一种加热炉二级系统炉温设定方法

摘要

本发明提供了一种加热炉二级系统炉温设定方法，所述方法包括：根据各加热段内多板坯的计划出炉温度，获得各加热段的目标出炉温度；获得炉内每块板坯的预测出炉温度；根据各加热段的所述计划出炉温度和各板坯的所述预测出炉温度，获得炉内各加热段的预测出炉温度差；根据各加热段的所述目标出炉温度和所述预测出炉温度差，获得各加热段的上部段设定温度；根据所述上部段设定温度，获得各加热段的炉温设定值。解决了计划编排出现出炉目标温度过渡频繁且过渡量较大，板坯加热质量差的技术问题。达到了综合考虑各加热段内板坯的重要级别、段内位置级别等进行温度设定，有效避免炉温设定大幅波动的技术效果。

说明书

技术领域

本发明涉及工业炉技术领域，尤其涉及一种加热炉二级系统炉温设定方法。

背景技术

加热炉二级控制系统为生产过程控制系统，主要负责加热炉的生产过程监视、跟踪和优化控制，确保加热产品的加工质量和产量。加热炉二级自动燃烧的根本任务是根据钢坯加热质量要求，通过数学模型的优化设定计算，控制加热炉各供热段的炉温，从而实现对钢坯加热质量的直接控制。二级系统将最优的温度设定值下发至一级，一级自动化系统提供高精度的反馈和执行，运用DCS控制系统实现加热炉燃烧的稳定控制。

但本发明申请人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述现有技术至少存在如下技术问题：

随着产线高端品种的不断开发，计划编排中经常出现出炉目标温度过渡频繁且过渡量较大的情况，炉温设定大幅波动，板坯加热质量差。

发明内容

本发明实施例提供了一种加热炉二级系统炉温设定方法，解决了计划编排出现出炉目标温度过渡频繁且过渡量较大，板坯加热质量差的技术问题。

鉴于上述问题，本发明提供了一种加热炉二级系统炉温设定方法，所述方法包括：根据各加热段的计划出炉温度，获得各加热段的目标出炉温度；获得炉内每块板坯的预测出炉温度；根据各加热段的所述计划出炉温度和各板坯的所述预测出炉温度，获得炉内各加热段的预测出炉温度差；根据各加热段的所述目标出炉温度和所述预测出炉温度差，获得各加热段的上部段设定温度；根据所述上部段设定温度，获得各加热段的炉温设定值。

优选的，所述根据各加热段内多板坯的计划出炉温度，获得各加热段的目标出炉温度之前，包括：通过三级PDI信息获得板坯加热的相关信息；根据所述板坯加热的相关信息获得各加热段内多板坯的计划出炉温度。

优选的，所述根据各加热段内多板坯的计划出炉温度，获得各加热段的目标出炉温度，包括：获得各加热段内多板坯的位置权重和钢种级别加权；根据所述计划出炉温度、所述位置权重和所述钢种级别加权，获得各加热段的所述目标出炉温度。

优选的，所述根据所述计划出炉温度、所述位置权重和所述钢种级别加权，获得各加热段的所述目标出炉温度，具体包括：根据公式T_aim＝Σ(T_target×W_position×W_priority)/Σ(W_position×W_priority)获得所述目标出炉温度；其中，W_position为板坯的位置权重、W_priority为板坯的钢种级别加权、T_target为计划出炉温度。

优选的，所述根据所述计划出炉温度和所述预测出炉温度，获得炉内各加热段的预测出炉温度差，包括：根据所述计划出炉温度和所述预测出炉温度，获得第一温度差；根据所述第一温度差、所述位置权重和所述钢种级别加权，获得所述预测出炉温度差。

优选的，所述根据所述第一温度差、所述位置权重和所述钢种级别加权，获得所述预测出炉温度差，具体包括：根据公式T_bias＝-Σ(T_c×W_position×W_priority)/Σ(W_position×W_priority)获得所述预测出炉温度差；其中，T_c为第一温度差、W_position为板坯的位置权重、W_priority为板坯的钢种级别加权。

优选的，所述根据各加热段的所述目标出炉温度和所述预测出炉温度差，获得各加热段的上部段设定温度，包括：获得各加热段温度修正值、基础值；根据所述各加热段温度修正值、所述基础值、所述目标出炉温度和所述预测出炉温度差，获得各加热段的所述上部段设定温度。

优选的，所述根据所述各加热段温度修正值、所述基础值、所述目标出炉温度和所述预测出炉温度差，获得各加热段的所述上部段设定温度，具体包括：根据公式SV＝T_aim+T_bias+β+γ获得所述上部段设定温度；其中，T_aim为目标出炉温度、T_bias为预测出炉温度差、β为加热段的基础值、γ为加热段温度修正值。

优选的，所述根据所述上部段设定温度，获得各加热段的炉温设定值，包括：获得上下段温度偏差值；根据所述上下段温度偏差值、所述上部段设定温度，获得下部段设定温度，其中，所述炉温设定值由所述上部段设定温度和所述下部段设定温度组成。

优选的，所述根据所述上下段温度偏差值、所述上部段设定温度，获得下部段设定温度，具体包括：根据公式获得下部段设定温度；其中，SV为上部段设定温度、为上下段温度偏差值。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明实施例提供的一种加热炉二级系统炉温设定方法，所述方法包括：获得每个有效加热段内的多个板坯加热的计划出炉温度，根据每个加热段内的所有板坯的所述计划出炉温度，通过计算获得各加热段的目标出炉温度，在计算所述目标出炉温度时参考各加热段内的不同板坯的具体要求，再通过对当前炉内情况进行监测，通过炉内不同加热段的板坯在炉内的运动速度和轧制节奏有所不同，周期预测出炉内每个加热段内的每块板坯的预测出炉温度，根据所述计划出炉温度和得出的所述预测出炉温度，计算两者的差值计算获得预测出炉温度差，然后根据上述步骤计算得出的所述目标出炉温度和所述预测出炉温度差，通过计算获得各加热段的上部段设定温度，最后根据得出的所述各加热段的上部段设定温度获得各加热段的下部段设定温度，从而构成了各加热段的设定温度，通过精确计算得出优化的温度设定值，按照该温度设定值进行反馈和执行，结合了各加热段内各个板坯的不同特点，精细计算出温度设定值，使温度波动有效控制，从而解决了计划编排出现出炉目标温度过渡频繁且过渡量较大，板坯加热质量差的技术问题，达到了综合考虑各加热段内的多板坯的具体参数情况进行温度设定，有效避免炉温设定大幅波动，实现出炉温度过渡量小，保证板坯的加热质量的技术效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例中一种加热炉二级系统炉温设定方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种加热炉二级系统炉温设定方法，用于解决计划编排出现出炉目标温度过渡频繁且过渡量较大，板坯加热质量差的技术问题。

本发明提供的技术方案总体思路如下：

根据各加热段内多板坯的计划出炉温度，获得各加热段的目标出炉温度；获得炉内每块板坯的预测出炉温度；根据各加热段的所述计划出炉温度和各板坯的所述预测出炉温度，获得炉内各加热段的预测出炉温度差；根据各加热段的所述目标出炉温度和所述预测出炉温度差，获得各加热段的上部段设定温度；根据所述上部段设定温度，获得各加热段的炉温设定值。达到了综合考虑各加热段内的参数情况进行温度设定，有效避免炉温设定大幅波动，实现出炉温度过渡量小，保证板坯的加热质量的技术效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为本发明实施例中一种加热炉二级系统炉温设定方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例提供了一种加热炉二级系统炉温设定方法，所述方法包括：

步骤10：根据各加热段内多板坯的计划出炉温度，获得各加热段的目标出炉温度。

其中，多板坯表示两个以上板坯。

进一步的，所述根据各加热段内多板坯的计划出炉温度，获得各加热段的目标出炉温度之前，包括：通过三级PDI信息获得板坯加热的相关信息；根据所述板坯加热的相关信息获得各加热段内多板坯的计划出炉温度。

进一步的，所述根据各加热段内多板坯的计划出炉温度，获得各加热段的目标出炉温度，包括：获得各加热段内多板坯的位置权重和钢种级别加权；根据所述计划出炉温度、所述位置权重和所述钢种级别加权，获得各加热段的所述目标出炉温度。

进一步的，所述根据所述计划出炉温度、所述位置权重和所述钢种级别加权，获得各加热段的所述目标出炉温度，具体包括：根据公式T_aim＝Σ(T_target×W_position×W_priority)/Σ(W_position×W_priority)获得所述目标出炉温度；其中，W_position为板坯的位置权重、W_priority为板坯的钢种级别加权、T_target为计划出炉温度。

具体而言，通过三级下发的PDI信息中采集板坯的相关信息，所述PDI信息中包含有相关生产计划，其中所述板坯的相关信息包括：板坯号、钢种、规格、成品规格、RT2温度、计划出炉温度、在炉时间、板坯装炉温度等，所述RT2温度为经过初轧后即将进入精轧的初轧温度。从所述板坯的相关信息中得到所述板坯的计划出炉温度。对炉内各加热有效段内的每一块板坯进行判断，根据从三级PDI中获得的所述计划出炉温度，结合所述有效段内每块板坯的位置权重和钢种级别加权，对于重要钢种加热要求高的板坯权重占比设定较大，从而保证了重点钢种的炉温条件，利用计算公式计算出每段段内目标出炉温度，通过计算精确目标出炉温度减少过渡量，并且，各加热段根据自身特点选择不同的炉温设定策略，针对不同钢种设置不同的加热策略，可以针对重点钢种进行针对性加热策略，将重点钢种设置为关键坯加热策略，达到了综合考虑加热段内的位置和钢种级别等因素进行温度设定，有效避免炉温设定大幅波动。

步骤20：获得炉内每块板坯的预测出炉温度。

具体而言，监测所述板坯在炉内的具体轧制情况，得出所述板坯在炉内的运行速度和轧制节奏，根据炉内的加热温度及监测得出的运行速度和轧制节奏等具体情况，周期预测炉内每块板坯的出炉温度，该出炉温度作为每块板坯的预测出炉温度。

步骤30：根据各加热段的所述计划出炉温度和各板坯的所述预测出炉温度，获得炉内各加热段的预测出炉温度差。

进一步的，所述根据所述计划出炉温度和所述预测出炉温度，获得炉内各加热段的预测出炉温度差，包括：根据所述计划出炉温度和所述预测出炉温度，获得第一温度差；根据所述第一温度差、所述位置权重和所述钢种级别加权，获得所述预测出炉温度差。

进一步的，所述根据所述第一温度差、所述位置权重和所述钢种级别加权，获得所述预测出炉温度差，具体包括：

根据公式T_bias＝-Σ(T_c×W_position×W_priority)/Σ(W_position×W_priority)获得所述预测出炉温度差；其中，T_c为第一温度差、W_position为板坯的位置权重、W_priority为板坯的钢种级别加权。

具体而言，根据所述计划出炉温度和步骤20预测得出的预测出炉温度，计算出每块板坯的出炉温度偏差T_c，根据公式：T_c＝T_pre-T_target计算得出所述出炉温度偏差，其中，T_pre为预测出炉温度，T_target为计划出炉温度，其结果分为两种情况，当所述预测出炉温度大于所述计划出炉温度时，得到的出炉温度偏差T_c＞0，表示为T_over为过烧板坯温度偏差；当所述预测出炉温度小于或等于所述计划出炉温度时，得到的出炉温度偏差T_c≤0，表示为T_u为瓶颈板坯温度偏差，需要更加注意加热温度，因为在“关键板坯”即重点钢种加热中，瓶颈板坯温度偏差影响最大，首先要保证段内没有关键坯的瓶颈板坯，以保证关键坯的加热质量。根据得出的各加热段的出炉温度偏差T_c、各加热段内所有板坯的位置权重W_priority及钢种级别加权W_position，利用各加热段内预测出炉温度差T_bias计算公式：T_bias＝-Σ(T_c×W_position×W_priority)/Σ(W_position×W_priority)，计算出各加热段的预测出炉温度差，对于钢种级别高加热要求高的板坯的占比较大，同样对于重点板坯位置的权重占比也较大，从而达到了综合考虑各加热段内板坯的重要级别、段内位置级别等因素进行温度设定，有效避免炉温设定大幅波动。

步骤40：根据各加热段的所述目标出炉温度和所述预测出炉温度差，获得各加热段的上部段设定温度。

进一步的，所述根据所述目标出炉温度和所述预测出炉温度差，获得各加热段的上部段设定温度，包括：获得各加热段温度修正值、基础值；根据所述各加热段温度修正值、所述基础值、所述目标出炉温度和所述预测出炉温度差，获得各加热段的所述上部段设定温度。

进一步的，所述根据所述各加热段温度修正值、所述基础值、所述目标出炉温度和所述预测出炉温度差，获得各加热段的所述上部段设定温度，具体包括：根据公式SV＝T_aim+T_bias+β+γ获得所述上部段设定温度；其中，T_aim为目标出炉温度、T_bias为预测出炉温度差、β为加热段的基础值、γ为加热段温度修正值。

具体而言，判断每块板坯是否进入到各加热段的有效区间内，确认进入加热有效区间，从系统中调出各加热段温度的修正值和基础值，根据不同的加热炉内情况获得对应的修正值和基础值，再结合前面步骤计算得出的每个加热段的所述目标出炉温度和各加热段所述预测出炉温度差，通过计算公式SV＝T_aim+T_bias+β+γ精确计算得出各加热段温度的上部段设定值，所述上部段设定值为各加热段的设定温度的上段值。

步骤50:根据所述上部段设定温度，获得各加热段的炉温设定值。

进一步的，所述根据所述上部段设定温度，获得各加热段的炉温设定值，包括：获得上下段温度偏差值；根据所述上下段温度偏差值、所述上部段设定温度，获得下部段设定温度，其中，所述炉温设定值由所述上部段设定温度和所述下部段设定温度组成。

进一步的，所述根据所述上下段温度偏差值、所述上部段设定温度，获得下部段设定温度，具体包括：根据公式获得下部段设定温度；其中，SV为上部段设定温度、为上下段温度偏差值。

具体而言，根据加热炉的上下段温度偏差和上步骤中计算获得的所述上部段设定温度，通过公式计算出加热炉的下部段设定温度，将所述下部段设定温度作为各加热段设定温度的下段值，由所述上部段设定温度和所述下部段设定温度组成加热段的温度设定值，从而确定炉内各加热段的炉温设定，通过将根据板坯温度、钢种级别及段内的位置级别通过精确计算得出的最优的温度设定值发送至一级系统，一级自动化系统提供高精度的反馈和执行，实现对加热炉燃烧的稳定控制，以保证板坯在出炉时刻达到目标出炉温度，同时针对重点钢种加热要求高、出炉温度过渡偏差大的问题，引入了“关键坯”概念，针对高要求的钢种进行针对性的设定，在设定温度时综合考虑各加热段内关键坯的重要级别、段内位置级别等因素进行温度设定，有效避免炉温设定大幅波动。解决了计划编排出现出炉目标温度过渡频繁且过渡量较大，板坯加热质量差的技术问题，达到了综合考虑各加热段内板坯的重要级别、段内位置级别等因素进行温度设定，有效避免炉温设定大幅波动，实现出炉温度过渡量小，保证板坯的加热质量，同时有效提高自动化控制水平，减少操作人员劳动强度的技术效果。

实施例二

为了更好的介绍本发明实施例的一种加热炉二级系统炉温设定方法技术特点和用途，下面将结合具体实施例来对本发明的应用情况进行详细说明。

1)板坯入炉前相关数据收集，从中获取计划出炉温度。

入炉板坯的三级PDI中获取板坯的相关信息，如下表1所示，包括板坯号、钢种、规格、成品规格、RT2温度、计划出炉温度、板坯装炉温度等信息。

表1板坯PDI信息

2)确定各加热段目标出炉温度

对炉内各加热有效段内的每一块板坯进行判断，根据每块板坯的目标出炉温度，计算每段的目标出炉温度。钢种级别及位置权重如表2、3所示：

表2钢种级别

钢种ZSAC1SDC01SPHCSPA-H钢种级别1115

表3段内位置权重

钢种1234位置权重0.10.450.350.1

根据有效段内每块板坯的位置权重W_position及钢种级别W_priority加权，公式如下：

T_aim＝Σ(T_target×W_position×W_priority)/Σ(W_position×W_priority)

求得各加热段目标出炉温度，计算过程如下：

1HZ：T_aim＝(1230*0.1*1+1230*0.1*1+1230*0.45*1……1250*0.1*1)/(0.1*1+0.1*1+0.45*1+……0.1*1)＝1235℃

2HZ：T_aim＝(1250*0.1*1+1250*0.1*1+1270*0.45*1……1270*0.1*1)/(0.1*1+0.1*1+0.45*1+……0.1*1)＝1259℃

SZ：T_aim＝(1270*0.1*1+1270*0.1*1+1270*0.45*1……1290*0.1*5)/(0.1*1+0.45*1+0.45*1+……0.1*5)＝1286℃

3)计算板坯预测出炉温度差

根据板坯在炉内的运行速度及当前的轧制节奏，周期预测炉内每块板坯的出炉温度T_pre，从而计算出每块板坯的出炉温度偏差T_c，如表4所示

表4板坯预测出炉温度

根据段内所有板坯的位置权重W_position及钢种级别W_priority加权求得，段内T_bias计算方法：

T_bias＝-Σ(T_c×W_position×W_priority)/Σ(W_position×W_priority)

求得各加热段的预测温度偏差，计算过程如下：

1HZ：T_bias＝-(45*0.1*1+45*0.1*1+47*0.45*1……30*0.1*1)/(0.1*1+0.1*1+0.45*1……+0.1*1)＝-43℃

2HZ：T_bias＝-(33*0.1*1+33*0.1*1+35*0.45*1……18*0.1*1)/(0.1*1+0.1*1+0.45*1+……0.1*1)＝-27℃

SZ：T_bias＝-(20*0.1*1+20*0.1*1+24*0.45*1……5*0.1*5)/(0.1*1+0.45*1+0.45*1+……0.1*5)＝-11℃

4)计算上部段加热炉温设定

判断每块板坯是否进入到各加热段的有效区间，然后根据计算得出的T_aim及T_bias值，得出各加热段上部的设定温度：

其中，各加热段β、γ如表5所示：

表5各加热段温度修正值

变量(℃)1HZ2HZSZβ-5105γ51015

根据公式SV＝T_aim+T_bias+β+γ计算各加热段温度设定值，计算过程如下：

1HZ：SV＝T_aim+T_bias+β+γ＝1235+(-43)+(-5)+5＝1192℃

2HZ：SV＝T_aim+T_bias+β+γ＝1259+(-27)+10+10＝1252℃

SZ：SV＝T_aim+T_bias+β+γ＝1286+(-11)+5+15＝1295℃

5)计算下部段加热炉温设定

根据计算得出的上部段设定温度，加上炉温设定偏差上、下炉温设定偏差如下表6所示，根据计算公式所述求得各加热段上下部的温度设定值，计算过程如下，其中SV_top为上部段设定温度、SV_bot为下部段设定温度：

表6上下段温度偏差

1HZ：SV_top＝SV＝1192℃

2HZ：SV_top＝SV＝1252℃

SZ：SV_top＝SV＝1295℃

6)设定温度下发给一级DCS系统

将最优的温度设定，所述温度设定由所述上部段设定温度和所述下部段设定温度组成，将计算得出的最优温度设定值下发至一级，一级自动化系统提供高精度的反馈和执行，运用DCS控制系统实现加热炉燃烧的稳定控制，本发明实施例中所述DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，在国内自控行业又称之为集散控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。所述一级DCS系统实现对加热炉燃烧的稳定控制。

通过本发明实施例的自动化温度设定，实现针对重点钢种加热要求高、出炉温度过渡偏差大的问题，引入了“关键坯”即重点钢种的概念，综合考虑各加热段内关键坯的重要级别、段内位置级别等因素进行温度设定，有效提高自动化控制水平，减少操作人员劳动强度。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明实施例提供的一种加热炉二级系统炉温设定方法，所述方法包括：获得每个有效加热段内的多个板坯加热的计划出炉温度，根据每个加热段内的所有板坯的所述计划出炉温度，通过计算获得各加热段的目标出炉温度，在计算所述目标出炉温度时参考各加热段内的不同板坯的具体要求，再通过对当前炉内情况进行监测，通过炉内不同加热段的板坯在炉内的运动速度和轧制节奏有所不同，周期预测出炉内每个加热段内的每块板坯的预测出炉温度，根据所述计划出炉温度和得出的所述预测出炉温度，计算两者的差值计算获得预测出炉温度差，然后根据上述步骤计算得出的所述目标出炉温度和所述预测出炉温度差，通过计算获得各加热段的上部段设定温度，最后根据得出的所述各加热段的上部段设定温度获得各加热段的下部段设定温度，从而构成了各加热段的设定温度，通过精确计算得出优化的温度设定值，按照该温度设定值进行反馈和执行，结合了各加热段内各个板坯的不同特点，精细计算出温度设定值，使温度波动有效控制，从而解决了计划编排出现出炉目标温度过渡频繁且过渡量较大，板坯加热质量差的技术问题，达到了综合考虑各加热段内的多板坯的具体参数情况进行温度设定，有效避免炉温设定大幅波动，实现出炉温度过渡量小，保证板坯的加热质量的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。