[发明专利]一种步进式加热炉及其使用方法

摘要

本发明涉及一种步进式加热炉及其使用方法，主要包括如下步骤：加热炉结构的优化和确定最优炉温分布状态并建立钢胚温度预报模型。本发明的有益效果是：加热炉是一类存在着时变、滞后、多变量、分布式参数、耦合等特点的复杂的工业控制对象，其目标是生产出满足轧钢机轧制要求的钢坯，主要的约束条件是钢坯的表而温度及满足温差满足相轧钢机的生产条件，对加热炉进行控制的方法是通过控制加热炉各段炉温来实现钢坯的温度分布要求；建立了钢胚温度预报模型，对加热炉加热温度进行优化，进一步降低了加热炉的能耗，提高了加热炉加热钢胚的效率。

主权项

一种步进式加热炉及其使用方法，其特征在于：主要包括如下步骤：(1)加热炉的优化：将加热炉划分为预热段、一号加热段、二号加热段和匀热段，加热炉顶部设有两块隔热墙，加热炉中间高度设有梁；(2)确定最优炉温分布状态并建立钢胚温度预报模型：假设钢坯的热物性参数为定值，并且无内热源，取钢坯内的一个微小原体，令边长分别为dx、dy、dz，时间为dt，则在单位时间内，沿x轴方向导入的热量为：${\mathrm{dQ}}_x=-\mathrm{\λ}\frac{\∂T}{\∂x}\mathrm{dydzdt},$微元的温度增量为右面的温度为则通过右面所导出的热量为：${\mathrm{dQ}}_{x+x+\mathrm{dx}}=-\mathrm{\λ}\frac{\∂}{\∂x(T+\frac{\∂T}{\∂x}\mathrm{dx})\mathrm{dydzdt}}$则微元体所得到的总热量为：$\mathrm{dQ}=\mathrm{\λ}(\frac{{\∂}^{2}T}{{\∂x}^2}+\frac{{\∂}^{2}T}{{\∂y}^2}+\frac{{\∂}^{2}T}{{\∂z}^2})\mathrm{dxdydzdt}$上面各式中λ为导热系数，根据工艺分析，实际炉温分布可以用沿着炉长方向下凹曲线形如T_炉(S)＝d₀+d₁s+d₂S²的形式来描述炉温的分布，d₀、d₁、d₂为炉温分布函数的系数，S为距离加热炉入口处的距离；所以，如果能够求得炉温分布函数的系数d₀、d₁、d₂就可以确定最优的炉温分布曲线。