轧钢加热炉的控制与节能
钢铁企业轧钢加热炉节能设计技术规范
中华人民共和国黑色冶金行业标准YB钢铁企业轧钢加热炉节能设计技术规范（征求意见稿）中华人民共和国工业和信息化部 发布前言本规范由中国钢铁工业协会提出。
本规范由全国钢标准化技术委员会归口。
本规范编制单位：本规范主要起草人：钢铁企业轧钢加热炉节能设计技术规范1总则1.1本规范仅对连续式轧钢加热炉适用，间断式加热炉（如车底式、室式、坑式加热炉）不在此规范内。
1.2本规范仅涉及到轧钢加热炉设计时应采用的综合节能技术和应达到的单耗指标，全面的设计规范按GB50486执行。
1.3炉子设计者须贯彻国家和行业的有关节能的方针、政策和法规，根据车间工艺、燃料条件，确定采用的技术措施，必须满足技术先进，确保产品质量、节能低耗，排放达标，运行安全可靠，生产操作自动化程度高的要求。
1.4加热炉节能不仅需要有一个好的设计，还需要炉子操作者的精心操作。
炉子操作工应经过培训，具有流体力学、传热学、耐火材料、热工测量和控制、液压和机械等有关知识。
1.5炉子设计应以节能环保为中心，积极采用国内外行之有效的各种技术，包括蓄热燃烧技术、脉冲燃烧技术、汽化冷却技术、低热惰性炉衬、低NOx烧嘴、空煤气预热器等。
大力研发具有自主知识产权的低NOx烧嘴、无焰燃烧器、富氧和全氧燃烧器、蓄热式辐射管烧嘴、全纤维炉衬板坯加热炉、全脉冲燃烧控制的步进炉等。
1.6生产厂根据具体情况，制定符合实际的供热和温度制度，既保证良好的加热质量，又得到最低的燃料消耗。
2.规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T3486-93 评价企业合理用热技术导则GB16297 大气污染物排放物标准GB/T17195 工业炉名词术语GB50486 钢铁厂工业炉设计规范3.术语和定义GB/T17195中确立的以及下列术语和定义适用于本规范。
轧钢加热炉节能技术研究
轧钢加热炉节能技术研究1. 引言1.1 背景介绍轧钢加热炉是钢铁生产过程中的关键设备，通过对钢坯进行加热，使其达到适合轧制的温度，为后续轧制工艺提供必要的条件。
在传统的轧钢加热炉技术中，存在着能耗高、效率低、环境污染严重等问题，亟需进行节能技术的研究与应用。
随着人们对能源资源的重视和环境保护意识的增强，节能技术在钢铁行业中得到了广泛关注。
采用先进的节能技术可以有效降低轧钢加热炉的能耗，提高生产效率，减少污染排放，符合现代工业可持续发展的要求。
开展轧钢加热炉节能技术研究具有重要的意义和价值。
本文将从现有轧钢加热炉技术及存在问题、节能技术研究方向、节能技术应用案例、节能技术的效果评估以及技术改进与优化等方面进行探讨，旨在为推动轧钢加热炉节能技术的发展提供参考和借鉴。
【背景介绍】1.2 研究目的研究目的：本文旨在深入探讨轧钢加热炉节能技术的研究现状与发展趋势，分析现有技术存在的问题和不足之处，提出针对性的节能技术研究方向。
通过对节能技术的应用案例进行分析与总结，评估其效果，并探讨技术改进与优化的方向。
本研究旨在为轧钢加热炉的节能技术提供参考，提高其能源利用效率，减少资源浪费，促进工业生产的可持续发展。
2. 正文2.1 现有轧钢加热炉技术及存在问题现有轧钢加热炉技术主要包括燃气加热炉、电阻加热炉和感应加热炉等。
燃气加热炉以其便捷和稳定的特点被广泛应用，但存在能源消耗较大、热效率低下、排放污染物等问题。
电阻加热炉受到电能价格波动的影响，成本较高且能效较低。
感应加热炉虽然效率较高，但设备维护费用高昂，投资成本较大。
在现有轧钢加热炉技术中，存在以下问题：一是能源利用率低，导致能源浪费严重；二是传热效率不高，加热速度慢、生产效率低；三是设备老化严重，运行稳定性差，需要频繁维护和更换；四是排放污染物多，对环境造成影响。
现有技术在节能方面还存在短板，缺乏有效的节能措施和管理机制，未能实现能源资源的有效利用和循环利用。
轧钢加热炉综合节能技术分析
轧钢加热炉综合节能技术分析轧钢加热炉是钢铁生产中的关键设备之一，其能耗占整个生产线的比例较大。
对加热炉的综合节能技术进行分析和研究具有重要意义。
加热炉的主要能源消耗是燃料和电能。
目前，燃料的消耗是加热炉能耗的主要部分。
优化燃料的选择和燃烧过程是实现加热炉节能的关键。
可以通过使用高效燃烧器和燃烧控制系统来提高燃烧效率，减少燃料消耗。
加热炉的热损失也是能耗的重要部分。
传统的加热炉通常存在着热损失较大的问题，所以改善炉膛和烟道的隔热，采用热工程设计方法来降低热损失是非常必要的。
可以通过增加加热炉的预热装置，充分利用烟气中含有的热量，来提高炉膛的热效率。
加热炉在运行过程中还会产生大量的废热，如果能有效地利用这些废热，将会进一步提高热效率。
可以采用废热锅炉、废热蒸发器等设备来回收废热，实现能量的再利用。
加热炉的控制系统也是节能的重要手段。
良好的控制系统可以实现对加热炉的精确控制，避免能量的浪费。
可以通过自动化技术来实现对加热炉的智能化管理，进一步提高能源利用效率。
加热炉的清洁化燃烧也是节能的重要方向。
采用先进的燃烧技术，降低燃烧产物中的污染物含量，不仅可以减少环境污染，同时还能提高能量利用效率。
加热炉的综合节能还需要依靠科学的管理和维护。
定期对加热炉进行维护和修复，保持设备的正常运行，可以避免能耗的不必要增加。
加强对操作人员的培训，提高工人的节能意识和技能，也是节能的重要环节。
轧钢加热炉的综合节能技术包括优化燃烧工艺、降低热损失、废热回收利用、控制系统优化、清洁化燃烧和科学的管理与维护等方面。
通过综合运用各项节能技术，可以有效地降低加热炉的能耗，提高能源利用效率，实现对加热炉的可持续发展。
轧钢车间加热炉温度自动控制的实现与节能问题的分析
科 技 论 坛
自
张
７ １ ０ ０ ６ ５
பைடு நூலகம்
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明
陕西 西安
西安文理学院物 电学院
摘 要 ：作为轧钢工业 中相 当重要 的组成方 面之一 ，轧钢车 间加热 炉 ２ １ ２ 烧嘴发 生堵塞 及腐蚀 漏气 的能源消耗 占车 间总体能耗的６ Ｏ ％ ＿ ７ ０ ％ 。加热 炉主要用来对钢坯进行加 对于烧 嘴发生堵 塞 以及 腐蚀 漏气而 言 ，这 方面 主要是 由于煤 气 热，以确保钢 坯出炉的温度能够达到轧钢 的要求 ，因此，如何 实现轧钢 的净化 程度不 足 引起的 ，因煤气 中含大 量硫 、苯 、尘 以及焦 油等 杂 车间加 热炉温度的 自 动化控制，并 实现此过程的节能降耗成 为相 关领域 质 ，因而冬季 将蒸汽 进行管 道 的通 入 时 ，将会 直接导 致管道 的末端 的重点问题。 以及烧 嘴的通 道发 生堵塞 ，或者 因腐蚀 而发生 漏气情 况 ，直 接导致 关键 词 ：轧钢 ；加 热炉；温度； 自 动控制 ；节能对策 加热炉 加热 能力 的大幅下 降 ，导致 不充分 燃烧 程度 的增大 ，对于加 热炉 的节能 降耗 以及 安全生产 均十分 不利 。 对于钢 铁生 产的各 个环 节和工 序 中，轧 钢 工序 的能 耗所 占的 比 ２ ． １ ． ３ 换热器 受损 例是 相 当大的 ，而在轧 钢车 间中加 热炉燃料 耗能 约 占轧 钢工序 总能 对 于 轧钢 厂 而 言 ，无论 是 煤 气或 者 空气 换 热器 ，均会 出现 一 量消 耗的 百分之 六十 。因此 ，为 了做 好节 能降耗 工作 ，必须先 从能 定程度 的损坏 情况 。例如 ，空气换 热器首 排 的导气管被 封死 ，或者 耗大 户—— 加热 炉的节 能工作 出发 ，以便 实现钢铁 生产 成本 的大幅 煤气换 热器腐 蚀老化 而导致 煤气发 生泄 漏 ，若 无备件 准备 ，则必 须 降低 ，提高 轧钢厂 的生产效 益 。 将其甩 掉 ，无法对 煤气进行 预热 ，此情 况直接 导致煤 气的不 充分燃 １ 轧钢车 间加热炉 湿度 自动控 制系统及 实现 烧 ，并 导致能耗 的上升 ，影 响加热炉 生产 的节能性 。 如今 ，随着 钢铁 生产技术 、工 艺 以及 生产设 备等 的不 断发 展 ， ２ ． １ ． ４ 炉头及 炉墙发 生 冒火 微型 计算机 以及 可编程 控制器 等 的逐 步推广 和应 用 ，加 热炉窑 的 自 不 少加 热炉各 侧墙 的密封程 度不一 致 ，某 侧密封 较好 ，而另 一 动化 控制也 得到 了全面 的发展 ，并 以现代化 控 制理 论 为指导 ，逐步 侧则较 差 ，此 时若 进行小规 格产 品的轧 制时 ，由于轧 制的节 奏相对 实现 系统 的优化 控制 。对于 加热炉 而言 ，其 自动化 控制 大体包 括 以 较慢 ，因而基 本没 有冒火现 象 出现 ，但在 进行 较大规格 产 品的轧 制 下层 次 ： 过程 中 ，由于轧制 的节奏相 对较快 。因此 炉压也 较高 ，此 时密封 性 １ ． １ 结 合 燃料 的利 用率 情 况 以及 空燃 比 的合 理 性 ，确 保 加 热 较差 的那一侧 容易 冒火 ，导 致 窜火 及透 红现象 的发生 ，对于 节能 降 炉 燃烧 过 程 中 自动化 控 制 目的的 实现 ，也 就 是 控制 对 象 为炉温 的 耗 十分 不利 。 Ｄ Ｄ Ｃ 级控 制 ： ２ ． １ ． ５ 加热炉 底结渣 情况严重 １ ． ２ 将钢 坯 的加 热过 程进 行优 化 为 目标 ，对炉 温及 燃耗 量 进行 随着轧钢 产量 的不 断增 加 ，加热炉 的负荷也 在 随之不 断提高 ， 自动 化控 制 ，即所 谓的 控制对象 为钢温 的Ｓ Ｐ Ｃ 级控 制 ； 再加上 加热炉 的炉压 较难进 行控 制 ，因此 吸冷风 的情 况较 为严重 ， １ ． ３ 将 生产 系统 的协 调 与优化 为 目标 ，基 于前 后 工序 的 自动化 这将会 直接导 致加 热炉炉底 的严重 结渣 ，炉底 结渣呈 不规则 浪丘形 来确 保加 热段调 度及管 理 自动化 的实现 ，即所谓 的控制 对象 为全系 式 ，并 从炉 头方 向一直延伸 至 出钢 滑道 ，这不 仅直接 影响 出钢的正 统最 优化 的Ｓ ＣＣ 级控制 。 目前使 用较 多的加热 炉温度 自动化 控制系 常性 ，更增加 了能耗 。 统是 以串级比值 控制 为原理 实现 的 ，此种 控制 方法是一 种基本 的加 此 外 ，有些加 热炉仍在 使 用水冷 ，且水温 较高 ，这不仅 导致 炉 热炉 温度 控制方 法 ，也 是如今 使用 最多 的温 度 控制方法 之一 。其不 内水管 结垢 ，还 会将炉 膛热量 带走 ，从而导致 热耗 的增加 。 仅可 以克服 煤气 及空气 压力 的波动 等不 良因素 ，确保空 燃 比 ，而且 ２ ２ 加热炉 节能措 施分析 十分 简单 易行。 ２ ＿ ２ ｌ １ 对 于加 热炉 煤压 及 热值 波动 问 题而 言 ，可通 过 煤气 稳压 为 了实现 空燃 比控制过 程的精 细化 ，后来 又出现 了一种新 的控 装置来 解决 ，规划 过程 中应 考虑进 行煤 气柜 的建设 ， 以便调 节煤 气 制 方法 ，即在 串级 比值 控制 法 中包 含 了双 交叉 限幅。此 法能够 对空 的供 需平 衡 性 。此 外 ，加 热 炉进 行 燃料 的使 用 时 ，应 进行 单 一 煤 燃 比进行 动态控 制 ，但 是 由于其限 幅过程使 得 系统 的响应速度 大大 气 的应 用 ，或 者调 节 好煤 气 的混 合 比例 ，以便 对煤 气 的热 值 进 行 降低 了，因而对 负荷 变化情 况的跟 踪速度 有较 大影响 。因而此 法仅 稳定 。除此 以外 ，还应增设 热值仪 ，以便 加强 对煤气 热值 的监控 力 仅 适用于温 度调 整范 围及速度相 对较小 的热段 控制过 程 中。 度。进 行检修 时应 错开对不 同加 热炉之 间的检修 时 间 ，以缓 解煤压 针对 上述情 况 ，为提高 其响应 速度 ，可通过 将限幅 系数设 置 为 以及热 值 的波动等 问题 。可 借助 于最佳 控制燃 烧技术 来有效 减少 煤 自动进行 温度偏 差 的修 正来 对此法 进行 改进 ，这样 ，在 温度偏 差相 压及热 值波动对 加热 炉燃烧过 程所 带来的 影响。 对较 大 的情况 下能够取 消此 种限幅 的功 能。此种 改进型 的双 交叉限 ２ ｌ ２ ． ２ 可 采 用干 法替代 湿 法 ，以降低 煤气 的含 水 量 ，加强 对 煤 幅 控制 系统较 旧有 的串级 比值 控制 系统而 言 ，其无论是 在控 制方法 气的 净化 。同时定 期对烧 嘴 中的粘结物 进行清 理 ，尽 量降低 出钢 的 上 ，还是 在控 制效果 方面均 更具优 势 ，并且系统 响应速 度也 有很大 温度 ，以便 实现待 轧时 间的进一 步减少 。此外 注意对 加热 工艺进 行 程 度的提 高。 进一步 优化 。
轧钢加热炉综合节能技术分析
轧钢加热炉综合节能技术分析随着钢铁工业的发展，轧钢生产逐渐成为钢铁生产的重要组成部分。
而轧钢加热炉作为轧钢生产的核心设备之一，其能否实现节能降耗，对钢铁企业的经济效益和环境保护都有着重要影响。
1. 告别传统加热方式。
传统的轧钢加热炉主要采用燃煤加热技术，而这种技术会产生大量的热能损失，同时还会对环境造成污染。
因此，采用清洁加热方式，如燃气加热、电加热和感应加热等，可以大幅度减少能源损失和环境污染。
2. 实现自动化控制。
采用自动化控制系统可以实现对加热过程的精细控制，不仅能够降低能耗，还能提高加热效率。
在自动化控制系统的帮助下，调整时间、温度等参数可以更加精确地进行控制，实现节能的目的。
3. 采用节能材料。
轧钢加热炉中的炉壁、保温材料等都可以采用优质的节能材料，减少热能损失，提高加热效率。
同时，也可以在减少热能损失的前提下，提高加热速度。
4. 采用热回收技术。
轧钢加热炉的热能损失是比较严重的，采用热回收技术可以将这些热能重新利用。
例如，在燃气加热的时候，可以在燃气燃烧后的废气中回收热能，用于其他地方的加热。
1. 减少能耗。
采取综合技术手段进行节能，使得轧钢加热炉的能耗大大降低。
2. 提高产能。
通过采用加速加热技术和精细控制技术等手段，轧钢加热炉的产能可以得到提高，在满足生产质量要求的前提下，能够生产出更多的产品。
3. 减少烟气和废气的排放。
采用清洁加热方式和热能回收技术，可以有效地减少烟气和废气的排放量，从而减少对环境的污染。
4. 提高设备的使用寿命。
采用节能材料和自动化控制技术等手段，可以降低设备的热应力和机械应力，延长设备的使用寿命。
1. 江铜集团有限公司采用感应加热技术，成功开发出新型高功率（3×3.2MW)多级自动控制中频感应加热炉，取得了显著的节能效果。
2. 新疆天业集团新材料有限公司采用热设备优化技术和节能材料，有效降低加热能耗，提高了生产效率，增加了经济效益。
3. 横滨轧钢（广东）有限公司将原有的热风炉改造为燃气加热炉，同时采用节能材料加热炉壁和保温材料等方法，实现了能耗的大幅度降低，同时生产效率也得到提高。
探讨轧钢加热炉节能及降低氧化烧损的途径
探讨轧钢加热炉节能及降低氧化烧损的途径轧钢加热炉是钢铁生产过程中的重要环节，对钢材进行加热热处理，以提高钢材的塑性和韧性，减少体积缩减和内部应力，从而保证钢材的质量。
传统的加热炉存在能源浪费和氧化烧损等问题，为了实现节能和降低氧化烧损，可以采取以下途径：1. 优化炉膛结构：对加热炉的炉膛结构进行优化设计，在保证加热效果的前提下，尽量减少炉膛的内部空气流动，降低燃料的消耗。
改善炉膛内的温度分布，使其更加均匀，减少钢材的温度梯度和应力，提高钢材的质量。
2. 采用先进的燃烧技术：采用高效率和低氮氧化物燃烧技术，如燃烧器预混技术、气液混合燃烧技术等，提高燃料的利用率，降低燃料的消耗。
还可以采用多炉联控技术，实现燃烧系统的精细化调控，进一步提高能效。
3. 循环利用废热：将炉膛的废热进行回收利用，供给其他工艺流程或者热水供暖等用途，减少能源的浪费。
可以通过增加余热锅炉或者蒸汽发生器，将废热转化为热能，提高能源利用效率。
4. 控制氧化烧损：采取有效的技术手段，控制氧化烧损的产生。
可以通过控制燃烧过程中的氧气含量，减少钢材与氧气的接触，从而降低氧化烧损。
还可以采用保护气体或者真空炉等方法，减少氧化烧损的发生。
5. 提高设备的运行效率：定期对加热炉进行维护和保养，确保设备的正常运行。
可以采用有效的清洗、检修和调整措施，保证燃烧器、烟囱和热交换器等设备的效率和稳定性，减少能源的损耗和浪费。
轧钢加热炉节能和降低氧化烧损的途径多种多样，可以通过优化炉膛结构、应用先进的燃烧技术、循环利用废热、控制氧化烧损以及提高设备的运行效率等方法来实现。
这些措施能够有效减少能源的消耗和浪费，提高钢材的质量和产能，对于钢铁生产的可持续发展具有重要意义。
简谈轧钢加热炉问题及节能_陈冠军
＊国家“十一五”科技支撑计划资助2006B A E 03A 06-2收稿日期:2008-07-02陈冠军(1972- ),高工;100043北京市石景山区。
简谈轧钢加热炉问题及节能＊陈冠军(首钢技术研究院)摘 要 通过对首钢各厂轧钢加热炉现状调查、热平衡测试和指标监测,分析出了目前轧钢加热炉使用与运行过程存在的问题。
针对这些问题,提出轧钢加热炉节能改进的对策,通过实施这些对策,可以进一步降低轧钢加热炉能耗并延长其寿命。
关键词 加热炉 节能 轧钢T h e p r o b l e m a n de n e r g y -s a v i n go f r e h e a t i n g f u r n a c eC h e n G u a n j u n(S h o u g a n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y )A b s t r a c tB a s e d o nt h e i n v e s t i g a t i o n o f s t e e l r o l l i n g r e h e a t i n g f u r n a c e i n S h o u g a n g e a c h p l a n t a n d t h e h e a t b a l a n c e a n d i n d e x t e s t ,t h e p r o b l e m s o f s t e e l r o l l i n g f u r n a c e w h e n u s i n g a n d r u n n i n g a r e a n a l y z e d .A c c o r d i n g t o t h e s e p r o b l e m s ,p u t f o r w a r d t h e m e a s u r e s o f e n e r g y -s a v i n g a n di m p r o v e m e n t .B y i m p l e -m e n t i n g t h e s e m e a s u r e s ,t h e e n e r g y c o n s u m eo f s t e e l r o l l i n gf u r n a c e w i l l b e l o w e r a n di t s l i f e -s p a n w i l l p r o l o n g .K e y w o r d s r e h e a t i n g f u r n a c e e n e r g y -s a v i n g s t e e l r o l l i n g 随着近年钢铁产量迅速增长,钢铁工业能耗占全国总能耗的比重越来越高,到2007年,钢铁工业总能耗占全国能耗的14.71%。
轧钢加热炉综合节能技术分析
轧钢加热炉综合节能技术分析轧钢加热炉是钢铁生产过程中重要的设备之一，其主要功能是将冷却的钢坯加热至适宜的温度，为后续的轧制工艺提供所需的条件。
由于加热炉的能源消耗较大，对能源的高度依赖给企业带来了巨大的经济压力。
如何利用先进的节能技术来降低加热炉的能耗，已经成为钢铁行业亟待解决的问题。
目前，钢铁企业在加热炉节能方面主要采取了以下几种综合节能技术。
第一，改进燃烧系统。
传统的加热炉燃烧系统大多为单燃区结构，存在燃烧不充分、热效率低等问题。
通过采用燃烧高效率的燃烧器，增加燃烧区域密度，可以提高燃烧效率，并减少燃料的消耗。
第二，采用闭路循环水冷却系统。
在传统的加热炉中，冷却水一般是单独供给的，使用后循环冷却或者排放。
而闭路循环水冷却系统可以有效地回收和利用冷却水的热能，降低了冷却水的消耗，并减少了对环境的污染。
利用余热发电。
加热炉在工作过程中会产生大量的余热，通过余热发电系统可以将这部分余热转化为电能，提高能源利用效率。
余热发电可以有效地减少电力供应的依赖，降低生产成本。
第四，开展能耗分析和管理。
通过对加热炉能耗进行全面的分析和评估，找出能源消耗的瓶颈和问题所在，并制定相应的管理措施和技术改进方案。
还可以通过引入能源管理系统，实时监测和控制能源消耗，提高能源利用效率。
轧钢加热炉综合节能技术主要包括改进燃烧系统、采用闭路循环水冷却系统、利用余热发电以及开展能耗分析和管理等方面。
这些技术的应用可以有效地降低加热炉的能耗，提高能源利用效率，为钢铁企业带来更加可观的经济利益。
这些技术也符合环保要求，能够减少对环境的污染，提升企业的可持续发展能力。
轧钢加热炉综合节能技术分析
轧钢加热炉综合节能技术分析
轧钢加热炉是钢铁工业中常用的设备，其能耗占整个生产线能耗的比例较高，因此加
热炉的节能技术对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。
本文将在轧钢加热炉节
能技术方面进行综合分析。
在炉体结构方面可以采取多种措施来提高节能效果。
一方面，炉膛采用特殊的保温材料，如陶瓷纤维、耐高温材料等，可以有效降低能量的散失。
采用隔热罩，可以降低炉体
外部受热面积，减少热损失。
合理设计炉体结构，增加炉体存热能力，可以缩短加热时间，提高燃料利用率。
在燃料选择方面，选择高效、清洁的燃料也可以达到节能目的。
传统的加热炉燃料常
常是煤炭或燃油，燃烧效率低，同时还会产生大量的污染物。
而采用天然气、液化石油气
等清洁燃料可以明显提高燃烧效率，减少环境污染。
在控制系统方面，采用先进的自动化控制技术可以提高加热炉的能源利用率。
通过对
温度、压力等参数的实时监测和调节，可以精确控制加热过程，减少能源的浪费。
利用先
进的过程模拟和优化算法，可以优化设备运行策略，进一步提高能源的利用效率。
在余热利用方面，轧钢加热炉的余热可以用于其他生产环节。
余热可以用于预热燃烧
所需的空气，或者用于其他设备的加热过程。
通过合理的余热利用，可以减少能源的损失，提高整个生产线的能源利用效率。
轧钢加热炉的节能技术有多个方面，包括提高炉体结构的保温性能，选择高效、清洁
的燃料，采用先进的自动化控制技术，以及合理利用余热等。
在实际生产中，可以根据具
体情况选择适用的节能技术，并采取综合措施，以达到节能减排的目的。
轧钢加热炉热工自动化控制与节能
轧钢加热炉热工自动化控制与节能摘要：为了有效的节约能源，合理的控制加热炉燃料的有效燃烧，必须加强加热炉的热工自动化控制水平。
热工自动化控制将计算机引入其中，能够有效的提高控制的精确度，灵活操作，并实现加热炉多向控制系统同时操作，保证加热炉正常运行工作。
关键词：轧钢加热炉；自动化控制；节能1引言近年来，我国轧钢加热炉逐渐向一等炉和特等炉迈进，向自动化控制方向发展，并取得一定的进步和成绩，但由于我国还存在着加炉设备落后、水平差的现象，导致轧钢加热炉发展艰难。
因此要综合考虑加热炉内的各种影响因素，对加热炉实现全面的热工自动化控制，并且要对不同类型的加热炉进行不同的考虑，合理的设置热工自动化控制水平和技术。
2加热炉自动化控制系统的组成随着自动化控制水平的发展和提高，加热炉的自动化控制技术也取得了很大的进步。
轧钢加热炉热工自动化控制的形式多种多样，但无论是哪种形式的加热炉，其核心都是由现场控制和操作站两部分组成。
为了保证加热炉在各种环境和状态下，一定要确保加热炉内的燃烧材料充分的燃烧，达到加热炉理想状态，因此，提高加热炉的热工自动化控制水平尤为重要。
温度及磁烧控制系统、压力控制系统、换热器保护系统是加热器热工自动化控制的重要组成部分。
3温度及燃烧控制系统一般情况下，轧钢加热炉各段的温度是均匀的、不变的。
但是，如果轧钢加热炉出现问题或是其他问题时，为了满足生产的要求，加热炉的每一段的温度和材料都要发生改变。
进入加热炉的空气和材料的比例也影响着加热炉内燃料的燃烧，若燃料过多，导致空气不足，则燃料燃烧会不充分，空气过多，产生的烟雾过多，炉内的热量会过分的丧失，热效率低。
因此，应该严格控制空气与燃料之间的比例，保证加热炉内的燃料充分燃烧。
所以不管加热炉中的供热量如何变化，加热炉内的空气和燃料量的比例是不变的，而自动化控制对于控制这一比例是很容易的。
一般而已，一定的热值的燃料都有相应的空气量。
在加热炉中，若燃料是燃油，油的热值是稳定的，不会发生变化，而如果燃料是燃气的话，则会发生变化。
轧钢加热炉在生产中的温度控制研究
轧钢加热炉在生产中的温度控制研究轧钢加热炉是轧钢生产线中关键的设备之一，它能够将冷却的钢坯加热至一定温度，使其具备可塑性，以便进一步进行轧制、锻造等工艺。
温度控制是轧钢加热炉生产中的一个关键问题，它直接影响到炉内温度的均匀性和加热效果，进而影响到产品的质量和生产效率。
研究轧钢加热炉在生产中的温度控制具有重要的理论和实际意义。
一般而言，轧钢加热炉的温度控制主要包括两个方面的内容：一是炉内温度的均匀性控制，二是炉内温度的精确控制。
炉内温度的均匀性控制是指炉内不同位置的温度分布要尽可能均匀，以确保钢坯被均匀加热。
在实际生产中，由于炉内不同位置的加热方式和受热程度不同，会导致温度分布不均匀的问题。
为了解决这个问题，可以采取以下措施：1. 设计合理的炉膛结构：合理的炉膛结构设计可以改善炉内的温度分布。
设计适当的加热火焰形状，使炉内的火焰能够均匀覆盖钢坯，避免温度局部上升；在炉膛内设置隔板或屏等装置，引导和控制炉内气流的流动，使炉内气流分布均匀。
2. 优化加热工艺参数：合理的加热工艺参数设置可以改变加热炉的温度分布。
调整加热炉的加热功率、加热速度和加热时间等参数，使钢坯在加热过程中温度分布均匀。
炉内温度的精确控制是指确保钢坯被加热到预定温度，并且能够稳定在预定温度上。
在实际生产中，由于炉内温度受到多种因素的影响，导致温度控制变得复杂。
为了精确控制炉内温度，可以采取以下措施：1. 选择合适的温度传感器：合适的温度传感器能够准确感知炉内温度。
常用的温度传感器有红外线传感器、热电偶、红外测温仪等。
根据不同的场景和要求，选择合适的温度传感器进行温度检测。
2. 采用闭环控制策略：闭环控制是一种常用的温度控制方法，它通过不断监测温度信号并根据信号调整控制器输出，使温度稳定在预定值上。
常见的闭环控制方法有PID控制、模糊控制等。
选择合适的闭环控制策略，并通过对控制参数的调整，提高温度控制的精确性。
轧钢加热炉在生产中的温度控制是一个复杂而又关键的问题。
轧钢加热炉过程控制与节能降耗
管理及其他M anagement and other轧钢加热炉过程控制与节能降耗王占田摘要：基于当前市场经济情况，管理部门对相关的企业提出了新要求，即节能降耗以及降本增效。
钢铁企业，能源消耗较大，能源费用占主要制造成本的50%以上，因此需要遵循以上要求进行节能减耗工作。
加热炉过程控制系统是轧钢生产由粗放型管理模式转变为精细化管理模式的手段，在此过程中加以科学有效的技术，进而能从本质上解决操作人员凭借经验操作所带来的各种质量以及成本问题。
基于此，本篇文章对轧钢加热炉过程控制与节能降耗进行研究。
关键词：轧钢加热炉；过程控制；节能降耗；应用分析轧钢厂加热炉占据着十分重要的地位，生产的产品源头均来源于加热炉。
除此之外，加热炉与板坯的质量、原材料的质量以及成品的质量息息相关。
为了最终能够获得符合质量标准的产品，需要在加热炉方面提高重视程度，其中可以从煅烧的程度，燃料的选择以及温度的控制等多方面进行考虑。
由于在燃烧的过程中避免不了会耗费大量的资源，不符合现阶段节能降耗的需求。
除此之外，当下经济发展与环境保护的理念相违背，因此需要符合当今的经济发展以及环境保护的需求，不能对环境造成破坏。
1 轧钢加热炉过程控制系统的主要作用轧钢加热炉过程控制系统起到的主要作用如下所述：第一点，保证经过加热炉以后，所产生的钢坯能够符合各类参数指标以及相关要求。
第二点，钢坯的加热温度以及加热时间需要符合相应的规定，由于加工工艺存在有差异性，因此可以将工艺的目的具体划分为以下几种：一对钢坯进行等温热处理；二对钢坯表面的碳化物需要进行科学有效的控制。
第1种工艺目标主要是在轧钢加热路过程控制系统中，低于等温等速运行系统进行科学有效的设置，通过合理设置后，轧钢加热炉过程控制系统会结合相应的钢件工艺曲线，对保温时间，加热温度出炉时间以及入口温度进行科学有效的设置，后续进行预备热处理，基于不影响工艺的前提下做好保温工作，从而能够使组织的晶粒变得更加的均匀，从而刚才的性能更佳。
轧钢加热炉综合节能技术分析
轧钢加热炉综合节能技术分析轧钢加热炉是钢铁生产过程中的重要设备，其作用是将钢坯加热至一定温度，以便进行轧制。
在传统的生产过程中，加热炉的能耗占整个生产线能耗的一大部分，因此如何提高加热炉的能效已成为钢铁企业重要的课题之一。
近年来，随着能源环境保护要求的提高，轧钢加热炉综合节能技术也得到了更多的关注和研究。
本文将对轧钢加热炉综合节能技术进行详细分析，以期为钢铁企业节能降耗提供一定的参考和指导。
一、加热炉节能技术现状分析目前，轧钢加热炉在节能方面主要采用的技术包括燃烧技术、热交换技术、控制技术、自动化技术等。
燃烧技术是加热炉节能的关键技术之一。
通过优化燃烧系统，采用高效的燃烧设备和控制技术，可以实现燃料的充分燃烧，减少燃料消耗，降低燃气排放。
热交换技术则是利用炉烟废热，通过热交换器回收热量，再利用该热量进行预热新鲜空气或者供热。
控制技术和自动化技术则主要是通过智能化系统对加热炉的燃烧温度、炉温、物料进出料等参数进行精确控制，以达到节能降耗的目的。
目前在实际应用中存在一些问题。
传统的加热炉燃烧系统存在着燃烧不完全、热效率低、燃烧产生的废气中含有大量的CO2等问题。
部分钢铁企业在节能降耗方面投入不足，没有充分重视加热炉的节能改造工作，导致加热炉能耗偏高。
由于一些技术未能得到广泛应用，加热炉的节能潜力没有得到充分挖掘。
针对这些问题，需要进一步研究和推广应用新的轧钢加热炉综合节能技术。
二、轧钢加热炉综合节能技术方案为了更好地实现轧钢加热炉的节能降耗，可以从以下几个方面进行综合技术改造：1. 燃气预热技术通过对加热炉燃气进行预热，可以有效提高燃气的燃烧热值，减少燃气消耗，降低燃气成本。
在燃气预热过程中，可以回收炉烟废热，进一步提高热效率。
2. 高效燃烧技术采用先进的燃烧设备和控制技术，实现燃烧的高效率和稳定性。
通过优化燃烧系统，实现燃料的充分燃烧，减少不完全燃烧产生的CO2排放，降低能耗。
3. 热交换技术通过安装热交换器，回收燃烧产生的废热，再利用该热能进行预热新鲜空气或者供热。
轧钢加热炉节能降耗的综合措施
（ ａｙ ａ ｎｖ ｒｉ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ Ｔ ｉｕ ｎ Ｕｕ ｉｅｓｔ ｏ ｅｈ ｏｏｙ，Ｔ ｉｕ ｎ０ ０ ２ ｙ ａｙ ａ ３ ０ ４，Ｓ ａ ｘ） ｈｎｉ
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｅｎｅ ｇ ｏ ｓ ｍ ｐ ｉｎ ｆ ｔ ｅ ｒ ｇ ｎ ｒｔｖ ｒｈｅ ｔ ｇ ｆ ｒ ｃ ｎ ｉｏ ａ ｄ ｓｅ ｌ ｎ ｅ ｐ ｉｅ ｗａ ｓｒ ｃ ｒｙ ｃ ｎ ｕ ｔ ｏ ｈ ｅ ｅ ｅ ａ ｉｅ ｅ ａｉ ｕ ｎａ ｅ ｉ ｒ ｎ ｎ ｔｅ ｅ ｔ ｒ ｒｓ ｓ ｏ ｎ ｓ ａ ａｙ ｅ ｎ ｌｚ ｄ． Ａ ｅ ｉｓｏ ｕ ｇ ｓｉｎｓｗｅ ｅ ｐｕ ｏ ｗａ ｄ ｔ ｅ ｕ ｅ ｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｓ ｒｅ ｆｓ ｇ ｅ ｔｏ ｒ ｔｆｒ ｒ ｏ ｒ ｄ ｃ ｎ ｒ ｙ ｃ ｎ ｕｍｐ ｉｎ ｆｒ ｒ ｈ ａｉ ｇ ｆ ｒ ｃ ｔ ｏ ｅ ｅ ｔｎ ｕ ｎａ ｅ， ｏ ｉ ｃ ｕ ｉ ｇ ｒ ｆｒ ｎ ｔ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｆ ｒ ｈ ａ ｉｇ ｕ ｎ ｃ ｎ ｌ ｄ ｎ ｅｏ ｍｉ ｇ ｈｅ ｔｕ ｔ ｒ ｏ ｅ ｅ ｔｎ ｆ ｒ ａ ｅ， ｏ ｉ ｚｎ ｏ ｅ ｓ ｎ ｉ ｒ ｖｎ ａｎ ｅ ａ ｃ ｐｔ ｍｉｉ ｇ ｐｒ ｃ ｓ ａ ｄ ｍｐ ｏ ｉｇ ｍ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅ
ＥＮＥＲＧ Ｙ ＳＡＶＩ ＮＧ ＥＡＳ Ｍ ＵＲＥＳ ＦｏＲ ＲＥＨ ＥＡＴＩ ＮＧ ＦＵＲＮＡＣＥ
Ｆ ｎ ｕ ｅ ｇＪ ｎ
（ ａ ｕ ｎＩ ｎ＆ Ｓｅｌ ｒｕ ｏ ，ｔ． Ｔ ｉ ａ ３ ０ ３ Ｓ ａｘ） Ｔ ｉ ａ ｒ ｙ ｏ ｔｅ Ｇｏ ｐＣ ． Ｌｄ ， ａ ｕ ｎ０ ０ ０ ， ｈ ｎｉ ｙ
（ 太原 钢铁集 团 ，山西 太原 ０ ０ ０ ） （ ３ ０ ３ 太原 理工大学材 料科 学与工 程学 院 ，山西 太源 ０ ０ ２ ） ３０４
轧钢加热炉能效限定值及能效等级
轧钢加热炉能效限定值及能效等级全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：轧钢加热炉是钢铁生产中非常关键的设备，其能效限定值和能效等级直接影响着生产效率和环境保护。
为了提高轧钢加热炉的能效，我国制定了一系列相关政策和标准，并对轧钢加热炉进行了能效评价和分级。
本文将介绍轧钢加热炉能效限定值及能效等级的相关内容。
一、轧钢加热炉能效限定值轧钢加热炉的能耗主要包括燃料消耗和电力消耗两部分。
为了控制轧钢加热炉的能耗，我国规定了轧钢加热炉的能效限定值，要求轧钢加热炉的能效限定值达到一定水平。
根据我国《工业锅炉能效限定值》标准，轧钢加热炉的能效限定值应当符合以下要求：1. 燃气轧钢加热炉单方向燃料热效率应不低于85%；2. 电加热轧钢加热炉的电热效率应不低于80%。
以上限定值是我国对轧钢加热炉的能效提出的基本要求，生产企业必须确保轧钢加热炉的能效达到标准要求，以减少能源浪费和降低生产成本。
为了进一步推动轧钢加热炉的节能减排工作，我国还对轧钢加热炉进行了能效等级的评定。
根据《轧钢加热炉节能评价方法》标准，轧钢加热炉的能效等级主要分为A、B、C、D四个等级，其中A级为最高等级，D级为最低等级。
轧钢加热炉的能效等级评定是通过对轧钢加热炉的能源利用情况、设备性能、操作管理等方面进行全面评估，根据评估结果确定轧钢加热炉的能效等级。
企业可根据轧钢加热炉的能效等级，采取相应的措施进行节能改造和技术升级，进一步提高轧钢加热炉的能效水平。
为了提高轧钢加热炉的能效，企业可以采取以下措施：1. 优化设备结构：根据轧钢加热炉的实际情况，调整燃烧设备和燃料供应系统，提高能源利用效率；2. 加强设备维护：定期对轧钢加热炉进行检查和维护，保证设备正常运行，减少能源浪费；3. 提高操作管理水平：加强轧钢加热炉的操作人员培训，提高操作技能，减少能源损失；4. 推广先进技术：引进先进的轧钢加热炉技术和设备，实现能效和生产效率的双重提升。
通过以上措施的实施，可以有效提高轧钢加热炉的能效，降低生产成本，同时减少环境污染，实现可持续发展。
轧钢加热炉节能及降低氧化烧损优化措施
23Metallurgical smelting冶金冶炼轧钢加热炉节能及降低氧化烧损优化措施张秀山（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司型钢厂，山东 济南 271126）摘 要：轧钢加热炉有一定的热惯性，会产生热滞后的特点，通过整体化地对设备进行整改优化可以使设备的性能改变，提升轧钢加热炉的节能效果，使氧化烧损的情况得到有效控制。
本文具体分析研究轧钢加热炉节能及降低氧化烧损的优化措施，以供参考。
关键词：轧钢加热炉；温度；节能；调控；氧化烧损；优化中图分类号：TG307 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）12-0023-2收稿日期：2021-06作者简介：张秀山，男，生于1972年，汉族，山东莱芜人，本科，高级工程师，研究方向：材料成型。
1 轧钢加热炉概述加热炉作为轧钢工序中的主要耗能设备，在生产过程中能源消耗占热轧工序能耗70％以上，其节能降耗水平对整个冶金生产具有直接影响。
当前国内大多数轧钢产线的加热炉仍处于半自动控制，板坯加热质量因人而异，板坯出炉温度波动大，燃耗和烧损居高不下，对轧制稳定性和过程温度指标控制造成很大影响。
各轧钢企业在发展规模和生产条件方面有一定的差异，因此需要重视与实际情况相结合，合理地进行扎钢加热炉的配置，比如说温度的调控、加热钢筋规格的优化，这些都是配置过程中的要点。
2 轧钢加热炉节能降耗的具体要求在操作中需要有效地对节能策略进行落实，这样才能使轧钢加热炉的生产水平提升，然而需要注意保证钢坯出入温度的合理性，优化加工工艺和加工方法，否则盲目的通过消减燃气用量等方法进行节能降耗，可能会导致适得其反的结果。
在轧钢加热炉运行过程中，需要合理地进行产能优化，这样才能缩短钢坯的过烧时间，以减少燃气的用量。
当前轧钢加热炉的种类非常丰富，但是各炉的炉况有一定的差异，因为烧损程度不尽相同，需要重视生产工艺的优化，加强生产设备的分析，合理的对控制系统进行设计，以便使炉的烧损量减少。
轧钢加热炉综合节能技术分析
轧钢加热炉综合节能技术分析轧钢加热炉是钢铁生产过程中的重要设备，负责将钢材加热到所需温度，以便进行轧制和加工。
然而，传统的加热炉存在能耗高、效率低等问题，因此需引入综合节能技术，以提高加热效率和生产效率，同时实现节能减排和降低成本。
综合节能技术包括以下方面：1. 高效燃料：在选择燃料时，应优先考虑清洁、高效、低污染的燃料，如天然气、生物质燃料等，这些燃料可以显著降低能耗以及排放量。
同时，对燃料进行优化配比，以保证燃烧效率达到最佳状态。
2. 热耗损失的降低：热能的损失是影响加热炉能效的主要因素之一，因此，需要通过加强炉体、烟道、隔热层等方面的绝热措施，降低热能损失。
例如，采用复合隔热材料和隔热砖等可以有效隔热。
3. 热能回收：热能的回收可以有效利用加热炉排放的热能，以供其他地方使用，如回收余热用于蒸汽发电、热水供应等。
另外，环吹煤气可以收集并再加热，利用强制鼓风再加热，提高燃烧效率。
4. 自动化控制：自动化控制系统可以实现精准的温度控制，降低能耗，而且可以减少人工介入，提高生产效率。
此外，还可以通过监测空气流量、液位等数据，及时调节加热炉的运行状况，更加节省能源和材料。
5. 优化加热方式：传统的加热方式通常采用间歇式或循环式加热，这种方式热能利用率低。
而现代加热炉则采用连续式加热，可以提高炉内温度稳定性，有效利用热能。
例如采用单层盘管结构，可以增强热交换效果。
6. 节能改造：对于老旧轧钢加热炉，可以进行节能改造，提高其能效。
如对加热管进行换代更新，改善燃烧装置，增加余热回收等。
在实际应用中，优化配合上述综合节能技术措施，采用综合的措施，可以有效提高轧钢加热炉的能效和生产效率，同时实现节能减排和降低成本。
轧钢加热炉综合节能技术分析
轧钢加热炉综合节能技术分析轧钢加热炉是钢铁生产过程中的重要设备之一，其耗能量较大，在提高生产效率的也需要注重能源的节约与环境保护。
针对轧钢加热炉的综合节能技术进行分析和研究是非常必要的。
一、炉型改造技术炉型改造是提高轧钢加热炉能效的关键措施之一。
目前常用的炉型有燃气加热直燃炉和燃油加热直燃炉。
在炉型改造中，可以通过采用高效能、低能耗的燃烧器，提高燃烧效率，减少能源的浪费。
选择高效节能的配套设备，如热回收装置、烟气净化装置等，可以充分利用燃烧废气的热能，在保证环境排放达标的前提下，提高能源利用率。
二、节能控制技术通过优化炉温控制系统，合理调整工艺参数，减少电、气或燃油的消耗量。
采用先进的传感器、仪表和自动控制系统，实现对加热炉的全过程控制，提高温度控制的精确度，减少温度波动对生产工艺的影响，从而提高能源利用效率。
三、热能利用技术轧钢加热炉的烟囱废气和废热具有一定的含有热量，可以通过余热回收技术进行再利用。
常见的余热回收方式有烟气余热锅炉和余热蒸汽发生器。
烟气余热锅炉利用烟道废热，产生高温高压蒸汽，用于其他设备的加热或发电；而余热蒸汽发生器则将烟气中的热能直接用于蒸汽生产，用于其他工序的热能供应。
通过这些热能利用技术，可以最大限度地减少能源的消耗，有效提高能源利用效率。
四、节能设备技术在轧钢加热炉中，还可以采用节能设备来改善能源利用效率。
采用高效的热交换器，实现炉内炉外的热量交换；采用低风阻、高传热的换热器，减少风机能耗；通过选用高效的燃料供应系统，减少能源浪费。
这些节能设备的运用可以有效降低轧钢加热炉的能耗，提高生产效率。
轧钢加热炉的综合节能技术有炉型改造技术、节能控制技术、热能利用技术和节能设备技术等方面。
通过采用这些节能技术，可以降低能源的消耗，提高能源的利用效率，同时还能减少环境污染。
在轧钢加热炉的生产实践中，应重视综合节能技术的应用。
对于新技术的不断研发和推广应用，也是提高轧钢加热炉能效的重要途径。
轧钢加热炉温度控制与节能
煤气热值和密度发生变化时，校正空气过剩系数的。实际上，燃烧控制降低幅度越大。可见，当采用炉料热装时，预热段及加热段的温度制度
是维持空气量和煤气的热值之间，有—个固定的比例。必须适时调整。
华百系数W：
矽：掣
( 1)
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式中：C·y一一煤气的热值
，一一娲【‘t 的街度
煤气的 漉j； tB：
／．- --
B=x·√竿
料流量的比例应保持不变。而自动控制很容易实现这项功能。一定热值
装温度的提高，炉子因热装而带来的潜力得不到充分发挥。图2 是在供
பைடு நூலகம்
的燃料有其相应的理论空气供应量，在燃油加热炉中，油的热值( 对同一热制度维持不变时，计算出的炉子各段的燃耗随装钢温度的变化曲线，
加热炯是基本不变的。但对燃气加热炉，特别是对以高炉、焦炉混合煤
因此 ，提 高加热 炉的控 制水 平就显 得尤为 重要 。
本文以某轧钢加热炉为对象，运用炉内钢坯加热模型及基于热平衡
近年来，随着计算机和自动化控制技术水平的不断提高和普及，在
测试的热平衡模型对加热炉钢坯加热过程及燃料消耗情况进行了模拟计
加热炉生产中的自动化控制方面也取得了非常大的成绩。加热炉热工自
算， 所得结果及 分析如 下。
影响来说明。
从下图可以看出，随着装炉钢坯温度的增加，燃料的总消耗和单耗
3温 度及燃 烧控制 系统 降低， 因此提 高装钢 温度 具有明 显的节 能效 果，已 经被大 部分 生产实 践
轧钢加热炉 在正常生产的情况下， 各段的温度是均匀不变 的。但所证实。但是在 生产过程中无法预料的 是，此时炉子的燃耗和 单耗是否
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轧钢加热炉节能降耗的综合措施
可能，可适当加厚保温层，虽然投资相对大一些，但 能够获利更多。为减少助燃空气管道热散失，对于助 燃空气管道的绝热包裹也非常重要。关键是要保证 施工质量，对于流速过大的部位，可以设计为浇注料。 ２．４．２合理选择炉体耐火材料
一个轧制单位是指：精轧机组ＦＤ—Ｆ６工作辊的 每一次使用周期内所安排轧制的钢种及数量。为便 于编排及组织生产，对轧制单位的分类规定见表ｌ。
表１轧制单位编排规则
轧制单位 Ｓ单位（薄板）
Ｐ单位（中厚板）
矣差譬：奥氏体及马氏体
不锈钢） Ｆ单位（铁索体不锈钢） Ｈ单位（花纹板）
适用钢种
单位总轧制量
碳钢、低合金钢、专用钢 ６８—８５ｋｍ
第２期总第１９２期 ２ ０ １ １年４月
冶 金丛刊
ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮＳ
Ｓｕｍ．１９２ Ｎｏ．２ Ａｐｒｉｌ ２ ０ １ １
轧钢加热炉节能降耗的综合措施
冯钧
张猛
（太原钢铁集团，山西太原０３０００３） （太原理工大学材料科学与工程学院，山西太源０３００２４）
摘要分析了轧钢连续加热炉在钢铁企业中能耗现状，提出降低轧钢加热炉能耗的一系列措施，包括改造加热
为便于编排及组织生产对轧制单位的分类规定见表轧制单位编排规则轧制单位适用钢种单位总轧制量单位薄板单位中厚板单位奥氏体及马氏体不锈钢单位铁素体不锈钢单位花纹板碳钢低合金钢专用钢碳钢低合金钢专用钢6885km6075km奥氏体及马氏体不锈钢3546km铁素体不锈钢花纹板3546km45单位低牌号无取向硅钢低牌号无取向硅钢62对于批量较小不足于编排一个轧制单位的钢种规格可按轧制单位编排的原则编入其它单位即
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轧钢加热炉的控制与节能杨志1邓仁明1李太福2胡德声31(重庆大学自动化学院重庆400044)2(重庆工学院电子工程系重庆400050)3(重庆工业职业技术学院重庆400050)摘要针对轧钢加热炉控制的难点,讨论了被控对象的特性,实施控制策略,工程控制算法与控制的节能效果等。
事实表明,实施有效的控制,节能效果是显著的。
关键词轧钢加热炉自动控制节能系统C o n t r o l a n dE n e r g y S a v i n go nS t e e l R o l l i n gF u r n a c eY a n gZ h i1D e n gR e n m i n g1L i T a i f u2H uD e s h e n g31(A u t o m a t i o nC o l l e g e,C h o n g q i n gU n i v e r s i t y,C h o n g q i n g4c c c44)d(e l e f t r o n i f s e n g i n e e r i n gg e h a r t m e n t,C h o n g q i n gi n s t i t u t e o jk e f h n o l o g y,C h o n g q i n g4c c c44)l(C h o n g q i n gi n s t i t u e o ji n m u s t r yn f f u h a t i o n,C h o n g q i n g4c c c o c)p q r t r a c t s i m e ta u u h e t i f f i v u w u x e yz{i n u s{f v{n u|{w i ns u e e w|{w w i n gf u|n a v e,i u i s t i s v u s s e tu{u h e z|{z e|u y{f v{n u|{w w e t{}~e v u,s u|a u e g y{f a z z w i e tv{n u|{w,a w g{|i u h m{f e n g i n e e|i n gv{n u|{w,a n te f f e v u{f v{n u|{w e n e|g y s a v i n g,a n ts{{ni nu h i s z a z e|.T h e f a v u s h{w s u h a u u h e e f f e v u{f e n e|g ys a v i n gi s s a u i s f a v u{|y}e v a u s e{f u h e e f f e v u i v e v{n u|{w}e i n ga z z w i e t.K e y w o r d r S u e e w|{w w i n gf u|n a v e s u u{m a u i v v{n u|{w E n e|g ys a v i n gs y s u e m1引言大中型轧钢加热炉是能源的消耗大户。
现在一般都改为气(高、焦、转炉煤气,天然气,或它们的恰当配比;烧油的本质也是烧气,只不过是先将油先气化后再燃烧)与空气氧化燃烧,空气由风机强制送风,以保证充分燃烧,钢坯料置于炉中底部的水冷却钢管之上。
钢坯在炉中经预热段、加热段、均热段均热后,送出轧制成型。
整个生产过程,要消耗大量的能量资源,能源成本居高不下。
由于控制不当,燃气未充分燃烧而随废气排放至大气,造成空气的污染。
轧钢加热炉控制质量的好坏直接关系到经济效益,特别是炉温控制对杜绝粘钢现象,提高加热炉寿命,降低钢坯烧损、提高成材率、节能降耗、减少环境污染有重要意义。
除对加热炉各段温度控制外,还要对流量,压力、炉膛压力、汽包水位、风量等实施控制。
由于各加热段间的烧嘴属强关联耦合,加热炉本身又是一个大惯性,大滞后的对象,烧气烧质波动,再加上随机和人为因素的影响,要做到对生产过程的优化控制,既要节气节电节水,又要保证工艺要求,在技术实现上是有很大难度的。
本文从控制角度,对在保证工艺要求的前提下,最大限度节能有关问题结合作者的工程实践作些讨论。
2被控对象特性与控制策略2.1被控对象特性加热炉难以用严格的数学表达式描述它的特性,是具有大惯性、大滞后和严重非线性等特性的对象,其结构复杂,受许多干扰因素的影响,燃料的发热值及残氧又很难在线准确测量,因此一般线性调节器不能满足对象及工艺控制的要求,很难实现全自动化,采用P I D算法双交叉限幅控制器的效果很差。
甚至看似简单的调节阀这样的对象,其动作过程可用微分方程精确描述,但运行时间稍长,阀的参数就会发生变化,动作变得呆滞,描述调节阀特性的微分方程便会失去意义,致使整个系统无法正常运行。
从上述可归纳出被控对象有以下的特性:第22卷第3期增刊仪器仪表学报2001年6月(1)系统参数的未知性、时变性、随机性和分散性;(2)系统滞的未知性和时变性;(3)系统严重的非线性;(4)系统各变量间的关联性;(5)环境干扰的未知性、多样性和随机性。
显然,轧钢加热炉是不确定性的复杂控制对象。
2.2控制策略选取由于难于建立精确的数学模型,传统控制方法(P I D)及基于现代控制理论的方法(如最优控制、自适应控制等)并不适用。
现在用得较多模糊控制在一定程度上是比较切合实际的。
因为它避开了许多物理量难于检测和检测不准及建立精确数学模型等困难,采用模糊数学中的模糊集合来刻画系统中的模糊现象,由I Fc o n d i t i o nT H E N a c t i o n语句来实现。
但因燃烧系统预热段、第一加热段(上加热段,下加热段)第二加热段(上加热段,下加热段)及均热段之间的强耦合,模糊解耦控制效果并不十分令人满意。
表1和表2表示某加热炉实施模糊解耦控制的效果。
表1相邻烧嘴间的相互影响相同工况其它烧嘴对本烧嘴的平均耦合度本烧嘴对其它烧嘴的平均耦合度适应性使用解耦控制0.020.012基本正常工作不使用解耦控制0.30.28不能正常工作表2相邻烧嘴间的相互影响使用解耦控制在不同工况下其它烧嘴对本烧嘴的平均耦合度本烧嘴对其它烧嘴的平均耦合度适应性工况10.01980.0187基本正常工作工况20.020130.0195基本正常工作如果采用人-机学习系统原理来研究控制策略可以发现,人的学习、适应性等很多的优点在于人的巨大智能功能,迄今为止还没有一种控制优于人脑的控制功能。
因此,在控制策略选取方面,最终选择了仿人智能控制策略,其优点,在于该策略无需建立精确的数学模型,抗干扰能力强,鲁棒好,控制品质好,可以做到过渡过程时间短,上升时间快且无超调,控制精确高,解耦性能好。
3工程控制算法基本思路是对不同的系统误差特征模式采用不同的控制策略。
其算法结构可以概括为:1)若e·e·≥0且e+e·≠0则比例--半微分控制(P H-D)模式。
P r o p o r t i o nH a l f D e r i v a t i o n:2)若e·e·≤0或e=e·=0则半开环控制(H O控制模式,H a l f O p e n-l o o p)。
由结构化英语描述法可归纳为如下的表达式:I f e·e≥0a n de·≠0T h e nI f e··e‥≥0T h e np(t)=P-n=1+K p e+P H D(注:P H D=p～l-1+k K p e·)I f e··e‥<0T h e nP(t)=P～n-1+K p e+P H D(注:P H D=k K pΣli=1e·m,i)I f(e·e·<0O R|e|+|e·|≤δ)T h e nI f|e|≥12|e m,n|>δT h e nP(t)=P-n+k K p(e-12e m,n)e l s e P(t)=P-n其中:P-n=k K pΣni=1e m,i;P--输出(至被控对象);e--输入(系统误差信号);e··e‥--e对时间的一、二阶导数;e m,i--e的第i个极值点;K p--比例增益;k--抑制系数;P-n--P的第n次需要保持的常数值。
(定义P-0= 0误差极值记忆);P H D--P-H D模式P中的半微分分量;e·m,i--P-H D模式中e·的第i个极值点;P～l--P-H D模式中半微分输出分量P H D的第l次需要保持的常数值。
定义P～0=0(微分极值记忆);i,l,n--自然数;δ--控制器输入灵敏度限;按上述模式控制的系统如图1所示。
图1控制系统框图算法模型中有两个参数:比例增益Kp和抑制系数k主要决定P-H D模式e·e·≥0a n de-e·≠0的控制强弱,Kp越大动态误差越小;k用来抑制H O模式e ·e·<0o r|e|+|e·|<δ中的控制作用,它能补偿不适当Kp值的影响。
如果把Kp固定取较大的允许值,则控制(下转第443页)934第3期增刊轧钢加热炉的控制与节能(上接第439页)质量可通过k来调节。
上述算法模仿了操作者灵活应用记忆和经验适应系统情况突变的能力,使适应性和灵活性大大增加,鲁棒性得以提高。
系统中多个控制回路均采用上述算法。
4工程实现与控制为保证安全,冷却循环水及气泡水位、炉膛压力、引风系统风量等均实施了有效控制;对燃烧控制系统的各段控制采用上述控制算法,保证各加热段间实施解耦控制,克服了坯料进出对炉温造成的大的波动,该算法的鲁棒性和解耦性能远优于其他控制算法。
加热炉采用分布式计算机控制系统实施控制,其计算机硬件采用工控机,软件采用视窗操作系统WI N D O WS配以台湾研华研制的G E N I E工控组态软件作平台,开发相关子系统的应用软件,由于G E N I E有丰富的软件资源,该系统最终集成为管理控制一体化的系统。
系统投运近5年来,控制效果和控制品质令人满意,鲁棒性好,节水节电节气,受到用户好评。
由于对系统实施了有效控制,其经济效益是明显的:燃气节约>4%,风机节电>20%,减少烧损> 0.5%,提高单产1%。
5结束语加热炉的控制是比较复杂的,由于是复杂关联控制系统,控制算法要考虑解耦性能,因此传统P I D控制算法其控制效果是很差的。
对这类系统的控制采用模糊控制算法一般效果也可以,从作者的工程实践看,采用仿人智能的控制算法较之模糊控制算法有明显的优点。
参考文献1杨志,邓仁明,等.节能控制系统中的融合控制策略.全国电技术节能学术会议论文集,2000,285～2922熊建平.仿人智能伺服控制器.[硕士学位论文].重庆大学, 1984,19～24.3E.J.D a v i s o na n dI.J.F e r g u s o n.T h ed e s i g no f c o n t r o l l e r sf o r t h e m u l t i v a r i a b l e R o b u s t S e r v o m e c h a n i s m P r o b l e mU s i n g P a r a m e t e r O p t i m i z i t i o n Me t h o d s.I E E E T r a n s.A u t o m a t.C o n t r.,1981,A C-26(1):93～110.。