[发明专利]一种加热炉便携式黑匣子全炉况同步测温阵列

说明书

本发明提供一种加热炉便携式黑匣子全炉况同步测温阵列，涉及冶金装备自动化领域，包括若干个黑匣子装置，在加热炉的预热段、加热段和均热段各选取若干根坯料作为测温坯料，每根所述测温坯料上设置有一个黑匣子装置，所述黑匣子装置通过耐高温接插件与热电偶簇相连，所述热电偶簇包括一个用于测量坯料周围炉温的炉气热电偶，所有黑匣子装置的数据通过天线与设置于加热炉外部的炉外信号接收同步处理单元、Level1系统或Level2系统无线连接。本发明设计便携式的微型黑匣子测温装置，进行加热炉各区的多点布局，同步测控全炉况的温度场演变规律和炉内气氛分布特征，以多种方式实现加热炉温度场的局部高精度测量，在线实时处理数据并与其他黑匣子实现数据互联共享。

技术领域

本发明涉及冶金装备自动化领域，尤其涉及一种加热炉便携式黑匣子全炉况同步测温阵列。

背景技术

温度控制是加热炉的核心技术，保证出炉坯温精度是满足下游稳定生产的关键。对于整个烧钢过程来说，受制于来料冷坯或热坯的初始温度的影响，尤其是混装条件下，炉内气氛对坯温的影响是非常显著的，这种不稳定的烧钢节奏或工况条件，导致炉内温度始终处于热不平衡的波动状态，这在很大程度上影响坯温的加热过程，容易导致坯料温差大、烧损严重以及欠烧、过烧或过热等问题，最终影响坯料的出炉温度精度和温度均匀性。因此，准确检测坯料在炉内的整个温度变化趋势，对于提升坯温/炉温全炉况设定精度及其最终控制效果至关重要，有助于稳定炉内气氛和提升烧钢效率，在一定程度上能够减少过度氧化、粗轧边裂、精轧变形抗力过大等事故或故障。

现有的坯温测量方法，主要有炉内热成像仪、温度模型预报软测量和黑匣子热电偶多点测温这几种常见方式。其中热成像仪在高温下影响因素过多，导致测量精度不高，也无法反映坯料的温度分布特征，通常作为辅助性条件监控炉温；温度模型预报软测量尽管可以从物理机制上模拟坯温、炉温的复杂变化过程，起到软测量的作用，并且能够获得任意位置、任意时刻的坯温和炉温，但是在很大程度上依赖边界条件，动态烧钢节奏和复杂炉况条件都会严重影响温度模型的预报精度，在很大程度上依赖黑匣子的测温数据。黑匣子热电偶测温是最常见的高精度测量方式，通过在某块板坯上插入多点热电偶，进行整个烧钢过程中炉气温度、坯料温度的测量，这是目前最精确的测温方式，能够完整反映加热炉某块钢坯的升温过程。

这种黑匣子测温方式普遍存在的问题如下：热电偶过度集中，设备较为庞大，不对称特征明显，测温后离线分析数据，无法实现与炉况在线参数的绝对匹配，另外单根测试不易测试全炉况的同步波动状况，无法分析相邻坯料或加热炉不同区间的耦合机制。这在一定程度上，会带来炉内的温度分布误差和测量误差，因此有必要对整个加热炉进行全炉况的测温和分析，便于结合坯温、炉温耦合温度场模型，进行高精在线预报和精细控制，从而有助于实现智慧加热炉的智控过程。

发明内容

本发明提供一种加热炉便携式黑匣子全炉况同步测温阵列，设计便携式的短距离黑匣子测温装置，以多种方式实现加热炉温度场的局部高精度测量，在线实时处理数据并与其他黑匣子实现数据互联共享，解决了现有加热炉坯温检测技术无法测试全炉况的同步波动状况的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种加热炉便携式黑匣子全炉况同步测温阵列，包括若干个黑匣子装置，在加热炉的预热段、加热段和均热段各选取若干根坯料作为测温坯料，每根所述测温坯料上设置有一个黑匣子装置，所述黑匣子装置通过耐高温接插件与热电偶簇相连，所述热电偶簇包括一个用于测量坯料周围炉温的炉气热电偶，所有黑匣子装置的数据通过天线与设置于加热炉外部的炉外信号接收同步处理单元、Level1系统和Level2系统无线连接。

进一步地，所述黑匣子装置包括温度采集模块，所述温度采集模块通过耐高温接插件与热电偶簇相连，所述温度采集模块采集热电偶簇所在位置的温度并形成实测温度信号，所述温度采集模块发送实测温度信号至信号处理模块；