纳米隔热材料在板坯加热炉水梁中的应用研究

针对新型纳米绝热保温材料在高温板坯加热炉的应用,开展了传统水梁包扎方式与新型纳米隔热包扎方式的对比研究。通过数值仿真分析对不同方案隔热效果及温度分布进行了预测,并搭建水冷实验系统对采用不同包扎方式的水梁散热量进行测试分析。测试结果表明随着炉温逐步升高,纤维隔热材料的导热系数快速上升,常规纤维隔热水梁散热快速增加,而纳米隔热材料的导热系数增加较小,故此纳米隔热水梁的散热增加较为缓慢,两种方案散热量的差距随着炉温升高而逐渐增大。在此基础上开展了工程应用,应用效果与数值仿真及实验研究数据吻合良好。工程应用对比结果表明,纳米隔热水梁相对传统水梁包扎方案可实现水梁区域能耗降低25%,具有较好的经济和生态效益。

基于改进差分进化算法的步进式加热炉能耗预测方法

为了快速寻找到全局最优解,提高加热炉能耗的预测精度,提出基于改进差分进化算法的步进式加热炉能耗预测方法。首先,采用小波包原理对步进式加热炉的历史运行能耗数据展开去噪处理,提高能耗数据精度;其次,采用时间卷积网络建立步进式加热炉能耗预测模型;最后,采用差分进化算法对预测模型进行求解,采用禁忌搜索算法对适应度值排名前10%的优良个体进行进一步的搜索,使差分进化算法的全局最优解寻求能力得到改进提升。实验结果表明,所提出预测方法去噪效果较高,预测结果与实际能耗结果基本一致,并且最长预测耗时不超过2 min。

新型高效步进式加热炉液压势能回收节能系统

针对步进式加热炉步进机构下降时,重力势能转化成热能导致油液温升和能源浪费问题,研究应用一种新型高效液压势能回收节能系统,采用高、低压蓄能器及控制阀组,通过先进的控制模型和PLC编程软件,实现对高、低蓄能器精准充放油控制以及步进机构轻拿轻放和精准定位控制,大大减少了主泵的开启数量和油水冷却器的冷却水消耗。

某轧钢厂智能加热炉电气控制系统设计

为实现轧钢厂入料、出料的全自动智能化控制,设计一套加热炉电气控制系统,包括对步进式上料台架控制、钢坯自动识别、装料辊道定位、入料出料定位控制及步进梁控制等多项控制功能,以大幅提高加热炉智能化水平,减轻了工作人员的劳动强度。

步进梁式加热炉内的板坯温度场数值模拟

建立了三段步进梁式加热炉内加热的板坯物理模型和数学模型,用全隐式有限差分法对数学模型进行了离散化,同时运用软件工程的理论,编制了加热炉内板坯温度场计算软件,计算结果表明,在保证板坯加热质量的前提下,提高加热炉预热段温度、板坯入炉温度和炉气黑度有利于提高加热效率,缩短板坯在加热炉内的加热时间,降低板坯氧化烧损量和延长炉子寿命。

步进梁式加热炉内钢坯温度场数值模拟

建立了步进梁式加热炉内加热钢坯的物理模型和数学模型,用有限容积法(FVM)对数学模型进行了离散化,运用Visual-Fortran编制了加热炉内钢坯温度场计算软件,同时利用耐热温度数据记录仪,实测和记录了Q235钢在加热炉内的温度分布,给出了钢坯在整个加热过程中的上下炉温、钢坯内部不同点温度的变化曲线。将模拟结果和实测结果进行了比较,温差值最大为34.3℃,模拟值与实测值基本吻合,表明建立的数学模型以及计算方法是正确的。

步进梁加热炉速度智能控制技术研究

武钢取向硅钢铸坯步进梁加热炉采用的是非对称闭式泵控电液比例控制系统,是一种典型的非线性、时变、强干扰系统,采用常规PID控制时其跟踪性能和适应性较差,很难在不同钢种、不同负载、不同阶段中达到所要求的速度跟踪精度。通过对NSPC动态特性的分析,提出了一种FNNC控制系统。试验和现场应用表明,该系统的跟踪速度、精度、缓冲特性、循环时间较先前使用的PID控制系统均有所改善或提高,能更好地满足生产要求。

步进梁式加热炉内布料间距的优化研究

采用辐射网络法推导了坯侧热流的有关表达式,分析了布料间距对加热时间以及炉子生产率的影响.在导出相对生产率解析表达式的基础上,采用求相对生产率极值的方法确定炉内坯料最佳间距,方法简单,便于实际应用.与前人的研究相比,本研究解除了料坯表面为黑体表面的假定,所以,导出的表达式更具一般意义.本研究成果对于钢坯或有色金属坯的步进梁式加热炉布料优化操作有参考价值.

步进梁式加热炉内钢坯和垫块数学模型

以某钢厂的1座步进梁式加热炉为例,建立钢坯和垫块温度场的数学模型。采用有限差分法模拟计算了不同条件下钢坯和垫块温度场及黑印温差随时间的变化;分析了接触热阻、垫块长度和间距、水管内壁温度等因素对黑印温差的影响;并指出了待轧和踏步时黑印温差的变化趋势。模拟结果为确定在线模型估算黑印温度简化算法提供了依据。

基于蚁群优化算法的步进式加热炉调度

针对钢铁企业生产中的步进式加热炉调度问题,同时考虑到加热炉的生产能耗与热轧机的生产效率,以板坯的实际加热时间、热轧机等待加热板坯的时间以及加热炉内冷热板坯混装次数最小化为目标,建立了冷热板坯混装模式下的步进式加热炉调度问题的数学模型.并针对模型的特点,设计了求解模型的蚁群优化算法.算法中嵌入基于邻域搜索的局部搜索过程,提高蚁群优化算法的收敛速度.使用钢厂实际生产数据的仿真实验验证了所提模型及算法的有效性.

基于进化逆转操作算子的遗传算法对步进式加热炉炉温优化

针对传统遗传算法对炉温进行优化设定时易陷入局部极小值,较难快速稳定地找到最优炉温值的缺点,引入逆转算子对遗传算法进行改进,使算法的每一代都能从父代继承更多的基因,从而提高算法的局部搜索能力。改进后的算法可以跳出局部极小值,快速稳定地寻找到最优炉温值,进而对加热炉炉温进行优化设定。大量的Matlab仿真结果表明,该改进算法具备可行性与有效性。

步进式加热炉内钢坯温度动态测试

利用“黑匣子”耐热温度数据记录仪,实测和记录了Q235钢在加热炉内加热过程中的温度分布,给出了钢坯加热过程中的上下炉温、钢坯上部、中部和下部的温度值,以及钢坯与水冷梁接触部位的温度值,并绘出了各测量值在钢坯整个加热过程中的变化曲线;分析了钢坯在加热炉内各段的温度分布特点。为数学模型控制、故障诊断、实际生产等方面提供了准确的参考资料。

大型步进梁式板坯加热炉的设计与节能技术的应用

鞍钢新轧钢股份有限公司厚板厂的大型步进梁式加热炉采用ＮＯＸ可调焰侧向、轴向重油烧嘴和双旋流煤气平焰烧嘴、纤维喷涂、多效重油添加剂等节能技术，可满足大型板坯加热温度均匀的要求，又可得到明显的节能效果。

大型步进梁式加热炉汽化冷却装置

论述了本钢 4号步进梁式加热炉汽化冷却装置的组成、基本原理、结构、达到的水平及应用效果。本钢热轧厂 4号 2 5 0 t/ h大型步进梁式加热炉在国内首次采用由国内自行设计、制造、施工安装的汽化冷却装置。自 2 0 0 0年 7月投产以来 ,效果较好 ,该装置为国内大型步进梁式加热炉应用具有自主知识产权的先进的汽化冷却技术提供了经验 ,推动轧钢厂节能降耗 。

基于阀芯位移观测的步进梁速度闭环控制

步进梁由固定梁与移动梁构成。由液压缸驱动的移动梁托起数百吨重的钢坯做矩形运动,使钢坯在炉内加热过程中一步一步地自入炉侧向出炉侧移动。移动梁的运动速度和位移精度非常重要,速度控制不准,移动梁托起或放下钢坯时会发生碰撞损伤步进梁。位移控制不准会造成误差积累,导致钢坯不能正常出炉。因此,步进梁运动速度和位移的准确控制至关重要。文章在分析研究步进梁系统工作原理及数学模型的基础上,采用状态观测器对阀芯位移进行重构,设计了阀芯位移与移动梁速度双闭环串级控制系统,并利用Matlab/Simulink进行了仿真研究。结果表明,与开环控制、单闭环控制相比,双闭环串级控制策略可实现速度的准确跟踪和位移的准确控制。

步进式加热炉温度控制系统设计

以某钢厂步进式加热炉为研究对象,设计与实现了板坯加热炉的两级温度控制系统。基础级控制系统采用西门子PCS7系统与Win CC组态软件进行软硬件设计,实现了燃烧过程的控制功能和远程监控。

钢坯炉内加热过程数值模拟

建立了步进式加热炉内钢坯加热过程的物理模型和数学模型,并对微分方程进行离散,采用Visual Basic语言编程计算了钢坯内部温度变化情况,给出加热过程中钢坯内部各点在不同时刻的温度分布曲线,分析了入炉温度、加热时间等加热条件对加热过程钢坯温度的影响,计算结果可为钢坯加热过程的优化提供重要的参考依据。

热轧带钢步进式加热炉计算机优化控制

莱钢热轧窄带钢步进式加热炉计算机优化控制系统中的热工控制由直接数字控制（ＤＤＣ）和计算机监督控制（ＳＣＣ）两级组成。ＤＤＣ级的燃烧控制实现了双交叉限幅控制，并提出切除积分的４点补充条件，改善了控制效果。同时以软件的方式实现了煤气热值的动态实时估算，保证了空气消耗系数随热值同步变化。ＳＣＣ级提出了考虑二维效应的一维平板模型，提高了模拟的精度，并以段法的离线分析解决了总括热吸收率的动态补偿问题，本研究将模型扩展到金属氧化烧损量的在线实时跟踪计量，有利于生产管理。本系统操作简便，具有完备的诊断和报警功能，为其连续正常运行创造了有利条件。

步进加热炉神经网络电液比例速度控制技术研究

目前先进的步进加热炉液压传输系统一般采用非对称闭式泵控电液比例控制系统,该控制系统是一种典型的非线性、时变、强干扰系统,采用常规PID控制策略,难以实现某些特殊钢种所要求的精确速度控制。本文作者通过对非对称闭式泵控电液比例控制系统动态特性分析,提出了一种FNNC控制策略,通过试验和现场应用表明,系统的跟踪速度、精度、缓冲特性、循环时间较采用PID控制系统均有所改善或提高,能更好地满足生产要求。

考虑遮蔽作用的钢坯水梁黑印数值模拟

以某钢厂的一座步进梁式加热炉为例,建立了钢坯与垫块的热传导模型、CF法模型和考虑水管遮蔽作用的二维段法模型。采用有限差分法模拟计算了不同条件下钢坯和垫块温度场及钢坯黑印温差随时间的变化;分析了水梁遮蔽、垫块传导对黑印温差的影响;提出了收得热流(非净热流)修正系数的概念,解决了段法和CF法的衔接问题。模拟结果为确定在线模型估算黑印温差简化算法提供了依据。