辊底式隧道加热炉温度控制系统的研究

摘要

辊底式隧道加热炉在工业中属于是一个非常典型的复杂的被控对象，正常生产过程包括化学、物理和热力学的变化，加热炉具有非线性、多变量、强耦合、滞后很大等特点。加热炉的作用是加热板坯，在出口处板坯的温度均匀度必须满足轧机的轧制要求，为了达到这个目的，采用不同的控制方式来控制炉温。由此可见，加热炉温度控制是至关重要的。
　　通钢的薄板坯连铸连轧生产线是典型的DSP工艺流程。本文主要围绕辊底式隧道加热炉的温度控制系统进行介绍和分析，重点阐述了隧道式加热炉主要工艺流程、作用、结构、工艺参数等。加热的过程控制和板坯的加热质量是直接影响热轧过程能耗水平的关键因素，所以了解钢坯的加热原理和热平衡过程很重要。通过热平衡图分析了铸速分别为最大值、正常值和最小值时的热量交换情况，确定了在工艺允许的温差范围±10℃内，三种情况的加热时间分别为8.5分钟、13.8分钟和22.0分钟，并考虑了加热时间过长会浪费燃料，提高生产成本，使氧化铁皮量增加。这些分析结论为炉温控制系统的设计奠定了基础。。
　　通过对单交叉限幅和双交叉限幅的分析和比较，确立了双交叉限幅的炉温控制方案，保证了燃料的充分燃烧，减少污染气体的排放，提高空燃比的稳定性，较好地解决了原有控制方法中比例失调、空气过剩和燃料流量系统互相影响引起的振荡等问题。实现了加热炉温度控制的稳定性，从而保证了板坯的加热质量。

目录

声明

摘要

1．1 课题背景

1．2 国内外加热炉控制发展状况

1．3 加热炉控制炉温的研究意义

1．4 论文主要内容

第2章 通钢隧道式加热炉设备布置

2．1 典型DSP工艺流程

2．2 通钢辊底式隧道加热炉概述

2．2．1 工艺过程

2．2．2 隧道式辊底加热炉的作用

2．3 辊底式隧道加热炉主要工艺参数

2．4 加热炉基本结构

2．4 本章小结

第3章 通钢加热炉加热原理分析

3．1 热传递方式

3．2 加热炉内板坯受热机理

3．3 板坯加热热平衡分析

3．4 加热质量评价指标

3．4．1 名义温度等级

3．4．2 温度均匀性

3．4．3 表面质量

3．4．4 影响加热质量的因素

3．4．5 氧化铁皮形成

3．5 本章小结

第4章 通钢加热炉温度控制系统研究

4．1 基本回路炉温控制系统

4．1．1 顺序控制

4．1．2 系统组成

4．1．3 常规PID控制方法

4．1．4 PID调节器缺点

4．2 单交叉限幅温度控制

4．3 双交叉限幅温度控制

4．4 最佳空燃比的确定

4．5 本章小结

第5章 基于双交叉限幅炉温控制系统设计

5．1 温度控制系统组成

5．2 现场配置图

5．3 温度控制系统的人机监控

5．4 运行结果分析

5．4．1 改造后运行效果

5．4．2 改造后经济效益分析

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢