[发明专利]一种步进梁式加热炉炉内钢坯水梁黑印温差的控制方法

说明书

本发明涉及一种步进梁式加热炉炉内钢坯水梁黑印温差的控制方法，属于加热炉优化控制技术领域。该方法通过埋偶实验的数据回归确定水梁黑印部分与非水梁黑印部分的由于遮蔽作用引起的综合导热系数偏差值；通过建立水梁黑印部分的温度跟踪计算模型，计算钢坯在炉内加热过程中水梁黑印部分的温差；根据不同的黑印部分温差控制要求，进行适合的钢坯在炉时间调整，形成完善的钢坯水梁黑印温差控制方法。本方法能够实现出炉钢坯水梁黑印温差符合加热控制需求，该控制方法具有较强的可操作性，具备较大的推广价值。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别是加热炉优化控制技术领域，涉及一种步进梁式加热炉炉内钢坯水梁黑印温差的控制方法。

背景技术

加热炉是轧钢生产的重要设备，其加热钢坯的质量直接制约着成品质量。步进梁式加热炉的使用，使炉内钢坯能够同时从上部和下部加热，大大提高了钢坯总体的温度均匀性，但是也带来了钢坯与水梁接触部分产生水梁黑印问题。当水梁黑印温差超过35℃以上，就有可能影响后续工艺的轧制质量，因此，对钢坯出炉时，钢坯水梁黑印温差有着较为严格的限定。由于目前缺乏在炉内加热水梁黑印温差的直接测量手段，要依赖于建立水梁黑印温度模型的方法来计算水梁黑印温差，从而满足产品加热质量的要求。

目前国内在减少钢坯水梁黑印方面的专利申请，主要是在对水梁垫块的结构和材质方面的改进，例如中国专利CN201420274219.6，CN201310726634.0等。而针对加热炉控制方面的专利都未涉及到水梁黑印控制方面，例如CN200910053532.0，CN201110076910.4专利等。因此，为了保障加热钢坯的质量，目前急需一种针对步进梁式加热炉炉内钢坯水梁黑印温差的控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种步进梁式加热炉炉内钢坯水梁黑印温差的控制方法，该方法通过埋偶实验的数据回归确定水梁黑印部分与非水梁黑印部分的由于遮蔽作用引起的综合导热系数偏差值；建立水梁黑印部分的温度跟踪计算模型，计算钢坯在炉内加热过程中水梁黑印部分的温差；根据不同的黑印部分温差控制要求，进行适合的钢坯在炉时间调整，实现完善的钢坯水梁黑印温差控制。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种步进梁式加热炉炉内钢坯水梁黑印温差的控制方法，该方法包括以下步骤：

S1：根据钢坯黑匣子实测数据反算钢坯底部水梁部分和非水梁部分的综合辐射系数；

S2：根据步骤S1计算的水梁部位与非水梁部位不同的综合辐射系数，进行数据正确性判断后，计算水梁部分的遮蔽系数；

S3：选取包含水梁遮蔽部分为中心沿宽方向截取钢坯内部二维截面，划分二维网格，建立二维模型，根据钢坯上部、钢坯下部水梁部位和非水梁部位的不同，计算各自的热流密度，建立截面温度跟踪，周期性地计算截面上各温度点的温度；

S4：针对每块即将出炉的钢坯，将实时计算的水梁部分黑印温差与工艺要求水梁黑印控制温差进行对比，对不符合水梁黑印控制温差的钢坯，采取增加加热时间的方式来满足工艺要求。

进一步，在步骤S1中，所述实测数据包括钢坯水梁部位埋偶深度数值、钢坯非水梁部位的埋偶深度数值、周期检测炉温、周期性采集的埋偶点检测数值、周期性采集的钢坯位置信息、记录数据的周期值以及钢坯钢种信息。

进一步，在步骤S1中，所述计算钢坯底部水梁部分和非水梁部分的综合辐射系数，采取以下方法：

在钢坯底部水梁部分和非水梁部分，分别建立一维厚板模型，则每个黑匣子采集数据周期的综合辐射系数用以下方程计算：