[发明专利]加热炉炉内坯料优化加热曲线计算系统及方法

权利要求书

1.加热炉炉内坯料优化加热曲线计算系统，其特征在于包括：

坯料步进及位置跟踪模块，对坯料进行步进操作并返回当前位置；

坯料温度跟踪模块，对加热炉内坯料的内部温度场进行跟踪；

加热炉炉温制度修正模块，根据温度参数，对炉温制度进行修正；

燃料消耗量计算模块，对于满足目标出炉温度的坯料用积分替代目标函数来表征其从入炉至出炉整个加热过程的燃料消耗量多少；

上述各模块依次相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括坯料参数初始化模块，初始化待入炉坯料几何参数及物性参数；加热炉炉温制度设定模块，对加热炉的相关参数进行初始化；计时器，计时并判断是否达到步进或温度跟踪周期。

3.根据权利要求1或2所述的系统的计算方法，其特征在于，包括：

S1）调用坯料参数初始化模块，初始化待入炉坯料几何参数及物性参数；同时，给定坯料入炉温度；

S2）调用加热炉炉温制度设定模块，初始化加热炉相关参数；

S3）计时器计时并判断时间是否达到加热炉步进周期，如果未达到加热炉步进周期，则计时器继续计时；如果达到加热炉步进周期，则执行坯料步进模块，按照加热炉的步进周期仿真坯料在加热炉内的步进动作，并实现对炉内坯料位置的实时预报；

S4)计时器继续计时并判断时间是否达到坯料温度跟踪周期，如果未达到坯料温度跟踪周期，则计时器继续计时；如果达到坯料温度跟踪周期，则执行坯料温度跟踪模块，对不同尺寸规格的坯料在加热炉内不同在炉时间、不同炉内位置的内部温度场进行跟踪；

S5）根据坯料位置跟踪模块返回的坯料当前位置数据来判断坯料是否步进至出炉位置，如果坯料尚未步进至出炉位置，则回到步骤S3；如果坯料已步进至出炉位置，则进入下一步；

S6）计算坯料的温度参数，包括坯料出炉温度及出炉时坯料断面温差，与坯料目标值出炉温度进行比较，如果不在目标出炉温度允许范围内，则调用加热炉炉温制度修正模块，对原炉温进行修正，然后返回到步骤S2；如果在目标值允许范围内，则对坯料从入炉到出炉的温升进行拟合形成坯料优化加热曲线，然后调用燃料消耗量计算模块，对于满足目标出炉温度的坯料用积分替代目标函数来表征其从入炉至出炉整个加热过程的燃料消耗量多少；

S7）判断坯料优化加热曲线计算次数是否达到设定的计算次数，如果没有达到，则坯料优化加热曲线计算次数加1，然后调用加热炉炉温制度修正模块，对炉温进行修正，然后返回到步骤S2；如果达到设定的计算次数，则输出坯料优化加热曲线。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S1中，坯料几何参数包括坯料长度和厚度；坯料物性参数包括坯料密度、比热容、导热系数和黑度。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S2中，加热炉相关参数包括加热炉出钢周期、加热炉步进节奏、加热炉各炉段长度、加热炉总炉长、加热炉各炉段热电偶分布以及加热炉各炉段上、下炉膛初始炉温设定值。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S3中，通过下式控制坯料步进：

L＝L-d

式中，L为坯料距离加热炉出口炉门的距离，d为加热炉步进梁一个步进周期的步进距离。