制的带钢钢种、厚度以及终轧温度确定速度制度和用水制度； d，根据中间坯的速度制度确定其加速度发生变化的位置为特征点；e，计算中间坯的上述各特征点在中间坯加热器未投入使用且中间坯快速通过中间辊道情况下的精轧机入口温度、终轧温度；f，判断上述所有特征点的终轧温度是否满足目标值要求，如果各特征点的终轧温度T特征点i1大于目标值T特征点iTarget的要求，就不投入中间坯加热器，如果终轧温度T特征点i1小于目标值T特征点iTarget，则考虑投入中间坯加热器。所述的步骤b中，对采集的中间坯温度分段是指对粗轧机出口中间坯温度数据按定长或定时间周期进行分段，然后通过对所收集的温度进行统计分析处理以获得中间坯各段的粗轧出口温度值。所述的步骤c中，所述的用水制度是指高压除鳞水、机架水是否投用以及投用时的流量；所述的速度制度是指中间坯头部通过各机架的速度、轧制过程中的加速度与最高速度以及带钢尾部的减速度。另，该方法包括以下步骤a，采集中间坯在粗轧机出口温度数据；b，将所采集的中间坯温度进行分段，并对所采集的温度数据进行统计处理；c，根据所要轧制的带钢钢种、厚度以及终轧温度确定速度制度和用水制度；d，根据中间坯的速度制度确定其加速度发生变化的位置为特征点；e，计算中间坯的上述各特征点在中间坯加热器未投入使用且中间坯快速通过中间辊道情况下的精轧机入口温度、终轧温度；f，判断上述所有特征点的终轧温度是否满足目标值要求，如果各特征点的终轧温度是否大于目标值的要求，就不投入中间坯加热器，如果终轧温度小于目标值，则投入中间坯加热器；g，计算各特征点在中间坯在线投入但未加热情况下的精轧机入口温度以及终轧温度；h，计算确保各特征点的终轧温度目标值时相对应的精轧机入口温度；i，根据步g和h确定的精轧机入口温度确定各特征点需要由中间坯加热的升温量；j，根据特征点的升温量通过线性插值方法确定中间坯其余段的升温量；k，最终根据各段的升温量以及中间坯加热器的加热能力确定各段通过中间坯加热器的温度升高量。所述的步骤b中，对采集的中间坯温度分段是指对粗轧机出口中间坯温度数据按定长或定时间周期进行分段，然后通过对所收集的温度进行统计分析处理以获得中间坯各段的粗轧出口温度值。所述的步骤c中，所述的用水制度是指高压除鳞水、机架水是否投用以及投用时的流量；所述的速度制度是指中间坯头部通过各机架的速度、轧制过程中的加速度与最高速度以及带钢尾部的减速度。所述的步骤i中，在确定各特征点需要通过中间坯加热器的温度升高量ΔT特征点iBH应该满足 所述的步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中间坯加热器优化控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：ａ，采集中间坯在粗轧机出口温度数据；ｂ，将所采集的中间坯温度进行分段，并对所采集的温度数据进行统计处理；ｃ，根据所要轧制的带钢钢种、厚度以 及终轧温度确定速度制度和用水制度；ｄ，根据中间坯的速度制度确定其加速度发生变化的位置为特征点；ｅ，计算中间坯的上述各特征点在中间坯加热器未投入使用且中间坯快速通过中间辊道情况下的精轧机入口温度、终轧温度；ｆ，判断上述 所有特征点的终轧温度是否满足目标值要求，如果各特征点的终轧温度Ｔ↓［特征点ｉ］↑［１］大于目标值Ｔ↓［特征点ｉ］↑［Ｔａｒｇｅｔ］的要求，就不投入中间坯加热器，如果终轧温度Ｔ↓［特征点ｉ］↑［１］小于目标值Ｔ↓［特征点ｉ］↑［Ｔａｒｇｅｔ］，则考虑投入中间坯加热器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：单旭沂，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]