谈轧钢加热炉在生产中的温度控制

张强

【摘 要】随着我国现代工业化的建设对钢铁产品的品质和数量的要求日益提高，作为钢铁产品生产的重要一环，轧制过程控制越来越被人们关注，尤其是轧制过程的加热控制尤为重要，它直接影响着轧钢产品的综合成本和生产效率。本文就轧钢加热过程的温度控制展开探讨。希望可以为大家带来一些启发。

【关键词】轧钢加热炉；生产；温度控制

中图分类号： TG307 文献标识码： A 文章编号： 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

针对我国轧钢加热工艺的现状，笔者从加强轧钢加热温度控制的重要意义着手，并且概括性的说明了轧制温度控制技术中存在的一些需要解决的问题，最终提出了笔者自己的浅薄见解，希望为读者带来帮助。

1 加强轧钢加热温度控制的意义

1.1 节约成本

众所周知，加热工序的耗能占整个轧制过程耗能的70%之多，所以在实际生产中对加强对加热温度的控制可以显著的降低轧制过程的吨钢能耗，降低钢铁的轧制成本，帮助企业节约资金成本。同时，过多的投入燃料或者加热温度过高，不仅仅造成能源的直接浪费，还将造成炉体设备损坏、产生过烧等加热缺陷，维修设备以及产品报废都将造成额外的浪费。鉴于上述两个方面，合理的控制温度可以有效的节省企业的资金投入。

1.2 降低废热排放

随着经济的快速发展，人们对生活品质的需求越来越高，但现在我国的环境问题却愈发突出，环境的变化越来越无法满足人们对美好生活的追求，以此产生的矛盾越来越突出。众所周知温室效应会对全球气候带来巨大影响，一般人们都知道它受到二氧化碳含量影响，不容忽略的是，它还和工业行业中的废热排放有着千丝万缕的关系。所以，在严峻的环境问题面前，我们不得不去降低废热排放。研究表明通过对轧钢加温度的控制，可以有效地减少在工业生产环节中产生的废热，对企业的发展能起到有利的作用，对环境的保护更是意义深远。

1.3 节省能源与资源

前文已经提到了，目前轧制加热过程需要的燃料一般是高炉煤气、转炉煤气等工业制气，该部分燃料大多是使用煤不完全燃烧产生的，而煤资源是不可再生的一次能源，所以加强轧钢加热过程的温度控制，不仅可以降低生产成本、减少污染，同时还可以减少一次能源的使用，所以，控制轧制温度的重要意义还有节省一定量的能源和资源。

2 轧钢加热温度控制存在的主要问题

2.1 设备的转换率偏低

相关研究人员在对轧钢加热温度控制的研究中發现，设备的转换率偏低是一个很大的问题。具体来说，参与燃烧的空气和燃料的比例不能合理的控制，将会造成燃烧效率低下。如空气使用量较大，烟气量将会增加，当空气被排除炉外时，会带走很多的热量，降低转换率；如空气使用量不足，燃料得不到充分的燃烧，也将造成转换率低。同时，空气量不足，大量燃气随烟气排出炉外，不仅造成能源浪费，还将造成环境污染。

2.2 技术水平有待提升

我们不得不承认和发达国家相比，我国的轧钢相关技术发展时间较短，同时国外的技术封锁，使得我国轧钢技术领域出现了许许多多的问题，这些问题或多或少都在影响着我国轧钢发展。这些技术问题中最主要也是当前比较难解决的是温度控制技术，主要体现在加热过程中加热炉内的温度场控制以及坯料的实际温度跟踪。这些问题需要进一步研究开发。

3 加强轧钢加热温度控制的措施

3.1 重视设备的热转换率

高效率一直是人们在工业生产上所重视的，但是令人奇怪的是有的企业不重视设备的热转换率。我们必须认识到，设备热转化率的提高可以减少产生的废热、节省燃料的使用，它已经渐渐成为现今轧钢加热温度控制研究的主要方向之一，企业对此必须重视起来。具体来说，企业可以通过以下措施来提高热转化率：选择科学合理的加热炉型结构，使用可靠新型的耐高温、保温性能好的制作材料，采用先进的燃烧技术和燃烧装置等。另外，国家也应该加大人力物力的投入，帮助广大企业去做好这方面的研究工作，鼓励扶持科学技术研究的开展，甚至可以开设相关的科研奖项，对那些有突出研究的企业和研究人员颁发奖励，以促进设备热转化率技术方面的更好发展。

3.2 鼓励相关技术的创新与研发

一直以来，我国的相关技术和部分设备都依靠国外引进，企业每年在设备技术方面额外花费大量的资金。要想成为一个工业强国，技术的创新是必不可少的。面对在科研方面和发达国家的差距，我们要奋起直追，加快工业现代化的步伐，将先进的计算机控制技术引进到轧钢加热炉的生产过程中，计算机可以实时处理复杂结构的加热炉温控设备，从而使钢坯在最为适宜的温度出炉，有效控制轧钢生产中加热炉的温度。因此在实际生产过程中，需要积极引入加热炉供坯节奏、热平衡、数字模型等模块，打破传统的标准加热方式，采取实时计算方法，从而确保加热炉设备温度的系统性控制，满足具体加热限制的条件，降低热能消耗。

现阶段，多级计算机控制系统是轧钢生产中加热炉温度控制领域使用最为广泛的系统，尤其是二级控制系统，该系统经历了界面—换热模型—温度策略等阶段对于上级温度系统而言，其主要是对轧钢加热炉温控所需主程序进行监管，并输出相关出炉命令服务以及温控设定值等，对加热炉各部分的主要启动程序加以处理 ；而下级温度系统的主要作用是控制加热炉内的燃气压力和加热区域的温度闭环。同时，合理的将智能控制技术运用到加热炉的温度控制中，神经网络系统是其中的重要内容，其具有较强的非线性映射能力以及学习能力，相较于传统模型而言，该系统能够灵活创建模型，BP网络在工业领域的应用较为广泛，其具有噪音小和结构简单等特点，在轧钢生产中加热炉温度控制领域的应用最多，但是该技术也存在一些缺点，如容易陷入局部的极小点。

随着科学技术的发展和进步，近年来也出现了新的智能控制技术，如RBF网络模型、模糊逻辑控制技术等，其中模糊逻辑控制技术主要是在实际人工经验的基础上，将其转化为模糊控制原则，被应用于时变复杂的加热炉系统中。采用这种技术的关键是设计出有效的模糊控制器，在实际应用过程中，很多企业将这种模糊技术与其他控制技术相结合，比如常见的模糊控制同比例控制等。同时，模糊控制原则主要总结了实际的温度控制经验以及固定的控制规则。因此，具有学习功效的神经网络系统可以利用模糊规则创造出可操作性的神经网络实现技术，并将其应用至未来的加热炉温控领域中，提高生产效率。此外，国家还可以加大在自动控制方面的研究，自动控制系统可以有效的使燃料和空气在一个合适的比例充分反应，而且还能保持设备内部温度的相对稳定，有助于燃料的燃烧，也可以减少废热的产生。更应该引起重视的是国外引进的设备往往具有运行效率高的特点，目前我国生产的设备可以在提高运行效率方面进行相关的创新研发，以增加国产设备的竞争力。通过在以上这些方面的创新和研发，能够更好的推动我国相关技术的设备的发展，为打造工业强国的目标做出贡献。

3.3 加大资金的支持与投入

经济基础，无疑决定着技术研究所能达到的高度。没有较大的资金支持与投入，怎么可能取得良好的建设与发展。企业方面应该认识到，无论什么时候人才都是最重要的。所以，为了保证高级的技术人才的不流失，需要提供良好的福利待遇，薪金报酬；另外，为了保持企业的竞争力，需要不断的引进新的设备技术，同时也要加大资金投入用于科研事业。国家方面，为了进一步推动工业的现代化发展，首先就需要加大资金投入力度。在我国的技术水平和发達国家有一定的差距的情况下，积极引进先进的控制技术，这样才能有效满足国家相关技术人员的学习，在学习中往往可以更好地研究创新，在国家和企业的共同努力下，轧钢加热温度控制技术必将会飞速发展，迎来历史性突破进步。

4 结语

综上所述，对轧钢加热温度控制的研究，有很大意义，但是我们也不得不面对研究中出现的很多问题，对于这些问题，笔者希望相关领域的人才可以献身于这方面的技术研究，从而使得这项技术可以自给自足，打破发达国家的技术封锁，为建设现代化的强国献出自己的热。

【参考文献】

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[2]徐文栋，杨茉，雍青青等.轧钢加热炉余热发电方案设计及其评价[J].工程热物理学报，2013，34（7）：1209-1212.