特色技術
 
  低污染高效蓄熱工業爐
寶鋼厚板加熱爐數學模型調整和優化


   為了提高厚板軋制產品質量精度,加熱爐自動燃燒控制模型對板坯加熱出爐溫度為目標進行高精度管理,以適應厚板多品種少批量生產的操作特點。厚板加熱爐自動燃燒控制模型的控制方法是通過爐溫設定,最終滿足各種坯料的出爐目標溫度。整個模型包括板坯裝入處理、板坯出爐處理、休止處理、周期處理和溫度和節奏自學習等功能模塊。坯料裝入時,根據坯料表面溫度實績值推算坯料的初始溫度分布,然后進行周期的計算,推算出各周期的坯料的當前溫度、按預測的剩余在爐時間和坯料對加熱過程的要求計算將坯料加熱到目標出爐溫度所必需的爐溫。用RULE BASE推論出的各段的設定爐溫。
  對國內設計研究院來講,負責厚板這樣高自動化程度的大型步進式加熱爐的技術總成實屬首次。厚板加熱爐作為厚板軋機的第一道工序,為了滿足厚板軋制工藝需要,軋制板坯的加熱質量的要求很高。
  厚板步進加熱爐采用了雙排布料方式、全箱型結構,采用側燒嘴和頂部燒嘴供熱,分為8個控制段。在爐型結構和外形上與熱軋帶鋼加熱爐相似,但厚板的生產具有批量少、坯料較短、品種規格多的特點,相應的加熱板坯的品種多、厚度變化頻繁、出爐溫度的變化范圍大。因此,生產操作難度要更大、更復雜。
厚板步進式加熱爐具有兩套步進梁機構,特別重要的是,步進爐加熱坯料抽出順序需要考慮采用車底爐的加熱坯料抽出順序插入的影響,因此,步進爐加熱坯料出爐節奏并不是只有步進爐的影響,模型中抽出節奏和出爐時間計算變得更為復雜。
  現在在L2上運行的厚板加熱爐優化控制模型為國內自主開發,模型框架已經構架,但模型計算僅用于開環控制,其中的模型參數全部為初始設置的經驗值,并不能反映加熱爐的實際情況,因此需要開展本項目的研究,調整好模型參數,使模型計算結果與實際加熱溫度一致,并用于閉環控制。相應的模型參數需要在實際生產中進行必要的修改和調試。
厚板加熱爐自動燃燒控制模型在休爐過程中采用了先進的控制理念。但模型中休爐的溫度設定實際是一個假設的數據,各溫度設定值需要實際生產驗證和優化。因此,在模型試投運期間必須根據生產實際,測試和收集有關生產數據,對休爐過程溫度設定進行調整和優化。


  針對寶鋼寬厚板步進式加熱爐的實際生產情況,本項目采取理論研究、現場實驗研究和實際工程應用相結合的技術路線,先期開展如下研究工作:
  (1) 分析模型與應用程序的接口,研究模型參數的相關性和模型的實際數據收集的功能。
  (2) 開展典型板坯在正常加熱狀態下的鋼坯溫度分布測試實驗,即"黑匣子"溫度測試,為板坯加熱過程優化控制數學模型提取模型參數和對控制數學模型進行實驗驗證。
  (3) 開發和建立總括熱吸收率離線仿真模型和軟件,在此基礎上對原有的數學模型參數進行修改和完善(如總括傳熱系數等參數的修正),為全面實施加熱爐的動態優化控制奠定堅實的實驗基礎。
  (4) 對加熱爐的在線優化控制數學模型進行黑匣子實驗驗證。
  (5) 應用RBF網絡預測板坯的出爐節奏。
  (6) 建立坯料待軋等非正常生產條件下加熱爐的休爐優化溫度制度,其中待軋包括計劃待軋和非計劃待軋。

寶鋼夜色

溫度曲線測試實驗坯進爐(黑匣子)

溫度曲線測試實驗坯出爐(黑匣子)

 

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