談軋鋼加熱爐在生產(chǎn)中的溫度控制

張強(qiáng)

【摘 要】隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)化的建設(shè)對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的品質(zhì)和數(shù)量的要求日益提高，作為鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)的重要一環(huán)，軋制過程控制越來(lái)越被人們關(guān)注，尤其是軋制過程的加熱控制尤為重要，它直接影響著軋鋼產(chǎn)品的綜合成本和生產(chǎn)效率。本文就軋鋼加熱過程的溫度控制展開探討。希望可以為大家?guī)?lái)一些啟發(fā)。

【關(guān)鍵詞】軋鋼加熱爐；生產(chǎn)；溫度控制

中圖分類號(hào)： TG307 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）30-0028-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.30.010

Temperature control of rolling furnace in production

ZHANG Qiang

（Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co， Jiangsu Jiangyin 214400， China）

【Abstract】With the development of modern industrialization in China， the requirement of quality and quantity of steel products is increasing day by day. As an important part of steel products production， the control of rolling process has been paid more and more attention， especially the heating control of rolling process， which directly affects the comprehensive cost and production efficiency of steel products. Rate. This paper discusses the temperature control during the heating process of steel rolling. Hope to bring some inspiration for you.

【Key words】Rolling furnace；Production；Temperature control

0 前言

針對(duì)我國(guó)軋鋼加熱工藝的現(xiàn)狀，筆者從加強(qiáng)軋鋼加熱溫度控制的重要意義著手，并且概括性的說(shuō)明了軋制溫度控制技術(shù)中存在的一些需要解決的問題，最終提出了筆者自己的淺薄見解，希望為讀者帶來(lái)幫助。

1 加強(qiáng)軋鋼加熱溫度控制的意義

1.1 節(jié)約成本

眾所周知，加熱工序的耗能占整個(gè)軋制過程耗能的70%之多，所以在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)加強(qiáng)對(duì)加熱溫度的控制可以顯著的降低軋制過程的噸鋼能耗，降低鋼鐵的軋制成本，幫助企業(yè)節(jié)約資金成本。同時(shí)，過多的投入燃料或者加熱溫度過高，不僅僅造成能源的直接浪費(fèi)，還將造成爐體設(shè)備損壞、產(chǎn)生過燒等加熱缺陷，維修設(shè)備以及產(chǎn)品報(bào)廢都將造成額外的浪費(fèi)。鑒于上述兩個(gè)方面，合理的控制溫度可以有效的節(jié)省企業(yè)的資金投入。

1.2 降低廢熱排放

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活品質(zhì)的需求越來(lái)越高，但現(xiàn)在我國(guó)的環(huán)境問題卻愈發(fā)突出，環(huán)境的變化越來(lái)越無(wú)法滿足人們對(duì)美好生活的追求，以此產(chǎn)生的矛盾越來(lái)越突出。眾所周知溫室效應(yīng)會(huì)對(duì)全球氣候帶來(lái)巨大影響，一般人們都知道它受到二氧化碳含量影響，不容忽略的是，它還和工業(yè)行業(yè)中的廢熱排放有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。所以，在嚴(yán)峻的環(huán)境問題面前，我們不得不去降低廢熱排放。研究表明通過對(duì)軋鋼加溫度的控制，可以有效地減少在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的廢熱，對(duì)企業(yè)的發(fā)展能起到有利的作用，對(duì)環(huán)境的保護(hù)更是意義深遠(yuǎn)。

1.3 節(jié)省能源與資源

前文已經(jīng)提到了，目前軋制加熱過程需要的燃料一般是高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等工業(yè)制氣，該部分燃料大多是使用煤不完全燃燒產(chǎn)生的，而煤資源是不可再生的一次能源，所以加強(qiáng)軋鋼加熱過程的溫度控制，不僅可以降低生產(chǎn)成本、減少污染，同時(shí)還可以減少一次能源的使用，所以，控制軋制溫度的重要意義還有節(jié)省一定量的能源和資源。

2 軋鋼加熱溫度控制存在的主要問題

2.1 設(shè)備的轉(zhuǎn)換率偏低

相關(guān)研究人員在對(duì)軋鋼加熱溫度控制的研究中發(fā)現(xiàn)，設(shè)備的轉(zhuǎn)換率偏低是一個(gè)很大的問題。具體來(lái)說(shuō)，參與燃燒的空氣和燃料的比例不能合理的控制，將會(huì)造成燃燒效率低下。如空氣使用量較大，煙氣量將會(huì)增加，當(dāng)空氣被排除爐外時(shí)，會(huì)帶走很多的熱量，降低轉(zhuǎn)換率；如空氣使用量不足，燃料得不到充分的燃燒，也將造成轉(zhuǎn)換率低。同時(shí)，空氣量不足，大量燃?xì)怆S煙氣排出爐外，不僅造成能源浪費(fèi)，還將造成環(huán)境污染。

2.2 技術(shù)水平有待提升

我們不得不承認(rèn)和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的軋鋼相關(guān)技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，同時(shí)國(guó)外的技術(shù)封鎖，使得我國(guó)軋鋼技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了許許多多的問題，這些問題或多或少都在影響著我國(guó)軋鋼發(fā)展。這些技術(shù)問題中最主要也是當(dāng)前比較難解決的是溫度控制技術(shù)，主要體現(xiàn)在加熱過程中加熱爐內(nèi)的溫度場(chǎng)控制以及坯料的實(shí)際溫度跟蹤。這些問題需要進(jìn)一步研究開發(fā)。

3 加強(qiáng)軋鋼加熱溫度控制的措施

3.1 重視設(shè)備的熱轉(zhuǎn)換率

高效率一直是人們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)上所重視的，但是令人奇怪的是有的企業(yè)不重視設(shè)備的熱轉(zhuǎn)換率。我們必須認(rèn)識(shí)到，設(shè)備熱轉(zhuǎn)化率的提高可以減少產(chǎn)生的廢熱、節(jié)省燃料的使用，它已經(jīng)漸漸成為現(xiàn)今軋鋼加熱溫度控制研究的主要方向之一，企業(yè)對(duì)此必須重視起來(lái)。具體來(lái)說(shuō)，企業(yè)可以通過以下措施來(lái)提高熱轉(zhuǎn)化率：選擇科學(xué)合理的加熱爐型結(jié)構(gòu)，使用可靠新型的耐高溫、保溫性能好的制作材料，采用先進(jìn)的燃燒技術(shù)和燃燒裝置等。另外，國(guó)家也應(yīng)該加大人力物力的投入，幫助廣大企業(yè)去做好這方面的研究工作，鼓勵(lì)扶持科學(xué)技術(shù)研究的開展，甚至可以開設(shè)相關(guān)的科研獎(jiǎng)項(xiàng)，對(duì)那些有突出研究的企業(yè)和研究人員頒發(fā)獎(jiǎng)勵(lì)，以促進(jìn)設(shè)備熱轉(zhuǎn)化率技術(shù)方面的更好發(fā)展。

3.2 鼓勵(lì)相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新與研發(fā)

一直以來(lái)，我國(guó)的相關(guān)技術(shù)和部分設(shè)備都依靠國(guó)外引進(jìn)，企業(yè)每年在設(shè)備技術(shù)方面額外花費(fèi)大量的資金。要想成為一個(gè)工業(yè)強(qiáng)國(guó)，技術(shù)的創(chuàng)新是必不可少的。面對(duì)在科研方面和發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，我們要奮起直追，加快工業(yè)現(xiàn)代化的步伐，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)引進(jìn)到軋鋼加熱爐的生產(chǎn)過程中，計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)的加熱爐溫控設(shè)備，從而使鋼坯在最為適宜的溫度出爐，有效控制軋鋼生產(chǎn)中加熱爐的溫度。因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中，需要積極引入加熱爐供坯節(jié)奏、熱平衡、數(shù)字模型等模塊，打破傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)加熱方式，采取實(shí)時(shí)計(jì)算方法，從而確保加熱爐設(shè)備溫度的系統(tǒng)性控制，滿足具體加熱限制的條件，降低熱能消耗。

現(xiàn)階段，多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是軋鋼生產(chǎn)中加熱爐溫度控制領(lǐng)域使用最為廣泛的系統(tǒng)，尤其是二級(jí)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)經(jīng)歷了界面—換熱模型—溫度策略等階段對(duì)于上級(jí)溫度系統(tǒng)而言，其主要是對(duì)軋鋼加熱爐溫控所需主程序進(jìn)行監(jiān)管，并輸出相關(guān)出爐命令服務(wù)以及溫控設(shè)定值等，對(duì)加熱爐各部分的主要啟動(dòng)程序加以處理 ；而下級(jí)溫度系統(tǒng)的主要作用是控制加熱爐內(nèi)的燃?xì)鈮毫图訜釁^(qū)域的溫度閉環(huán)。同時(shí)，合理的將智能控制技術(shù)運(yùn)用到加熱爐的溫度控制中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是其中的重要內(nèi)容，其具有較強(qiáng)的非線性映射能力以及學(xué)習(xí)能力，相較于傳統(tǒng)模型而言，該系統(tǒng)能夠靈活創(chuàng)建模型，BP網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，其具有噪音小和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在軋鋼生產(chǎn)中加熱爐溫度控制領(lǐng)域的應(yīng)用最多，但是該技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)，如容易陷入局部的極小點(diǎn)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，近年來(lái)也出現(xiàn)了新的智能控制技術(shù)，如RBF網(wǎng)絡(luò)模型、模糊邏輯控制技術(shù)等，其中模糊邏輯控制技術(shù)主要是在實(shí)際人工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將其轉(zhuǎn)化為模糊控制原則，被應(yīng)用于時(shí)變復(fù)雜的加熱爐系統(tǒng)中。采用這種技術(shù)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)出有效的模糊控制器，在實(shí)際應(yīng)用過程中，很多企業(yè)將這種模糊技術(shù)與其他控制技術(shù)相結(jié)合，比如常見的模糊控制同比例控制等。同時(shí)，模糊控制原則主要總結(jié)了實(shí)際的溫度控制經(jīng)驗(yàn)以及固定的控制規(guī)則。因此，具有學(xué)習(xí)功效的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以利用模糊規(guī)則創(chuàng)造出可操作性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)，并將其應(yīng)用至未來(lái)的加熱爐溫控領(lǐng)域中，提高生產(chǎn)效率。此外，國(guó)家還可以加大在自動(dòng)控制方面的研究，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以有效的使燃料和空氣在一個(gè)合適的比例充分反應(yīng)，而且還能保持設(shè)備內(nèi)部溫度的相對(duì)穩(wěn)定，有助于燃料的燃燒，也可以減少?gòu)U熱的產(chǎn)生。更應(yīng)該引起重視的是國(guó)外引進(jìn)的設(shè)備往往具有運(yùn)行效率高的特點(diǎn)，目前我國(guó)生產(chǎn)的設(shè)備可以在提高運(yùn)行效率方面進(jìn)行相關(guān)的創(chuàng)新研發(fā)，以增加國(guó)產(chǎn)設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)力。通過在以上這些方面的創(chuàng)新和研發(fā)，能夠更好的推動(dòng)我國(guó)相關(guān)技術(shù)的設(shè)備的發(fā)展，為打造工業(yè)強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。

3.3 加大資金的支持與投入

經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，無(wú)疑決定著技術(shù)研究所能達(dá)到的高度。沒有較大的資金支持與投入，怎么可能取得良好的建設(shè)與發(fā)展。企業(yè)方面應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，無(wú)論什么時(shí)候人才都是最重要的。所以，為了保證高級(jí)的技術(shù)人才的不流失，需要提供良好的福利待遇，薪金報(bào)酬；另外，為了保持企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，需要不斷的引進(jìn)新的設(shè)備技術(shù)，同時(shí)也要加大資金投入用于科研事業(yè)。國(guó)家方面，為了進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，首先就需要加大資金投入力度。在我國(guó)的技術(shù)水平和發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的差距的情況下，積極引進(jìn)先進(jìn)的控制技術(shù)，這樣才能有效滿足國(guó)家相關(guān)技術(shù)人員的學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中往往可以更好地研究創(chuàng)新，在國(guó)家和企業(yè)的共同努力下，軋鋼加熱溫度控制技術(shù)必將會(huì)飛速發(fā)展，迎來(lái)歷史性突破進(jìn)步。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)軋鋼加熱溫度控制的研究，有很大意義，但是我們也不得不面對(duì)研究中出現(xiàn)的很多問題，對(duì)于這些問題，筆者希望相關(guān)領(lǐng)域的人才可以獻(xiàn)身于這方面的技術(shù)研究，從而使得這項(xiàng)技術(shù)可以自給自足，打破發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)封鎖，為建設(shè)現(xiàn)代化的強(qiáng)國(guó)獻(xiàn)出自己的熱。

【參考文獻(xiàn)】

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