一种热处理炉换加热工艺钢板自动入炉控制的方法

1.本发明属于冶金自动化技术领域，特别涉及一种热处理炉换加热工艺钢板自动入炉控制的方法。


背景技术：

2.目前在热处理炉生产中，待装钢板允许进入热处理炉加热需要满足如下两点条件1.炉内空位允许，即炉内的剩余生产空间要大于待装钢板长度，2.实际炉温与设定炉温在工艺偏差范围。不同材质的钢板加热工艺一般是不同的，每次更换加热工艺后，炉温都需要进行相应的改变，而更换加热工艺后的钢板，则需要等待实际炉温到达工艺范围内才允许钢板进炉生产。
3.热处理炉一般分为多个加热区，在实际换加热工艺生产方式中，操作人员为了不影响炉内正在生产的钢板温度，同时确保能让待装钢板在符合工艺要求下早点进炉生产，都是等正在生产的钢板运动一段距离后，再将前面的加热区进行升降温操作。要升降温的加热区与炉内钢板尾部位置的距离间隔一般为1-3个加热区。这个生产过程就需要操作人员对炉温情况进行观察并判断合适的入炉时机。炉内最后一个加热区也称为保温区，因为保温区的炉温设定都在炉内最后一块钢板出炉后进行设定，所以只要待装钢板在到达保温区时，保温区温度到达设定温度并在在工艺偏差范围，此时就认为待装钢板可以入炉。在实际生产中易出现人工炉温设定不及时或人工装炉时机判断失误、延缓等情况而造成的生产节奏慢、能源浪费的情况。
4.基于此，本发明设计了一种热处理炉更换加热工艺钢板自动入炉控制的方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是目前热处理炉更换加热工艺时存在的炉温设定不及时以及人工装炉时机把握不准问题，提供一种热处理炉换加热工艺钢板自动入炉控制的方法。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
7.该方法首先根据待装钢板工艺设定温度与炉内生产最后一块钢板的工艺设定温度进行对比，当两者不相等时，产生换工艺生产标记，有换工艺生产标记的待装钢板不允许自动入炉(其中工艺设定温度在钢板入炉前由上级系统下发，或由人工输入)，同时根据炉内生产的最后一块钢板位置，实时计算所经过加热区间，并将第1至(k-a)个加热区间自动设定为待装钢板工艺温度，同时依据热处理炉升温或降温速率，计算保温区(炉内最后一个加热区)温度到达待装钢板设定温度所需时间ti，依据待装钢板长度、待装钢板距炉门距离、炉门保护距离、入炉后的钢板到达保温区的距离、待装钢板入炉速度、钢板工艺速度来计算待装钢板到达炉内保温区所需要的时间ta，当ta》＝ti时，则取消换工艺生产标记，允许待装钢板自动入炉。
8.具体包括步骤如下：
9.s1：将在炉内生产的最后一块钢板与炉前待装钢板的工艺设定温度进行对比，当两者不相等时，产生换工艺生产标记，有换工艺生产标记的待装钢板不允许自动入炉；
10.s2：计算炉内最后一块钢板尾部位置位于第k个加热区，并将第1至(k-a)个加热区温度自动设定为待装钢板工艺设定温度，其中，a为间隔区；
11.s3：计算保温区温度到达待装钢板工艺设定温度所需时间ti；
12.s4：计算待装钢板到达炉内保温区温度所需要的时间ta；
13.s5：判断ta是否大于ti，如果大于，清除换工艺生产标记，此时允许换加热工艺的待装钢板进炉，如果ta小于ti，则不允许待装钢板进炉，直到ta大于等于ti。
14.其中，s2中a的取值范围为1-3。
15.s3中保温区为炉内最后一个加热区。
16.s3中ti＝ts+td/dt，其中，ts为炉内最后一块钢板剩余在炉时间，td为待装钢板工艺设定温度与炉内最后一块钢板设定温度的温度差，dt为热处理炉升温或降温速率，ti、ts单位为分钟，td单位为摄氏度，dt单位为摄氏度每分钟。
17.s4中ta＝(l+da+db)/vs+dc/vt，其中，l为待装钢板长度，da为待装钢板距炉门距离，db为炉门保护距离，dc为待装钢板入炉后钢板到达保温区的距离，vs为待装钢板入炉速度，vt为待装钢板工艺速度；其中ta单位为分钟，l、da、db、dc单位为米，vs、vt单位为米每分钟。
18.与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
19.上述技术方案，解决了在实际生产中易出现人工炉温设定不及时或人工装炉时机判断失误、延缓等情况而造成的生产节奏慢、能源浪费的情况。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例1所述热处理炉换加热工艺钢板自动入炉控制的方法工艺流程图；
22.图2为本发明实施例中涉及的平面示意图。
23.其中：1-待装钢板；2-装料炉门侧；3-加热区；4-待装钢板入炉后位置；5-炉内最后一块钢板。
具体实施方式
24.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
25.本发明提供一种热处理炉换加热工艺钢板自动入炉控制的方法。
26.如图1所示，该方法包括步骤如下：
27.s1：将在炉内生产的最后一块钢板与炉前待装钢板的工艺设定温度(其中工艺设
定温度在钢板入炉前由上级系统下发，或由人工输入)进行对比，当两者不相等时，产生换工艺生产标记，有换工艺生产标记的待装钢板不允许自动入炉；
28.s2：计算炉内最后一块钢板经过k个加热区，将第k个加热区前面第1至(k-a)个加热区温度自动设定为待装钢板工艺设定温度，其中，a为间隔区；
29.s3：计算保温区温度到达待装钢板工艺设定温度所需时间ti；
30.s4：计算待装钢板到达炉内保温区温度所需要的时间ta，；
31.s5：判断ta是否大于等于ti，如果大于，清除换工艺生产标记，此时允许换加热工艺的待装钢板进炉，如果ta小于ti，则不允许待装钢板进炉，直到ta大于等于ti。
32.如图2所示，全炉共分为n个加热区，炉内最后一块钢板5尾部所在加热区3为第k个加热区(k＜n)，待装钢板1长度为l，待装钢板1从装料炉门侧2进入，待装钢板距炉门距离为da，炉门保护距离为db，待装钢板入炉后，从待装钢板入炉后位置4到达保温区的距离为dc。
33.在具体实施过程中，按如下步骤进行操作：
34.(1)依据在炉内生产的最后一块钢板，与炉前待装钢板的工艺设定温度进行对比，当两者不相等时，在该块钢板上产生换工艺生产标记，有换工艺生产标记的待装钢板不允许自动入炉；
35.(2)程序计算炉内最后一块钢板尾部经过了几个加热区，记为k个，将此加热区前面第1至(k-a)个加热区温度自动设定为待装钢板工艺温度，其中a为间隔区，为确保炉内生产钢板的温度不受升降温影响，a的取值范围为1-3，本实施例中a取2；
36.(3)程序计算保温区温度到达待装钢板设定温度所需时间ti，ti＝ts+td/dt，其中ts为炉内最后一块钢板剩余在炉时间，td为待装钢板设定温度与炉内最后一块钢板设定温度的温度差，dt为热处理炉升温或降温速率，dt以实际炉子加热效率为准，一般由操作人员在hmi画面上输入，其中ti、ts单位为分钟，td单位为摄氏度，dt单位为摄氏度每分钟；
37.(4)程序计算待装钢板到达炉内保温区所需要的时间ta，ta＝(l+da+db)/vs+dc/vt，其中l为待装钢板长度，da为待装钢板距炉门距离，db为炉门保护距离，dc为待装钢板入炉后的头部位置距保温区的距离，vs为待装钢板入炉速度，vt为待装钢板工艺速度，其中ta单位为分钟，l、da、db、dc单位为米，vs、vt单位为米每分钟；
38.(5)判断ta是否大于等于ti，如果大于，清除换工艺生产标记，此时则允许换加热工艺的待装钢板进炉，如果ta小于ti，则不允许待装钢板进炉，直到ta大于等于ti。
39.该方法已成功应用于某钢厂热处理炉自动入炉控制，在减少操作人员劳动强度的同时，又提升了生产效率及控制精度，减少了能源浪费情况，受到了用户的好评。
40.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。