浅谈加热炉板坯照核技术的应用
浅谈锻造室式加热炉改造过程中节能新技术的应用
热式 平焰燃 烧器 ， 高温 空气助 燃方式 ， 燃料 为天然 气 ， 设 置强 制排烟 （ 引 风机 ） 及 辅助 排烟 （ 烟囱） 烟道 。 经过４ 年 的使用 ， 炉体及 燃烧 系统 出现 裂化 ， 存 在 以下主 要 问题影 响使 用 。 １ ． 炉 体 烧损 、 技 术状 态 下降
应 用技 术
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Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
浅 谈 锻 造 室 式加 热 炉改 造 过 程 中节 能 新 技 术 的 应 用
宋 全亮 杨晓曦
（ 河冶 科 技股 份有 限公 司 ０ ５ ０ ０ ０ ０ ） ［ 摘 要］ 室式加 热 炉是锻 造 行业广 泛 应用 的炉 型 ， 但受 生 产节 奏 、 加 热工 艺 、 炉 型结 构等 各方 面 的影 响 ， 能耗 水平 高 。 同时， 传统 的采 用浇 注料 炉体 结 构易 出 现“ 跑火 ” 的 问题 出 现 ， 影响使 用 。 针对 出现上述 问题 ， 为 了适 应新 的生 产工 艺及 生产 节奏 ， 我 公 司采用节 能 新技 术对一 台室 式加 热炉 （ 后称４ ＃炉 ） 在原 有钢 结构 的 基础 上进 行 了大 修改 造 。 经过 改造 ， ４ ＃炉 的炉 况取 得 了 良好 的 效果 ， 在 原有 的基 础上 能耗 水 平降 低４ ０ ％以上 ， 装 炉量 提高 了６ ０ ％， 由原设 计５ ｔ 达 到８ ｔ ， 同时炉顶 “ 跑 火” 的情 况得 到 了彻底 的解决 ， 满足 了生 产及 工艺 的要 求 。 ［ 关键 词］ 锻造 室 式加 热炉 节 能新 技术 复合 轻质 炉 体耐 火 材料 极 限节 能 中图 分类号 ： Ｇ ２ １ ６ 文献 标识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ２ ５ — ０ ２ ４ ２ 一 Ｏ １
中厚板卷厂加热炉技术特点和使用实践
炉必须即能满足 板坯 热装 比例 高 的要 求 ， 又要满 足
炉卷轧机板 坯温 度精度高的特 点。
使用燃料 ： 高炉 、 焦炉混合煤气
煤气热值 ：００－１％ｋａ Ｎ ２０ ｉ０ ｅｌ ｍ － ／ ２ 加热 炉技术 特点
煤气耗量 ： ８ ０ ｍ ／ （ ５ ０ ０Ｎ ｈ 最大 ）
பைடு நூலகம்
炉子尺寸 ：８０ （ 效 长度 ）×１６ ０ ｍ（ ２８０ 有 ８ ０ ｍ 炉子 内宽 ） 加热 能 力 ：２０吨／ ， （ 装 ） ２ ０吨／ ， ３ ４时 冷 ，７ ｄ 时 （ 热装 ） 加 热板坯 ：（ ６ ０～ ２ ０ １０ ３ ５ ）×（ ８０ １６０ ６ ０ ７０ ）×
ｍｅ ｔｕｅ ｎ ｒｈ ａｉｇｆｒａ ｅｓ ｏ ｌ ｅ ｈ ｅ ｕｒｍｅ ｔ ｏ ｉｈｐｏ ｕ ｔ ｎ，ｇ ｏ ｕ ｉ ｎ ｓｄ ｉ ｅ ｅ ｔ ｕ ｃ ｈ ｕｄ ｍｅ ｔｔｅｒｑ ｉ ｎ ｎ ｅ ｎｓ ｆ ｇ ｒｄ ｃｉ ｈ ｏ ｏｄ ｑ ａ ｔ ｏ ｎ ｒｙｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｌ ｙ，ｌｗ ｅ ｅｇ ｏ ｓ ｍｐｉ ｏ
投资可在两年 内从 回收的蒸 汽效益 和节水效 益 中全
部收 回。
段； 下加热段 ； 上均热 左段 、 右段 ； 均热段 下
２ ２ 炉型 结构 ． 加热炉采用 三 段式 炉 型结构 ， 宽考 虑到 装 入 炉
炉 内板坯的跑偏 和最 长板 坯 的热 延伸 ， 装入 炉 内 的 板坯最长为 １ ． ｍ， ７ ６ 加热 炉 的净 宽设 计 为 １ ． ｍ， ８ ６ 是 国 内同类型 中厚板 加 热炉 中最 宽 的。炉长设 计 时 ，
考虑到热板坯缓 冲 和充分 利用 烟气 预热 的要 求 ， 同
板坯加热炉控制系统的研究与应用
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轧 步 制 进 节 粱 奏 移 动 、 能 力
、
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炉温计算模型
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炉子加热能 力
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ｒ 袄 坯 剩 余 在 炉时 间 预 测 模 型、 出 口 目 标 温 度的 必 要 炉 温
计算扳坯 剩余在炉时间
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计 算 板 坯 加 热 判 各 段
炉温设定模型
计算炉温设定值
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图 ２ 加 热 炉 温 度 控 制 系 统
３ ． ４ ． １ 二 级控 制 系统 二 级控 制 系统 中 ， 板坯 初 始 温 度模 型计 算 板 坯 装 炉 时 的初 始 温 度 。 板 坯装 炉 前 需 要 进 行 板 坯 温度 测 量， 冷 坯的实 测 温度不 需 要修正 ， 热坯 的实 际装 炉温 度 应根 据 大气 温度 和测 量 时间到装 入 完成 的时 间差值 进 行 初 始 温度修 正 ； 炉气 温度 分 布 计算 模 型根 据 一级 发 送来 的 炉 内各 段 实测 炉 温 ， 计 算 加 热炉 长度 和 宽度 方 向 的炉气 温 度分 布 ， 以便 计 算 当前板 坯 所 在 位 置 的炉 气温度 ； 板坯 温度 跟 踪模 型根 据 以上两 个 模 型 提供 的 入炉 后板 坯初 始 温度 和炉气 温 度分 布作为 模型输 入 实 绩， 根据 Ｓ ｔ ｅ ｆ ａ ｎ — Ｂ ｏ ｈ ｚ ｍａ ｎ ｎ热 交换 定律 推 算 出流 人板 坯 表 面 的热流 量 ， 从 而计 算 出炉 内板坯 的温 度分 布 ， 建 立 炉 内板 坯温 度跟 踪数 据 。 板 坯 剩余 在炉 时 间预测 模 型根据 板坯在 当前 轧制 计 划 中 出钢 的位 置 ， 综合 考 虑轧线 节奏 、 炉子 加热 能力
浅谈轧钢加热炉自动控制系统的应用
加热 炉控 制采 用ＰＣ 制系 统与检 测仪 表相 结合， Ｌ控 通过检 测烧 钢过程 的各 项工 艺参数 ， 实现 优化 数学 模型控 制 及煤气 和 空气双 交叉 限辐最 佳燃 烧控 制， 对加热 炉 的炉温 、 压 、 温及 相关 保护 措施 等项 目进 行 自动 控制 ， 由计 算 炉 烟 并 机系 统控 制 的操作 站 监视 全部 生产 过程 ， 该系统 使 加热 炉更 节能 、高 效、安 全 、稳 定运 行 。 采 用 Ｐ Ｃ 制系 统 与检 测仪表 结 合， 加热 炉 的炉温 、炉 压、烟 温及 相 Ｌ 控 对 关 的保 护措 施等 项 目进行 自动控 制 。由计 算机 系统 的操作 站监视 全 部生产 过 程 ，保证 加 热 炉节 能 、高效 、安 全 、稳 定运 行 。加 热 炉 控 制系 统 采 用 一套 ８ ｅ ｅ ｓＰ Ｃ ｉｍ ｎ Ｌ 控制 ， １ 个主 机架 ， 采用 ￥ ２０ 系 列 ：４个 Ｅ ２ Ｏ 远 பைடு நூலகம்机 架， ７ ４０ Ｔ ＯＭ 均采用 ￥ ２０ ７ ３０系列模 块 。加热 炉 出料操 作室 采用一 台工 控机 ， 于燃 烧系 统 用 的监视 和操 作 。 烧控 制 Ｐ Ｃ 燃 Ｌ 完成 仪表 各个 检测 项 目的回路 控制 、参数 采集 、 数 据处 理， 操作 站完 成炉 子生产 所 需的全 部操 作 、参 数显 示和监 控 ， 括总 体 包 和 分组 流程 画面 、回路 调整 和显 示画 面 、故障报 警 画面 、瞬时和 历史 趋势 画 面等功 能 。 加热 炉过程 控制 计算 机 系统 的主要 目的 是完成 加热 炉各 段炉温 手 、 自动控 制 操 作 和 监 视 。 ２燃烧 控制 系 统 ２ １怎 样控 制温 度 ． 加热 炉 分 五段 进行 温 度控 制， 括均 热 段 、均热 段 下层 、加 热 二段 上 、 包 加 热 二 段下 层 和 加 热一 段 。五 段均 采 用 相 同 的温 度 控 制方 案 。 （） １ 改进 型双交 叉 限幅控 制方法 相对 于 串级 比值 方法， 为了对 空燃 比控制 更加精 细， 出现 了带有 双交 叉限 幅的 串级 比值控 制方 法， 简称 双 交叉控 制 方法 。优 点 是有效 控 制 了动态 空燃 比， 同时缺 点是 限幅 牺牲 了系 统跟踪 负荷 变化 的速 度， 但 降低 了系统 的 响应速 度， 为进一 步提 高响应 速度 ， 改进 型双交 叉方法 还 将 限幅系数 设为 可 以根据温 度 偏差 自动修 正， 以便 在温 度偏 差较 大时减 弱或 取消 限幅 功能， 即限幅 系数是 动 态 的， 这样 将 大大 提 高控 制 系统 的 响应 速 度 。 （） 气过 剩系 数 ｕ 自动修 正策 略 ２空 随着 生产负 荷的 变化， 理论 空气 过剩 系数也 应该 随之 变化， 这一 点在 实施 温 度控制 时应 该考 虑到 。 种变化 的 空气过 剩 系数修 正策 略对提 高燃 烧效 率， 这 降低氧化 烧损 有好 处 。另 外， 在常 规控 制 的低负 荷状态 时 ， 为了保 证在 小流量 情况 下， 使空气和 煤气 能够很 好的混 合燃烧 ， 必须 在相应 的煤气 流量 的情况下 ， 适 当加 大空 气 的流 量， 能保 证 在小 流 量情 况下 的合理 燃 烧 。 才 （ ） 路基 本报 警 、连锁 等 功能 超温 报 警功 能 ３回 当相 应炉 段 的温 度超 过 允许 值 ， 系统 发 出报 警信 号 。热 电偶 断 偶保 护 、 报警 功能 ： 当任何一 只热 电偶被烧 坏， 本回路 立 即切 换到 手动模式 ， 同时系统发 出报 警信 号 。 温度 调节器 输 出限幅 功 能 ： 据最 大加 热速 率对 温度调 节器 输 出 根 限幅， 防止 钢 坯 过热 。最 大加 热 速率 由炉 内负荷 及 要求 的在炉 内时 间而 定 。 （） ４ 温度 控制 器工 作模 式 为方便 操作 ， 温度 控 制器设 计 手动 、本 地 自动 和数 模 ３ 控制模 式 。 种 手 动模 式 ： 手动 模 式下 ， 气 流量 和煤 气 流量 的调节 阀 工作 在手 动 方 在 空 式 。由操作 员 直接 改变 阀 门的开 度 。 本地 自动 模式 ： 地 自动就 是 并联 串级 、交 叉 限幅工 作模 式 。也是 在坯 本 料加热 时， 控制 系统 经常 使用 的方 式 。在本 模式 下， 统 的所有 在线 自动检 测 系 正常 。流量 调节 回路 、温度 调节 回路 都工 作在 闭环状 态 。操作 员只 需要输 入 相应供 热段 的炉膛 目标 温度 值给 控制系 统， 则系 统就 会 自动 、 比例 的调节相 成 应 供热段 的 空煤气 流量 ， 而保证 炉 温 的控制 精度 。 从
核技术在能源生产中的应用
核技术在能源生产中的应用核技术是一项重要而广泛应用的技术，其在能源生产领域发挥着重要的作用。
本文将探讨核技术在能源生产中的应用，并针对不同领域进行论述和分析。
一、核技术在核能发电领域的应用核能发电是一种清洁、高效的能源生产方式，核技术在该领域的应用尤为重要。
首先，核技术在核能发电过程中扮演着关键角色，通过核裂变反应释放出大量能量，推动原子反应堆内的发电机组产生电力，为社会供应可靠的电力。
其次，核技术在核反应堆运行过程中的监测与控制中扮演着重要角色。
核反应堆的运行需要严格的控制和监测，以确保核裂变反应的稳定进行。
核技术通过监测核反应堆的温度、压力、放射性物质等参数，保证核反应堆的安全运行，防止事故的发生。
另外，核技术还在核能发电领域的燃料循环中发挥着重要作用。
核能发电产生的放射性废料需要进行处理和储存，核技术可以应用于废料的处理与处置，以减少对环境的污染和危害。
二、核技术在石油与天然气开采领域的应用核技术在石油与天然气开采领域也有着广泛的应用。
核技术可以通过射孔弹技术，将放射性源引入到油井中，从而提高油层的产能。
利用核技术进行射孔弹作业，可以准确地在目标区域进行射孔，提高油井的整体采收率，使石油开采更加高效。
三、核技术在煤炭清洁利用领域的应用煤炭是目前全球主要的能源来源之一，而煤炭的燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体，给环境带来了严重的污染和温室效应。
核技术在煤炭清洁利用领域的应用，可以有效地减少污染物的排放，实现煤炭的清洁利用。
核技术可以应用于煤矿瓦斯的利用，通过射线技术检测瓦斯含量和布置射线源，从而实现煤矿瓦斯的安全利用和回收。
此外，核技术还可以应用于煤矸石的放射性检测，确保煤矸石的安全处理和利用。
四、核技术在水资源开发利用领域的应用水资源是人类生存和发展的重要基础，而核技术在水资源开发利用领域也发挥着重要作用。
核技术可以应用于水资源的监测与评价，通过核技术分析水体中的放射性物质，评估水质情况，以保证供水的安全和可靠。
板坯加热炉全炉CFD仿真技术的运用研究
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ ｓ ｂ ｒ ｈ ａｉ ｇｆ ｒ ａ ｅ ｎ ｍｅ ｉ ａ ｏ ｕ ａ ｉｎ Ｃ ｍｐ ｔ ｔ ｎ ｌ ｕ ｄ Ｄ ｎ ｍｉ ｓ ｄ ｌ ｅ ｔ ｎ ｃ ｕ ｒｃ ｌ ｍｐ ｔｔ ｏ ｕ ａｉ ａ ｉ ｙ ａ ｃ ａ ｅ ｎ ｕ ｃ ｏ ｏ Ｆｌ
加热炉板坯定位精度提升研究及应用
加热炉板坯定位精度提升研究及应用
罗付华;邱兵;贺欣;王晓川
【期刊名称】《制造业自动化》
【年(卷),期】2024(46)5
【摘要】加热炉是热轧生产线的重要工艺设备,板坯在加热炉前的精确定位对减轻操作员劳动强度和提升操作控制水平有极其重要的作用,板坯的定位精度与板坯位置跟踪和停止过程中的滑动距离有关。
针对板坯在加热炉前定位精度差的现象,通过分析炉前定位的原理和定位难度,提出增加位置检测点,采用二次定位策略和预先计算停止位置补偿值的方法,减少了板坯位置跟踪误差,提升了板坯定位精度,提高了生产效率。
【总页数】5页(P196-200)
【作者】罗付华;邱兵;贺欣;王晓川
【作者单位】攀枝花钢钒有限公司热轧板厂
【正文语种】中文
【中图分类】TP29
【相关文献】
1.宝钢2050mm加热炉板坯炉前定位控制策略
2.MM440变频器在加热炉板坯定位控制中的应用
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板坯加热炉控制技术现状及发展_下_
表 1 国外加热炉控制 系统配置表 T able 1 R eference list for RH F oversea
地区钢铁厂 美国 D ofasco公司
新西兰 H oogoven s公司 日本 Y am atak eH on eyw ell公司 美国 Lukens公司 C onshohochen厂 瑞典 SSAB 公司 D om narvet厂 巴西 U s inas公司
( 3) 数字脉冲控制。脉冲燃烧控制采用间断 燃烧的方式, 使用脉宽调制技术, 通过调节燃烧时
间的占空比 ( 通断比 ) 来实现加热炉的温度控制。 在脉冲燃烧控制技术的控制下, 燃烧器一旦燃烧, 就处于其设计的最 佳燃烧状态, 保证燃烧器燃 烧 时的燃气出口速度不变。控制系统使炉内燃烧器 交替燃烧: 当需要升温时, 燃烧器燃烧时间加长, 关断时间减少; 当需要降温时, 燃烧器燃烧时间减 小, 关断时间加长。技术难点是脉冲周期的确定、 空燃比控制、小负荷时的处理模式、烧嘴故障的处 理模式以及脉冲控制对炉压的影响。数字脉冲控 制在国内大型板坯加热炉上的成功应用业绩包括 太钢 2250热轧 1~ 3号加热炉、鞍钢股份有限 公 司 1780 热轧 4 号加热炉和南京钢铁股份有限 公 司中板厂的 2号加热炉等。
( 5) 前馈控制。加热炉炉压控制采用经典 策 略, 即单回路 P ID + 炉压自学习或煤气流量的前馈 控制。新颖的控制策略是预测函数 PFC + P ID 控 制及模糊控制。预测函数 PFC + P ID 控制技术是 利用 P ID控制器作为内层控制, 实现精细控制, 采 用预测函数 PFC 作为外层控制器, 实现系统快速 特性。技术难点是过程 通道模型的确定、预测 函 数 PFC的构建以及相关边界条件的确定。
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浅谈加热炉板坯照核技术的应用作者：王伟宁高安东
来源：《科学与财富》2021年第05期
摘要：板坯照核系统设置于加热炉装钢侧，通过字符、图片识别技术将入炉板坯信息与轧制信息配对，实现轧钢与炼钢数据的匹配，具备了成品至炼钢的过程数据追溯能力，在提升加热炉区自动化水平的同时对产品质量的管控起到关键作用。
关键词：板坯照核;加热炉;匹配
Abstract：The slab inspection system is set at the steel loading side of the heating furnace. Through character and picture recognition technology， the information of incoming slab and rolling information are matched to realize the matching of steel rolling and steel-making data. It has the ability to trace the process data from finished products to steel-making， and plays a key role in improving the automation level of the heating furnace area and controlling the product quality.
Key words： slab photo nuclear Heating furnace match
1 前言
国内钢铁行业传统热连轧占比80%以上，工艺布局含加热炉、炉后除磷、粗轧机、热卷箱、飞剪、精轧前除磷、精轧机、大型仪表、层流辊道、地下卷取机及运输链组成。
加热炉负责将连铸板坯加热炉至工艺温度值，保证轧线生产及产品质量的稳定。
板坯照核系统设置于加热炉装钢侧，安装在加热炉前A1辊道处，当钢坯在A1辊道上时，进行照核识别，匹配数据，解码钢坯长度、宽度、板坯号，铸坯异常等信息，并将数据传送给生产控制计算机系统。
2板坯照核系统主要设备及功能简介
2.1 板坯智能识别
板坯运行到相机视角范围内，触发相机对板坯侧面的喷码图片进行抓拍，相机配置千兆网口，可将抓拍的板坯图片发送到加热炉区跟踪服务器保存和识别。
字符識别系统（OCR）对数
据信息进行定位、字符分割、字符识别等一系列处理，输出坯号识别结果，通过一段时间训练，相机识别精度逐步提升。
智能相机识别错误或者识别率还未达到百分之百前，预留人工选择接口，系统根据人工选择的板坯号进行匹配。
2.2 板坯称重及检测装置
加热炉上料辊道设置板坯称重机激光检测装置，负责对板坯重量及尺寸进行测量，配套系统负责数据处理，同时实现加热炉前板坯的跟踪与定位。
2.3识别系统网络架构图
加热炉操作台设置计算机网络设备终端，负责连接识别系统与炉区PLC控制器，同时通过光缆与计算机室连接实现与二级系统的网络互通。
轧线二级系统负责接收轧制计划与生产实绩上传。
3 图像识别技术
加热炉装钢侧板坯温度0～800℃范围，板坯照核系统要求在板坯不同温度区间实现板坯号的精准识别，实现后续的板坯数据匹配等工作，因此高温物体字符及图像识别精度、图像学习算法要求极高，以保证板坯照核系统的投用率及识别率。
3.1 字符处理
字符识别系统的识别算法采用字符区域跟踪模块以及字符识别模块组成，可实现以下字符的识别：（1）“0、1、2、3、4、5、6、7、8、9”阿拉伯数字;（2）“A、B、C、D、E、F、C、H、I、J、K、L、M、N、O、P、0、R、S、T、 U、V、W、X、Y、Z”二十六个英文字母。
目标跟踪采用one-stage目标检测模型进行字符的定位及预分类，分别对多维特征进行锚点框的设定，通过对预设框进行分类得到目标区域，再进行目标框的归一损失计算，达到进行字符区域的提取的目的。
3.2 卷积神经网络技术应用CNNs
卷积神经网络主要由两部分组成，一部分是特征提取（卷积、激活函数、池化），另一部分是分类识别（全连接层），下图便是著名的手写文字识别卷积神经网络结构图
3.2.1 图像输入
具备感受野：有别于普通神经网络将图片全部识别感知，只需要对局部进行感知，然后在更高层将局部的信息综合起来就得到了全局的信息。
3.2.2 特征提取
CNNs识别图片的各种形态变化作为关键因子。
3.2.3 卷积
CNNs尝试对原图中的每一个位置进行识别，逐一过滤、匹配的过程。
CNNs为提高效率的手段，将输入图像进行缩小，减少像素信息，保留重要信息。
3.2.4 全连接层
根据全连接层权重以及深度网络计算出来的结果，进行加权求和，得到各个结果的预测值，然后取值最大的作为识别的结果。
在整个卷积神经网络中起到分类器的作用，深度神经网络经过全连接层对结果进行识别分类。
4 差异分析
5 结束语
加热炉板坯照核技术的应用，使炼钢与轧钢板坯数据完成贯通，产品质量异议及数据回查可追溯至连铸、精炼及转炉区域，有效支撑了生产过程工艺数据的管控。
智能化技术的应用在提升炉加热炉区自动化水平的同时有效降低了人力
参考文献：
[1].涂豫.基于贝叶斯卷积神经网络与数据增强的SAR图像目标分类方法[J]. 探测与控制学报.2020.
[2].莫爵贤.基于图像处理技术的标志字符识别检测系统[J]. 机械制造.2020.
作者简介：王伟宁（1986.2-），男（汉族），日照钢铁有限公司电控处.
（日照钢铁有限公司山东日照 276806）。