中板加热炉温度场计算机仿真研究

钢坯在加热炉的加热过程是影响设备运行和产品质量的关键环节。为了评估钢坯加热性能和进一步分析钢坯在加热过程中的变化，以加热炉及钢坯作为研究对象，利用ANSYS商业软件对加热炉内钢坯的温度分布进行了动态模拟计算。通过模拟分析，得到了钢坯在加热炉中不同时间与位置的温度分布，经实测验证，计算结果与实际加热情况吻合较好。研究结果对调整加热炉模型参数和提高温度控制精度具有指导意义。     

加热制度参数试验分析和改进

针对加热炉控制参数现状与加热要求越来越精细之间的矛盾,分析加热炉执行的加热制度.结合实际加热过程参数,提出目前加热制度存在的问题.通过钢坯在线温度测试(黑匣子测试)分析,对加热制度中的加热温度、加热时间以及加热炉各段热负荷和温度场优化,提出改进加热制度,达到减少加热时间、节能和降低钢坯氧化的目的.     

加热炉二级控制模型参数优化研究与应用

阐述了一种优化加热炉二级控制模型参数的方法,该方法是以板坯温度黑匣子实验测试结果为依据,结合加热炉内部结构以及钢坯加热温度需求,完成对加热炉二级控制模型参数的调整、修改(包括:炉膛辐射系数、热量传递系数、炉段分区、自动燃烧炉温设定值等),实现加热炉二级控制模型参数的优化,提高钢坯加热温度控制准确性,改善钢坯加热质量.     

加热炉少氧化优化控制数学模型的研究

本文研究了加热炉少氧化控制数学模型.通过高温氧化试验,确定了可用于加热炉少氧化最优控制的钢坯的氧化量与钢坯温度、气氛及时间之间的关系,并通过钢坯加热炉气氛计算,把氧化因素引入加热炉最优控制的目标函数中,综合钢坯加热过程中的氧化烧损及燃料消耗两个因素,对加热炉进行了温度预示计算、最优化空气系数及最优化炉温计算,得出了加热炉加热不同规格钢坯时的经济区域.     

我国自行设计的大型步进梁式加热炉

大型步进梁式加热炉是70年代以来世界广泛采用的轧钢车间先进加热设备,与推钢式连续加热炉相比所具有的优点是: 1.加热质量好,钢坯温度均匀,无阴阳面和水冷黑印,钢坯断面温差小; 2.加热速度快,钢坯在炉时间短,产量高、能耗低;     

钢坯热轧加热炉区生产调度模型与算法

钢坯热轧加热炉区生产调度属于组合优化中的NP-complete问题.本文根据加热炉区生产特点建立了分别以生产能耗最小化和加热质量最优化为主次目标的钢坯加热炉区调度数学模型,将其归结为布尔可满足性问题,构造了采用二进制编码方式的遗传禁忌搜索算法进行求解.基于实际生产数据的模拟优化结果表明,该模型和求解方法充分满足了现场加热炉区生产调度的需求,在满足生产工艺约束的前提下,缩短了生产时间,提高了钢坯入炉温度和加热质量,与传统人工调度方法的结果相比具有更好的节能、高产效果.      

基于WinCC组态软件的加热炉炉温优化控制的实践

针对新钢公司线材厂高线加热炉钢坯热装温度波动大影响钢坯加热质量的现状,提出在西门子WinCC组态软件平台上,利用WinCC全局脚本编辑器,编写加热炉炉温优化控制程序,并在WinCC系统下运行.实现了加热炉炉温的实时、动态、优化控制,提高了钢坯的加热质量,使钢坯出炉温度稳定在设定值的±10℃以内,同时进一步降低了燃耗和钢坯烧损,在实际生产应用中取得了良好的控制效果.     

钢坯在线测温技术在加热炉加热制度优化中的应用

利用钢坯在线测温技术对钢坯在加热炉整个加热过程中不同断面、不同层面及炉温进行实时检测，从炉气温度分布、钢坯长度方向上温度分布、钢坯断面温差、钢坯在炉时间等几个方面进行了技术分析，优化了原有的加热制度，降低了加热炉的能耗及钢坯的氧化烧损。     

船板在线温度测试与分析

利用＂黑匣子＂实时动态测量并记录了船板在加热过程中的温度分布,给出钢坯加热过程中加热炉的上下炉温曲线、钢坯加热温度曲线等重要参数,分析了钢坯在加热炉内各段的温度分布情况。为船板的数学模型控制、故障诊断等方面提供了参考。     

一种加热炉温度设定的自适应控制策略

基于目前订单品种多种多样、钢坯规格参差不齐以及生产节奏变化频繁的现状,提出了一种加热炉温度设定的自适应控制策略。自适应控制策略由板坯加热制度、加权平均算法及专家系统组成。首先根据炉内钢坯分布、板坯信息情况及温度加热制度,计算获得每块板坯在炉内实时位置的目标加热温度,然后通过加权平均算法和专家系统的温度优化补偿,计算给出加热炉各段目标温度设定值。该策略有效解决了加热炉多种钢坯混装、钢坯规格及生产节奏变化频繁时目标温度不能自动设定的问题,提高了加热炉的生产效率,节约了人工成本,并提高了钢坯的加热质量。     

加热炉热负荷分配优化研究与应用

针对加热炉投产初期煤气消耗量高,加热温度较低,无法满足钢坯加热需求等问题,利用Fluent软件对不同热负荷分配比例下加热炉内的热工特性情况进行模拟,优化加热炉热负荷分配比例。根据优化结果,提出改进措施,并在加热炉生产控制中应用,实现加热炉各段热负荷分配的合理调控,使加热炉各段炉温满足钢坯加热需求,同时降低加热炉燃料消耗。     

工业加热炉温度设定的研究与应用

工业加热炉过程具有多变量、时变、非线性、耦合、大惯性和纯滞后等特点。当前对于加热炉温度的设定值主要还是人工操作给出。针对加热炉温度这一复杂的工业过程,设计了一个具有炉温设定的控制系统。通过建立指标优化、理想加热曲线、加热策略、待轧策略、轧线纠正、钢坯升温、钢坯温度预报和跟踪等模型以及对钢坯温度的控制,产生炉温设定值。保证炉温设定值与产量指标随工况变化实时处于优化状态。该控制系统成功应用于某钢铁公司中板工序,取得了良好的应用效果。     

连续加热炉数学模型控制中的炉温决策方法

根据连续加热炉炉温分段可控性和钢温的变化滞后于炉温的变化的特点，提出了一种新的炉温决策方法。该方法以控制段（加热段或均热段）内某处钢坯的平均温度和表面温度与设定值的偏差最小为控制目标，推导炉温决策的计算公式，因考虑了炉温对未来几个控制周期内的钢温的影响，很适合对加热炉动态热工过程的控制。模拟计算表明，该方法具有相当好的控制效果和收敛性。此外，还详细讨论了全炉钢温跟踪模型以及处理钢坯移动速度的两种途     

优化H型钢加热炉热工制度的尝试

马钢在热工调查中发现,H型钢在加热炉运行中存在加热及均热段炉膛温差较大问题,不利于钢坯均匀加热。通过增减加热炉计算机远程区域热负荷来改善炉温的不均衡趋势,以及采取单个烧嘴直接手动调节来减小局部温差的热工调试,缩小了炉膛和钢坯加热表面的温差,优化效果明显;并提出了引进热工智能控制技术,研究钢坯热装温度与加热负荷的关系,开展降低出钢温度试验研究的优化热工制度的思路。     

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A 2D temperature model was proposed for heating rules and real-time calculation during heating process on billet reheating furnace, which included furnace temperature calculation along furnace length, billet surface fluxes calculation and conduction calculation inside billet. First, furnace temperature was accomplished according to thermocouple. Then fluxes on the above and below surfaces were calculated by total heat exchange factor method, as well as lateral fluxes. ADI and TDMA algorithms were adopted to calculate billet internal temperature distribution. Validation was carried out by thermocouple experiments and a model system was established in a hot rolling plant to provide appropriate heating rules and real-time temperature prediction. It shows precision and responsibility during reheating furnace production.     

宽厚板坯双炉加热生产工艺的优化

对宽厚板坯加热过程中,坯料出炉温度波动较大的现象,进行了较详细的分析,找到了解决这一问题的有效途径。通过优化加热炉生产工艺,提高了板坯加热质量,效果显著。     

基于加热炉埋偶实验的GCr15钢坯心部温度预测

加热炉钢坯的心部温度均匀性控制对产品质量稳定性至关重要,由于加热炉中的高温环境,对钢坯心部温度高精度预测始终是一个难题。为了解决这个难题,本实验建立了一种基于钢坯埋偶黑匣子温度测量方法,有效获知加热炉内钢坯不同位置实际温度分布情况。基于黑匣子测温实验数据,采用数据清洗、数据平滑与标准化等预处理方法,采用基于数据驱动的神经网络、随机森林与XGBoost模型,利用加热炉中可测的炉气温度对不可测的钢坯心部的温度进行预测。预测GCr15钢150 mm×150 mm坯心部温度,结果表明：XGBoost模型回归预测效果最好,相对误差主要分布在0%～5.4%,模型中97.1%的样本点绝对误差小于10℃,其RMSE误差为4.1345℃,MAPE误差为0.47%。提出了钢坯埋偶黑匣子测温+XGBoost模型预测钢坯心部温度的方法。     

连铸坯热装热送工艺研究和钢板质量改进措施

本文通过对热送铸坯钢板表面裂纹产生的原因进行分析和研究,发现热送铸坯钢板表面裂纹主要在轧制环节中产生;降低铸坯加热炉温度,减少铸坯加热时间等措施可使热装热送铸坯轧制钢板裂纹得到有效控制。     

A novel numerical model for billet reheating furnace

A numerical model of billet reheating furnace is proposed, which includes heat fluxes calculation around four billet surfaces and two-dimensional conduction calculation inside billet. Radiation and convection heat fluxes on top and bottom surfaces are calculated simultaneously, based on quartic and linear difference between furnace gas and billet surface temperatures, while furnace gas temperature is determined according to thermocouple values along furnace length together with billet surface temperature. Lateral fluxes are also calculated considering angle factor on billets interval. Two-dimensional partial differential equation is acquired for billet conduction to determine temperature distribution, which is discretised and solved by Alternating Direction Implicit and TriDiagonal Matrix Algorithm. Two embedded thermocouple experiments were carried out to verify furnace gas temperature, the effect of billet interval on lateral heat flux calculation as well as billet temperature. It met agreement well with experiments on billet temperature, which could be a better prerequisite for further reheating furnace automatic control.     

蓄热式燃烧技术在青钢钰尊高线加热炉上的应用

介绍了蓄热式燃烧技术在青钢钰尊高线步进梁式加热炉设计中的应用情况。加热炉燃烧系统分三个供热段，采用分隔式空、煤气双预热烧嘴．直通道蜂窝体蓄热体，通过换向系统，实现了“极限余热回收”和高温空(煤)气预热。投用后，加热炉满足节能、无公害及生产操作自动化程度高的要求，钢坯加热温度均匀，吨钢燃耗1．4GJ，氧化烧损率约为0．7％。