專利名稱：一種控制加熱爐內鋼坯間隙的方法
技術領域：
本發明涉及一種控制方法，屬于自動控制領域。具體來說為一種控制加熱爐內鋼還間隙的方法，用于減少板還表面的質量缺陷。
背景技術：
造成厚板產品表面缺陷的原因有多種，如板坯加熱溫度均勻性、單位時間內爐內板坯數量、板坯在爐時間等。其中爐內板坯間隙大小直接影響板坯加熱的各種性能指標。板坯間隙過大，單位時間內通過加熱爐的板坯數量減少，沒有充分利用加熱爐的熱能，造成能量損失；板坯間隙過小，容易造成板坯粘鋼，在出爐控制時造成滑軌產生的軋不掉的劃痕。
由于厚板品種多樣，批量小。爐內板坯規格變化不一，一爐多坯的情況經常出現，如圖I所示，為加熱爐爐體板坯布局示意圖，其中d表示為板坯間隙。一般厚板廠加熱爐爐內板坯間隙，在設計和控制上是參照國內外熱軋加熱爐通用設計爐內所有板坯間隙均為固定值(工藝要求后一經現場調試完成后的一個數值)，不可生產中動態調整，這就使得PLC自動化控制層中的裝剛行程計算和空位計算無法根據板坯規格的不同而進行動態調整。板坯間隙的固定不可調也使得過程控制計算機系統無法根據板坯規格不同而實現加熱爐內板坯的動態跟蹤。但厚板的板坯品種較多，與熱軋有很大差異，這就增加了爐內不同寬厚規格板坯加熱控制的難度，不能確保寬厚板坯的燒均、燒透，容易產生粘鋼和板坯加熱均勻性問題，直接影響到成品鋼板的表面質量。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，該方法能對厚板加熱爐板坯間距進行動態調整和跟蹤，從而減少因鋼坯間隙而引起的板坯表面的質
量缺陷。為了解決上述技術問題，本發明提供一種控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，該方法包括對裝鋼行程控制、裝鋼空位控制和爐圖位置跟蹤；所述裝鋼空位A，指下次裝鋼板坯尾部距固定梁尾部的距離，所述裝鋼空位控制采用以下公式A = A1+A2-A3-A4 (I)其中，A為下次裝鋼板坯距固定梁尾部的距離，單位為mm ；Al為固定梁上最后一塊板坯到固定梁尾部之間的距離，單位為mm ；計算公式為Al =裝鋼機實際位置-裝鋼機最小行程+ (托桿長度-推正后退系數*A4_推正后退常數)(2)A2為步進梁步距，單位為mm ;A3為板坯間隙，單位為mm ;
A4為板還寬度,單位為mm。最后，由上述公式推導出并控制加熱爐內鋼坯間隙A3，所述鋼還間隙A3控制在100mm-8000mm。A3為板坯間隙，來自生產操作人員輸入。具體數據大小，可根據生產計劃鋼種及規格尺寸不同而由生產人員動態設定。目前設定范圍為100mm-8000mm，但此數據范圍，可根據生產工藝要求現場整定而得。所述裝鋼機實際位置指裝鋼機最小、最大行程之間的位置。根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，所述裝鋼行程控制指裝鋼機推正前進與后退、裝鋼前進與后退過程中的位置控制；所述裝鋼空位控制指對下一塊板坯裝鋼允 許時的位置控制；所述爐圖位置跟蹤指過程計算機對爐內板坯數量和板坯位置的跟蹤。根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述裝鋼機實際位置為4750mm 5150mm,所述裝鋼機最小行程為4750mm，所述A2步進梁步距為550_600mm，所述A4板還寬度為1 300mm 2300mm。所述裝鋼機最小行程可根據步進爐機械結構設計而定，最小行程為4750mm。所述A2步進梁步距為550-600mm，但現場整定后為一固定值。由于影響上述位置控制的主要因素包括步進梁移動距離(固定值，其為550mm)、板坯寬度(1300mm 2300mm，根據生產計劃確定)、板坯間隙(可根據鋼種及規格尺寸不同而由生產人員動態設定)。而根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，主要是對板坯間隙進行動態調節，以達到對各種板坯更好的加熱效果，減少氧化鐵皮含量，因此，在此取值上述范圍。根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述托桿長度為1800mm,所述推正后退系數為0-1,所述推正后退常數為100-200mm。裝鋼機實際位置是由裝鋼行程控制確定，在裝鋼機實際位置通常為750mm 5150mm,裝鋼機最小行程4750mm時,所述托桿長度可根據機械結構設計而定。取值托桿長度1800mm，所述推正后退系數為0_1，但具體現場調試而定，所述推正后退常數100-200mm，具體現場調試而定。根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述推正后退系數0. 67，推正后退常數100-150。根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述推正后退系數0. 67，推正后退常數100。根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，所述裝鋼最小行程、托桿長度是由步進爐機械結構設計而定。所述推正后退系數與推正后退常數是由現場經驗總結而定。其主要影響因素包括步進梁移動距離(固定值，其為550mm)、板坯寬度(1300mm 2300mm，根據生產計劃確定)、板坯間隙(可根據鋼種及規格尺寸不同而由生產人員動態設定)。根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，在所述的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法中，所述爐圖位置跟蹤采用的數學模型為C1 =L-YjYu SV - dr Wr ~Q(3'3)
i=\ j=0 i=\
s. t. Cli = d^i+Wj+Sij (3. 4)Wi > 0, i = I, 2,…N (3. 3)Cli > 0，i = 1,2， ，N (3. 4)Sij > 0, i = I, 2, , N, j =0,1,..., N-I (3. 5)其中，N為裝入爐內、待加熱的板坯個數，I到N為板坯的編碼；L為加熱爐的爐長，單位為mm ；Q為輥道中心線固定梁距離，單位為mm;C= {1，2， ，N}，指裝鋼空位；Ci為第i塊板坯的裝鋼空位，其中I代表第一塊板坯的裝鋼空位；d,為第i塊板坯到監測器的距離，Cli >0,單位為mm ；Wi為第i塊板還的寬度，Wi > 0,單位為mm ；Sij為第i塊板還與第j塊板還的間距,且j = i-1, Sij > 0,單位為mm。根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，N根據裝入爐內板坯的寬度及板坯間隙大小而定，L為57300mm，Q為3525mm。根據本發明，L由現場設備安裝位置及爐子長度而定，Q由現場設備安裝位置而定。根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述監測器即為出料側激光檢測器，距離出爐側出料輥道中線距離為4700mm。根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，所述監測器作用是判斷板坯至出爐門口，待出爐狀態，因此其位置數據由現場設備安裝位置而定，根據本發明，該距離可取為激光檢測器距離出爐側出料輥道中線距離為4700mm。根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，其還包括對步進梁的步距控制，所述步距控制采用比例閥控制系統，通過調節比例閥的開度來調節步距的大小。根據本發明的所述比例閥控制系統，當電信號輸入其電磁系統中，便會產生與電流成比例的電磁推力，該推力控制相應元件和閥芯，導致閥芯平衡系統調定的壓力，使系統壓力與電信號成比例。如輸入電信號按比例或一定程序變化，則系統各參數也隨著變化。根據本發明的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，在爐內設有固定梁和活動梁構成，其中，活動梁是由平移結構框架和升降結構框架組成，通過液壓升降油缸驅動升降結構框架到一定高度時停止，再由平移油缸驅動平移結構框架將爐內板坯進行搬運一次，其中搬運一次的行程距離稱之為一個步距，其步距為現場調試后確定為一固定值，一般是550-600mm。然后存放在爐內固定梁上，其中，爐內板坯位置變化，是由爐內活動梁機構作矩形軌跡的反復運動實現的。上述“平移或升降結構框”的運行速度控制，是由PLC編程設置加減速曲線，是根據油缸內安裝的位移傳感器的位置而實施分級設定的比例閥開度參數，而實現速度-位移曲線穩定運行。從而既避免了沖擊對設備造成的傷害，又提高了系統的定位精度。根據本發明所述的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法， 通過對裝鋼行程控制、裝鋼空位控制和爐圖位置跟蹤，實現對厚板加熱爐板坯間距進行動態調整和跟蹤，從而減少因鋼坯間隙而引起的板坯表面的質量缺陷。大大的減少了粘鋼和板坯加熱不均勻性發生的頻率，確保了板坯加熱的質量，提高了生產效率。
圖I為加熱爐爐體板坯布局示意圖。圖2為本發明所述控制加熱爐內鋼坯間隙方法的板坯布局示意圖。圖3為本發明所述控制加熱爐內鋼坯間隙方法動態跟蹤功能流程圖。圖4為本發明動態調整鋼坯間隙方法流程圖。
圖5為實施例參照圖。
具體實施例方式以下，用實施例結合附圖對本發明作更詳細的描述。本實施例僅僅是對本發明最佳實施方式的描述，并不對本發明的范圍有任何限制。實施例一種控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，該方法包括對裝鋼行程控制、裝鋼空位控制和爐圖位置跟蹤。裝鋼動作流程為裝鋼機負責把不同規格的鋼坯送入加熱爐中進行加熱。首先，裝鋼機臂將爐前定位板坯推正，再后退，上升將板坯托起，前進送至目標位置，下降后退回原點位置，即完成一次裝鋼任務。裝鋼行程計算值測定，通過在變頻電機的軸上末端，安裝一增量型脈沖編碼器，再通過屏蔽電纜，接入現場信號采集站的計數模塊中完成信號處理。在計算裝鋼板坯尾部距固定梁尾部的距離時會考慮到板坯間隙大小。下次裝鋼板坯尾部距固定梁尾部的距離就是上次裝鋼后，板坯在固定梁上的位置隨著步進梁的動作而增加，步進梁動作幾個周期后，固定梁上就有下次裝鋼的空位出現。判斷空位是否有就是通過下次裝鋼板坯尾部距固定梁尾部的距離如果大于0，即可判斷空位出現。在空位計算中，使用上次裝鋼板坯尾布局固定梁尾部的距離加上板坯在固定梁上移動的距離，再減去板坯間距和下次裝鋼板坯的寬度，即可計算出下次裝鋼的空位。所述裝鋼空位控制采用以下公式A = Al+A2-A3-A4(l)其中，A為下次裝鋼板坯距固定梁尾部的距離，單位為mm ；Al為固定梁上最后一塊板坯到固定梁尾部之間的距離，單位為mm ；計算公式為 Al =裝鋼機實際位置-裝鋼機最小行程+ (托桿長度-推正后退系數*A4_推正后退常數)⑵A2為步進梁步距,單位為mm ；A3為板坯間隙，單位為mm ;A4為板還寬度。在本實施例中，所述裝鋼機實際位置為4750mm 5150mm,所述裝鋼機最小行程為4750mm,所述A2步進梁步距為550，所述A4板坯寬度為1300mm 2300mm。在本實施例中，所述托桿長度為1800mm，所述推正后退系數為0.67，所述推正后退常數為100。為了在跟蹤程序中調整裝鋼機設定行程，最終控制板坯在爐內的位置坐標，便于模型對板坯溫度進行更精確的計算，在所述的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法中，所述爐圖位置跟蹤采用的數學模型為
權利要求
1.一種控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，該方法包括對裝鋼行程控制、裝鋼空位控制和爐圖位置跟蹤；所述裝鋼空位A，指下次裝鋼板坯尾部距固定梁尾部的距離， 所述裝鋼空位控制采用以下公式 A = A1+A2-A3-A4 (I) 其中， A為下次裝鋼板坯距固定梁尾部的距離，單位為mm ； Al為固定梁上最后一塊板坯到固定梁尾部之間的距離，單位為mm ； 計算公式為 Al =裝鋼機實際位置-裝鋼機最小行程+ (托桿長度-推正后退系數*A4-推正后退常數)⑵ A2為步進梁步距,單位為mm ； A3為板還間隙，單位為mm ； A4為板還寬度,單位為mm。
最后，由上述公式推導出并控制加熱爐內鋼坯間隙A3， 所述鋼還間隙A3控制在100mm-8000mm。
2.如權利要求I所述的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于， 所述裝鋼機實際位置為4750mm 5150mm, 所述裝鋼機最小行程為4750mm, 所述A2步進梁步距為550-600mm， 所述A4板還寬度為1300_ 2300mm。
3.如權利要求I所述的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述托桿長度為1800mm,所述推正后退系數為0-1,所述推正后退常數為100-200mm。
4.如權利要求I所述的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述托桿長度為1800mm,所述推正后退系數為0. 67,所述推正后退常數為100_150mm。
5.如權利要求I所述的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述爐圖位置跟蹤采用的數學模型為
6.如權利要求5所述的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，N根據裝入爐內板還的寬度及板還間隙大小而定，L為57300mm, Q為3525mm。
7.如權利要求5所述的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述監測器即為出料側激光檢測器，距離出爐側出料輥道中線距離為4700mm。
8.如權利要求5所述的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，所述監測器作用是判斷板坯至出爐門口，待出爐狀態，因此其位置距離為激光檢測器距離出爐側出料輥道中線距離為4700mm。
9.如權利要求I所述的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其特征在于，其還包括對步進梁的步距控制，所述步距控制采用比例閥控制系統，通過調節比例閥的開度來調節步距的大小。
全文摘要
本發明涉及一種控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，其包括對裝鋼行程控制、裝鋼空位控制和爐圖位置跟蹤；所述裝鋼空位控制采用以下公式A＝A1+A2-A3-A4，其中，A為下次裝鋼板坯距固定梁尾部的距離，單位為mm；A1為固定梁上最后一塊板坯到固定梁尾部之間的距離，單位為mm；A2為步進梁步距，單位為mm；A3為板坯間隙，單位為mm；A4為板坯寬度。根據本發明所述的控制加熱爐內鋼坯間隙的方法，通過對裝鋼行程控制、裝鋼空位控制和爐圖位置跟蹤，實現對厚板加熱爐板坯間距進行動態調整和跟蹤，從而減少因鋼坯間隙而引起的板坯表面的質量缺陷。大大減少了粘鋼和板坯加熱不均勻性發生的頻率，確保了板坯加熱的質量，提高了生產效率。
文檔編號C21D9/46GK102747216SQ20111009914
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月20日 優先權日2011年4月20日
發明者戎戈, 施珂, 李開杰, 汪鎏, 王紅, 魯巖 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司