專利名稱：一種待軋保溫鑄坯溫度控制方法
技術領域：
本發明涉及軋鋼溫度控制技術，尤其涉及一種用數學模型進行溫度修正的不同鋼種待軋保溫連鑄坯的加熱溫度的精準控制方法。

背景技術：
從連續鑄造的鑄坯到軋制的過程中，需要把鑄坯加熱到所需要的軋制溫度，根據不同鑄坯的不同鋼種，還需要制定不同的加熱和軋制工藝。根據軋制工藝制定的加熱工藝包括在最低軋制需求下的鑄坯在加熱爐內的最短加熱時間，從而保證軋制溫度滿足軋制的要求，使軋制過程順利進行。
在正常生產情況下，當鑄坯在最短加熱時間內通過數學模型計算的平均溫度達到出爐目標溫度時，即認為達到軋制需求就可出爐進行軋制。但在實際生產中，由于軋線故障、電氣故障等諸多不利因素的影響，使軋制生產不能順利進行。鑄坯在最短加熱時間內達到其出爐目標溫度時，只能在爐內進行待軋保溫。這是為了保證在該目標溫度值隨時出爐進行軋制。待軋保溫延長了鑄坯在爐內的加熱時間，使鑄坯充分吸熱，使得待軋保溫的鑄坯比在正常生產情況下達到出爐目標溫度即可出爐進行軋制的不待軋保溫鑄坯的熱含量高許多。因此，在軋線工藝不變、鑄坯軋制過程中熱損失大致相當的情況下，待軋保溫鑄坯在軋制過程中其溫度明顯高于不待軋保溫鑄坯。如此導致鑄坯的溫度偏離正常的軋制溫度，使軋制過程溫度波動大，軋制過程不穩定，軋制產品的質量問題或產品的性能不符合要求。
目前，為了保證待軋保溫鑄坯的軋制工藝穩定，現有技術采用的是操作人員手動干預調整軋機輥縫以及軋制壓力來實現待軋保溫鑄坯的軋制，這不可避免地會出現干預過量或調整不到位，從而沒有從根本上解決待軋保溫鑄坯的軋制溫度問題。


發明內容
本發明的目的就是針對上述現有技術中待軋保溫鑄坯的溫度偏離正常軋制溫度，因軋制過程不穩定而帶來的影響軋制產品的質量性能不穩定的問題，從而提供一種用數學模型計算和修正待軋保溫鑄坯的溫度，并利用自動控制的方法，使得待軋鑄坯的溫度滿足在不同軋制工藝下與正常加熱鑄坯相同的生產條件，保證軋制生產連續穩定的進行。
本發明提供一種待軋保溫鑄坯溫度控制方法，所述方法具體包括如下步驟 (1)制定軋制計劃信息，所述軋制計劃信息包括鑄坯的鋼種、鑄坯的厚度、鑄坯的最短加熱時長、鑄坯出爐目標溫度、鑄坯在不進行待軋保溫時到達精軋入口時的溫度以及待軋保溫鑄坯到達精軋入口時的溫度，其中，鑄坯出爐目標溫度是指鑄坯出加熱爐時，因下道工序軋制所需要的溫度； (2)獲取待軋保溫鑄坯的溫度修正值Tn，其中，溫度修正值Tn的獲取采用以下步驟①不同鋼種鑄坯在超過最短加熱時長后的0～10分鐘，10～20分鐘、20～30分鐘、30～40分鐘、40～50分鐘、50～60分鐘、60分鐘或以上進行待軋保溫后，檢測鑄坯到達軋制入口時的溫度Tj；②不同鋼種鑄坯在不進行待軋保溫時，檢測鑄坯到達軋制入口時的溫度Ty；③待軋保溫鑄坯的溫度修正值Tn＝Tj-Ty。
(3)建立加熱數學模型，用加熱數學模型計算加熱爐內待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV，所述加熱數學模型為 θAV＝(θ1+θ2+θ3+...+θi)/i， 其中， 其中，qSUF＝εσ{(θAIR+273)4-(θSUF+273)4}-2.8·(θSUF-θAIR)2， 其中，θAV為待軋保溫鑄坯的當前溫度；θi為鑄坯內部的各層溫度，其下標i指的是以鑄坯中心作為坐標原點，厚度方向為X軸坐標對鑄坯進行的分層數；qSUF為熱流密度，即爐氣與鑄坯表面進行熱交換的強度；λ為鑄坯的熱傳導率，即各鋼種的熱工常數值；H為待軋保溫鑄坯的厚度；Xi為待軋保溫鑄坯中心作為坐標原點，厚度方向為X軸的厚度坐標；θSUF為裝爐端實測的表面溫度值；ε為綜合輻射常數；σ為Stefan-Bollzmann常數，即斯特藩-玻爾茲曼常數；θAIR為當鑄坯剛裝入加熱爐時的爐氣溫度，取當時實測的大氣溫度；將計算出的qSUF值代入θi并計算出θi值，然后再將θi代入θAV公式中，計算出待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV； (4)將軋制計劃信息、溫度修正值Tn和待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV，按照鋼種和時間分類保存為溫度修正數據文件，其中，所述溫度修正數據文件指的是后綴名為“.dat”的一種計算機能夠快速識別和讀取的文件； (5)利用溫度修正數據文件中的信息對待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV進行修正，以計算出待軋保溫鑄坯的修正溫度T，其中，待軋保溫鑄坯的修正溫度T＝待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV+待軋保溫鑄坯的溫度修正值Tn； (6)用修正溫度T對待軋保溫鑄坯的溫度進行修正與控制。
用本發明的當前待軋保溫鑄坯的修正溫度T對當前待軋保溫鑄坯的加熱溫度進行修正，以使鑄坯的出爐溫度滿足軋制要求。
本發明采用模型化方式計算待軋保溫鑄坯計算溫度，并通過溫度修正值對鑄坯計算溫度進行修正，可以在相對降低待軋保溫鑄坯的出爐溫度條件下，使待軋保溫鑄坯與正常生產狀態下的鑄坯有大致相同的熱含量，從而在同等工況軋制過程中使熱損失降低，有效避免溫度波動帶來的軋制波動，保證了待軋保溫鑄坯的溫度控制精度以及軋制過程的溫度穩定性，產生了顯著的節省熱能效果。

具體實施例方式 下面對本發明的具體實施例進一步進行描述，并不因此將本發明限制在所述實施例的范圍內。
本發明的設計思路在于，在鑄坯到軋制工藝過程中，鑄坯從加熱爐中出來的溫度與到達軋機時鑄坯的溫降能符合軋制工藝所要求的溫度條件。在大多數正常生產中，鑄坯到達軋機時也是能夠滿足該條件的。但在實際生產中，經常會由于軋制線路或電氣發生故障等諸多不利因素的影響，使得軋制生產不能順利進行。這里，鑄坯在最短加熱時間內已經達到其出爐的目標溫度，但只能在爐內進行待軋保溫，待故障消除后再出爐。但此時，因鑄坯在爐內的加熱時間過長，溫度比設定的要高。如果此時進行軋制，軋制產品因受到溫度波動的影響，將使軋制產品的質量和性能不穩定。同時，由于加熱時間長，電和熱損耗增大，鑄坯的加熱成本上升。因此，本發明設計了用數學模型來計算加熱爐的當前溫度，當其與到達軋制溫度不符時，即自動進行溫度修正，保證了待軋保溫鑄坯的溫度控制精度以及軋制過程的溫度穩定性，使熱損耗降低，從而節省了生產成本。
本發明的方法按照以下步驟完成 (1)制作軋制計劃信息； 所述軋制計劃信息包括鑄坯的鋼種、鑄坯的厚度、鑄坯的最短加熱時長、鑄坯出爐目標溫度、鑄坯在不進行待軋保溫時到達精軋入口時的溫度以及待軋保溫鑄坯到達精軋入口時的溫度； (2)獲取待軋保溫鑄坯的溫度修正值Tn，其中，溫度修正值Tn的獲取采用以下步驟①不同鋼種鑄坯在超過最短加熱時長后的0～10分鐘，10～20分鐘、20～30分鐘、30～40分鐘、40～50分鐘、50～60分鐘、60分鐘或以上進行待軋保溫后，檢測鑄坯到達軋制入口時的溫度Tj；②不同鋼種鑄坯在不進行待軋保溫時，檢測鑄坯到達軋制入口時的溫度Ty；③待軋保溫鑄坯的溫度修正值Tn＝Tj-Ty； (3)建立加熱數學模型，用加熱數學模型計算待軋保溫鑄坯的當前溫度； θAV＝(θ1+θ2+θ3+...+θi)/i， 其中，θAV為待軋保溫鑄坯各層溫度的平均值，即鑄坯數學模型計算的當前溫度；θ1為鑄坯的第一層溫度，即θSUF＝θ1，可通過實際測量得到；θi(θ2、θ3、...)為鑄坯的內部溫度，下標i指的是以鑄坯中心作為坐標原點，厚度方向為X軸坐標對鑄坯進行的分層數；根據i值，把鑄坯沿厚度方向均分成i層，并計算每一層的溫度，i值越大，則加熱數學模型對鑄坯平均溫度的計算精度越高； 每層溫度用以下計算公式計算 其中 qSUF＝εσ{(θAIR+273)4-(θSUF+273)4}-2.8·(θSUF-θAIR)1.25， 其中，qSUF為熱流密度，即爐氣與鑄坯表面進行熱交換的強度，國外也稱之為熱流束；ε為綜合輻射常數，其值一般控制在0.6～1.0；σ為Stefan-Bollzmann常數，即斯特藩-玻爾茲曼常數；θAIR為當鑄坯剛裝入加熱爐時的爐氣溫度，取當時實測的大氣溫度，當從數學模型計算的第二個計算周期開始，取鑄坯所處位置的實測爐氣溫度；θSUF為剛裝爐時鑄坯的表面溫度，即裝爐端實測的表面溫度值； 用上述公式計算出不同鋼種用鑄坯的熱流密度qSUF； λ為鑄坯的熱傳導率，其是指熱工手冊中所規定的各鋼種的熱工常數值； H為待軋保溫鑄坯的厚度； Xi為待軋保溫鑄坯中心作為坐標原點，厚度方向為X軸的厚度坐標； 將計算出qSUF值代入θi并計算出θi值，然后再將θi代入θAV公式中，計算出待軋保溫鑄坯的當前溫度。
(4)將軋制計劃信息、溫度修正值Tn和待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV，按照鋼種和時間分類保存為溫度修正數據文件，其中，所述溫度修正數據文件指的是后綴名為“.dat”的一種計算機能夠快速識別和讀取的文件； (5)利用溫度修正數據文件中的信息對待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV進行修正，以計算出待軋保溫鑄坯的修正溫度T； 待軋保溫時間Δt＝當前鑄坯實際加熱時間-最短加熱時間； 從數據庫中取出數學模型計算的當前待軋保溫鑄坯溫度θAV＝T0，再根據軋制計劃信息中記錄的鑄坯鋼種，根據待軋保溫時間Δt從鑄坯溫度修正數據文件表1中取得對應的鑄坯溫度修正值Tn； 根據Tn進行計算得到當前的修正鑄坯溫度為T＝T0+Tn； (6)用修正溫度T對待軋保溫鑄坯的溫度進行修正與控制。
用計算得出的當前鑄坯修正溫度對加熱爐的溫度進行控制，使該溫度滿足下道軋制工序的溫度要求，保證軋制產品的性能和質量，降低熱損耗和生產成本。
另外，本發明所述的鑄坯最短加熱時長是按照不同鋼種鑄坯升溫和在保證不破壞其內部組織結構的條件下，把鑄坯加熱到出爐目標溫度所需要的最短加熱時間。它可根據不同鋼種、裝爐的初始溫度及軋制工藝的要求來確定。其原則是在最少時間內把鑄坯加熱出來以滿足實際軋制的需求。
本發明所述的下道軋制工序所需要的鑄坯出爐目標溫度可根據不同鋼種的常規軋制工藝參數來設定。
本發明所述的上周期模型計算所用的第一層溫度是指不同鋼種的鑄坯在剛裝入加熱爐時，在裝入端用測溫儀所測量的表面溫度值。
本發明所述的加熱數學模型計算周期設定為30秒～180秒。周期設定時間越短，則數學模型在單位時間內計算次數越多，其設定值要根據使用計算機所能承受的最大負荷來定，本發明使用的計算周期為180秒。
本發明所設計的數學模型是對當前待軋鑄坯在一定的保溫時間內在加熱爐內所在位置處加熱溫度的計算，當數學模型計算的當前待軋鑄坯在一定保溫時間內大于或小于出爐的目標溫度時，系統自動對當前待軋鑄坯進行溫度修正。通過溫度修正，使當前待軋鑄坯的出爐溫度與不待軋鑄坯的出爐溫度基本相同，使當前待軋鑄坯軋制過程的熱損失降低，同時使得鑄坯在軋制過程中的溫度波動不大，保證軋制過程的穩定進行，從而保護了軋制產品的質量和性能。
現在將參照以下實施例對本發明進行詳細描述。
實施例1低碳深沖系列冷軋鋼材用鑄坯模型化待軋保溫溫度控制 在該實施例中，本發明采用以下步驟對低碳深沖系列冷軋鋼材用鑄坯予以模型化待軋保溫溫度控制。
(1)根據低碳深沖系列冷軋用鋼材制作軋制計劃信息； 本實施例的軋制計劃信息為鑄坯的厚度為200mm，加熱到出爐目標溫度所需要的最短加熱時長為125分鐘，本實施例的鑄坯在出加熱爐時，下道軋制工序所需要的鑄坯出爐目標溫度為1180±5℃，該目標溫度值可根據該鋼種的常規軋制工藝參數設定。
(2)獲取待軋保溫鑄坯的溫度修正值Tn； 將該鑄坯在超過最短加熱時長后的0～10分鐘，10～20分鐘、20～30分鐘、30～40分鐘、40～50分鐘、50～60分鐘、60分鐘以上進行待軋保溫后，檢測鑄坯到達精軋入口時的溫度Tj分別為960℃、963℃、965℃、968℃、969℃、970℃、971℃(注從出爐經粗軋到精軋有溫降)。
該鋼種的鑄坯在不進行待軋保溫時，到達精軋入口時的檢測溫度Ty為960℃。
該鋼種鑄坯的待軋保溫溫度修正值Tn＝Tj-Ty為表1中所示 表1 低碳深沖系列冷軋用鋼材待軋保溫修正表 (3)建立加熱數學模型，用加熱數學模型計算待軋保溫鑄坯的當前溫度； θAV＝(θ1+θ2+θ3+...+θi)/i， 其中，θAV為待軋保溫鑄坯各層溫度的平均值，即鑄坯數學模型計算的當前溫度；θ1為鑄坯的第一層溫度；θi(θ2、θ3、...)為鑄坯的內部溫度，下標i指的是以鑄坯中心作為坐標原點，厚度方向為X軸坐標對鑄坯進行的分層數；根據i值，把鑄坯沿厚度方向均分成i層，并計算每一層的溫度，i值越大，則加熱數學模型對鑄坯平均溫度的計算精度越高，本實施例的分層數i值為5；每層的溫度用以下計算公式計算 其中 qSUF＝εσ{(θAIR+273)4-(θSUF+273)4}-2.8·(θSUF-θAIR)2， 其中，qSUF為熱流密度，是爐氣與鑄坯表面進行熱交換的強度，國外也稱為熱流束；ε為綜合輻射常數，所述綜合輻射常數的值一般控制在0.6～1.0，在本實施例中取0.6；綜合輻射常數是修建加熱爐時，根據爐子狀況所測定的一個常數值，該值隨著加熱爐的長年使用及翻修會有所變化，一般取0.6～1.0，同時該值可根據后工序反映的溫度情況而做調整；σ為Stefan-Bollzmann常數，即斯特藩-玻爾茲曼常數，該常數可以從熱工手冊中得到，在本實施例中取4.88×10-8W·m-2·K-4。
另外，θAIR為當鑄坯剛裝入加熱爐時的爐氣溫度，取當時實測的大氣溫度，當從數學模型計算的第二個計算周期開始，取鑄坯所處位置的實測爐氣溫度。在本實施例中，鑄坯所在位置處熱電偶實測的爐氣溫度是1183℃。
θSUF為剛裝爐時鑄坯的表面溫度，即裝爐端測溫儀實測的表面溫度值；在本實施例中，裝爐端實測的表面溫度值為625℃，當鑄坯在爐內經由加熱數學模型進行第二至第n周期計算時，θSUF則取從數據庫中取數學模型上周期計算的第一層溫度值。本實例上一周期數學模型計算的當前鋼種鑄坯第一層溫度為1170℃。
本實施例用上述公式所計算的該鋼種用鑄坯的熱流密度qSUF＝4163.8(單位為W/m2)。
λ為鑄坯的熱傳導率，所述的鑄坯熱傳導率，指的是熱工手冊中所規定的各鋼種的熱工常數值；在本實施例中，取λ值為32。
H為待軋保溫鑄坯的厚度，本實施例的待軋保溫鑄坯厚度為200mm。
Xi為待軋保溫鑄坯中心作為坐標原點，厚度方向為X軸的厚度坐標，本發明的鑄坯厚度為200mm，共分為5層，即100，50，0，-50，-100。
將計算出的qSUF值代入θi并計算出θi值，然后再將θi代入θAV公式中，計算出待軋保溫鑄坯的當前溫度為1170℃。
(4)將軋制計劃信息、溫度修正值Tn和待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV，按照鋼種和時間分類保存為溫度修正數據文件，其中，所述溫度修正數據文件指的是后綴名為“.dat”的一種計算機能夠快速識別和讀取的文件；比如，將待軋保溫鑄坯的軋制計劃信息和當前溫度列入表2。
表2 低碳深沖系列冷軋鋼材用鑄坯軋制計劃信息 (5)利用溫度修正數據文件中的信息對待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV進行修正，以計算出待軋保溫鑄坯的修正溫度T； 溫度修正值獲得首先獲得待軋保溫時長Δt＝當前鑄坯實際加熱時間-最短加熱時間，根據Δt取與溫度修正數據文件中的表1中待軋保溫時間所對應的溫度值Tn。
從數據庫中取出數學模型計算的當前待軋保溫鑄坯溫度θAV＝T0＝1170℃。當前計算時刻為2009-10-168:30:45，則當前鑄坯實際在爐中加熱時長大約為137分鐘，該時長大于根據軋制計劃信息中所記錄的當前鑄坯125分鐘的最短加熱時長，如此待軋保時長Δt＝137-125＝12分鐘，根據軋制計劃信息中記錄的鑄坯鋼種，從鑄坯溫度修正數據文件表1中取得對應的鑄坯溫度修正值Tn＝3℃。
根據Tn進行計算得到當前的修正鑄坯溫度為T＝T0+Tn＝1170℃+3℃＝1173℃。
(6)用修正溫度T對待軋保溫鑄坯的溫度進行修正與控制。
用當前鑄坯修正溫度1173℃對爐內溫度進行控制，該溫度滿足了下道軋制工序的溫度需求，為最節省溫度范圍，同時避免了因溫差而產生的溫度波動，保證了軋制產品的性能和質量。與現有技術相比，一次軋制即可節省煤氣用量30～80立方米。根據某鋼廠統計，應用本發明，一年可節省煤氣50萬立方米，產生了可觀的經濟效益，同時也保證了軋制穩定和最終產品性能。
實施例2屈服強度為510MPa熱軋鋼材模型化待軋保溫溫度控制 (1)根據屈服強度為510MPa熱軋鋼材制作軋制計劃信息； 本實施例的軋制計劃信息為鑄坯的厚度為200mm，加熱到出爐目標溫度所需要的最短加熱時長為140分鐘，本實施例的鑄坯在出加熱爐時，下道軋制工序所需要的鑄坯出爐目標溫度為1210±5℃，該目標溫度值可根據該鋼種的常規軋制工藝參數設定。
(2)獲取待軋保溫鑄坯的溫度修正值Tn； 將該鑄坯在超過最短加熱時長后的0～10分鐘，10～20分鐘、20～30分鐘、30～40分鐘、40～50分鐘、50～60分鐘、60分鐘以上進行待軋保溫后，檢測鑄坯到達精軋入口時的溫度Tj分別為1002℃、1006℃、1009℃、1010℃、1013℃、1015℃、1016℃； 該鋼種鑄坯在不進行待軋保溫時，到達精軋入口時的檢測溫度Ty為1002℃； 該鋼種鑄坯的待軋保溫溫度修正值Tn＝Tj-Ty為表3中所示 表3 屈服強度為510MPa熱軋鋼材待軋保溫修正量表 (3)建立加熱數學模型，用加熱數學模型計算待軋保溫鑄坯的當前溫度； θAV＝(θ1+θ2+θ3+...+θi)/i 其中，θAV為待軋保溫鑄坯各層溫度的平均值，也即鑄坯數學模型計算的當前溫度；θl為鑄坯的第一層溫度；θi(θ2、θ3、...)為鑄坯的內部溫度，其下標i指的是以鑄坯中心作為坐標原點，厚度方向為X軸坐標對鑄坯進行的分層數，根據i值，把鑄坯沿厚度方向均分成i層，并計算每一層的溫度，i值越大，則加熱數學模型對鑄坯平均溫度的計算精度越高，本實施例取分層數i值為5，每層的溫度用以下計算公式計算 其中 qSUF＝εσ{(θAIR+273)4-(θSUF+273)4}-2.8·(θSUF-θAIR)2， 其中，qSUF為熱流密度，是爐氣與鑄坯表面進行熱交換的強度，國外也稱為熱流束；ε為綜合輻射常數，所述綜合輻射常數的值一般控制在0.6～1.0，在本實施例中取0.6；綜合輻射常數是修建加熱爐時，根據爐子狀況所測定的一個常數值，該值隨著加熱爐的長年使用及翻修會有所變化，一般取0.6～1.0，同時該值可根據后工序反映的溫度情況而做調整；σ為Stefan-Bollzmann常數，即斯特藩-玻爾茲曼常數，該常數可以從熱工手冊中得到，在本實施例中取4.88×10-8W·m-2·K-4。
另外，θAIR為當鑄坯剛裝入加熱爐時的爐氣溫度，取當時實測的大氣溫度，當從數學模型計算的第二個計算周期開始，取鑄坯所處位置的實測爐氣溫度。在本實施例中，鑄坯所在位置處熱電偶實測的爐氣溫度是1193℃。
θSUF為剛裝爐時鑄坯的表面溫度，即裝爐端測溫儀實測的表面溫度值；在本實施例中，裝爐端實測的表面溫度值為700℃，當鑄坯在爐內經由加熱數學模型進行第二至第n周期計算時，θSUF則從數據庫中取數學模型上周期計算的第一層溫度值。本實例上一周期數學模型計算的當前鋼種鑄坯第一層溫度為1185℃。
本實施例用上述公式所計算的該鋼種用鑄坯的熱流密度qSUF＝2748.7。
λ為鑄坯的熱傳導率，所述的鑄坯熱傳導率，指的是熱工手冊中所規定的各鋼種的熱工常數值；在本實施例中，取λ值為45。
H為待軋保溫鑄坯的厚度，本實施例的待軋保溫鑄坯厚度為200mm。
Xi為待軋保溫鑄坯中心作為坐標原點，厚度方向為X軸的厚度坐標，本發明的鑄坯厚度為200mm，共分為5層，即100，50，0，-50，-100。
將計算出的qSUF值代入θi并計算出θi值，然后再將θi代入θAV公式中，計算出待軋保溫鑄坯的當前平均溫度為1185℃。
(4)將軋制計劃信息、溫度修正值Tn和待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV，按照鋼種和時間分類保存為溫度修正數據文件，其中，所述溫度修正數據文件指的是后綴名為“.dat”的一種計算機能夠快速識別和讀取的文件；比如，將待軋保溫鑄坯的軋制計劃信息和當前溫度列入表4。從數據庫獲得軋制計劃信息及模型上周期對該鋼種一塊鑄坯的控制信息如表4所示。
表4 屈服強度為510MPa熱軋鋼材鑄坯計劃信息 (5)利用溫度修正數據文件中的信息對待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV進行修正，以計算出待軋保溫鑄坯的修正溫度T； 溫度修正值獲得首先獲得待軋保溫時長Δt＝當前鑄坯實際加熱時間一最短加熱時間，根據Δt取與溫度修正數據文件中的表1中待軋保溫時間所對應的溫度值Tn。
從數據庫中取出數學模型計算的當前待軋保溫鑄坯溫度θAV＝T0＝1185℃。當前計算時刻為2009-10-16 8:30:45，則當前鑄坯實際在爐中加熱時長＝2009-10-16 18:28:15-2009-10-16 6:13:27≈167分鐘，該時長大于根據軋制計劃信息中所記錄的當前鑄坯140分鐘的最短加熱時長，如此待軋保時長Δt＝167-140＝27分鐘，根據軋制計劃信息中記錄的鑄坯鋼種，從鑄坯溫度修正數據文件表3中取得對應的鑄坯溫度修正值Tn＝7℃。
根據Tn進行計算得到當前的修正鑄坯溫度為T＝T0+Tn＝1185℃+7℃＝1192℃。
(6)用修正溫度T對待軋保溫鑄坯的溫度進行修正與控制。
用當前鑄坯修正溫度1192℃對爐內溫度進行控制，該溫度滿足了下道軋制工序的溫度需求，為最節省溫度范圍，同時避免了因溫差而產生的溫度波動，保證了軋制產品的性能和質量。與現有技術相比，一次軋制即可節省煤氣用量40～90立方米。根據某鋼廠統計，應用本發明，一年可節省煤氣60萬立方米，產生了可觀的經濟效益，同時也保證了軋制穩定和最終產品性能。
結合實施例1和2，本發明在某熱軋板廠的使用結果表明通過使用本發明，某熱軋板廠的煤氣單耗得到降低的同時最終產品綜合合格率也得到較大提升(見表5)，創造效益400多萬元。
表5 本發明使用綜合效果說明表

權利要求
1.一種待軋保溫鑄坯溫度控制方法，其特征在于包括以下步驟
(1)制定軋制計劃信息；
(2)獲取待軋保溫鑄坯的與待軋保溫時間對應的溫度修正值Tn；
(3)建立加熱數學模型，用加熱數學模型計算待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV；
(4)將軋制計劃信息、溫度修正值Tn和待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV，按照鋼種和時間分類保存為溫度修正數據文件；
(5)利用溫度修正數據文件中的信息對待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV進行修正，以計算出待軋保溫鑄坯的修正溫度T；
(6)用修正溫度T對待軋保溫鑄坯的溫度進行修正與控制。
2.根據權利要求1所述的待軋保溫鑄坯溫度控制方法，其特征在于，所述軋制計劃信息包括鑄坯的鋼種、鑄坯的厚度、鑄坯的最短加熱時長、鑄坯出爐目標溫度、鑄坯在不進行待軋保溫時到達精軋入口時的溫度以及待軋保溫鑄坯到達精軋入口時的溫度。
3.根據權利要求1所述的待軋保溫鑄坯溫度控制方法，其特征在于，所述待軋保溫時間是鑄坯實際待軋保溫時長與最短加熱時長之差。
4.根據權利要求1所述的待軋保溫鑄坯溫度控制方法，其特征在于，通過以下步驟來獲取所述溫度修正值Tn
①鑄坯在超過最短加熱時長后的0～10分鐘、10～20分鐘、20～30分鐘、30～40分鐘、40～50分鐘、50～60分鐘、60分鐘或以上進行待軋保溫后，檢測鑄坯到達精軋入口時的溫度Tj；
②鑄坯在不進行待軋保溫時，檢測鑄坯到達精軋入口時的溫度Ty；
③待軋保溫鑄坯的溫度修正值Tn＝Tj-Ty。
5.根據權利要求1所述的待軋保溫鑄坯溫度控制方法，其特征在于，所述加熱數學模型為
θAV＝(θ1+θ2+θ3+...+θi)/i，
其中，
其中，qSUF＝εσ{(θAIR+273)4-(θSUF+273)4}-2.8·(θSUF-θAIR)2，
其中，θAV為待軋保溫鑄坯的當前溫度；θi為鑄坯內部的各層溫度，其下標i指的是以鑄坯中心作為坐標原點，厚度方向為X軸坐標對鑄坯進行的分層數，根據i值，把鑄坯沿厚度方向均分成i層，并計算每一層的溫度；qSUF為熱流密度；λ為鑄坯的熱傳導率；H為待軋保溫鑄坯的厚度；Xi為待軋保溫鑄坯中心作為坐標原點，厚度方向為X軸的厚度坐標；θSUF為裝爐端實測的表面溫度值；ε為綜合輻射常數；σ為斯特藩-玻爾茲曼常數；θAIR為當鑄坯剛裝入加熱爐時的爐氣溫度，取當時實測的大氣溫度；
將計算出的qSUF值代入θi并計算出θi值，然后再將θi代入θAV公式中，計算出待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV。
6.根據權利要求1所述的待軋保溫鑄坯溫度控制方法，其特征在于，待軋保溫鑄坯的修正溫度T＝待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV+待軋保溫鑄坯的溫度修正值Tn。
7.根據權利要求2所述的待軋保溫鑄坯溫度控制方法，其特征在于，所述鑄坯的最短加熱時長是指按照鑄坯升溫及保證不破壞其內部組織結構要求下，把鑄坯加熱到出爐目標溫度，以滿足實際軋制要求所需要的最短加熱時間。
8.根據權利要求7所述的待軋保溫鑄坯溫度控制方法，其特征在于，所述出爐目標溫度是指鑄坯出加熱爐時，因下道工序軋制所需要的溫度。
9.根據權利要求1所述的待軋保溫鑄坯溫度控制方法，其特征在于，所述溫度修正數據文件指的是后綴名為“.dat”的一種計算機能夠快速識別和讀取的文件。
全文摘要
本發明提供了一種待軋保溫鑄坯溫度控制方法，其包括以下步驟(1)制定軋制計劃信息；(2)獲取待軋保溫鑄坯的與待軋保溫時間對應的溫度修正值Tn；(3)建立加熱數學模型，用加熱數學模型計算待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV；(4)對待軋保溫鑄坯的當前溫度θAV進行修正，以計算出待軋保溫鑄坯的修正溫度T；(5)用修正溫度T對待軋保溫鑄坯的溫度進行修正與控制。通過本發明的溫度控制方法，能夠使熱損失降低，有效避免溫度波動帶來的軋制波動，保證了待軋保溫鑄坯的溫度控制精度以及軋制過程的溫度穩定性，產生了顯著的節省熱能效果。
文檔編號B21B37/74GK101811143SQ20101015413
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月23日 優先權日2010年4月23日
發明者肖利, 佘廣夫, 劉勇, 溫亞成, 朝楓洲, 胡松濤, 王敏莉 申請人:攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司, 攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司