軋鋼加熱爐在生產(chǎn)中的溫度控制研究

雷緯暉

【摘 要】軋鋼加熱爐在生產(chǎn)過程中的溫度控制是軋鋼加熱爐正常應(yīng)用的關(guān)鍵問題，直接關(guān)系著鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)效率，因此鋼鐵行業(yè)必須要加強(qiáng)在軋鋼加熱爐生產(chǎn)過程中的溫度控制，明確溫度控制的主要要點及溫度控制與鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)效率之間的關(guān)系。論文主要針對生產(chǎn)過程中軋鋼加熱爐溫度控制的相關(guān)對策進(jìn)行探究。

【Abstract】Temperature control of rolling steel reheating furnace in the production process is the key issue of the normal application of rolling steel reheating furnace， directly related to the production quality and production efficiency of steel products. Therefore， in the steel industry must strengthen the temperature control in the production process of rolling steel reheating furnace， to clarify the main points of temperature control and the relationship between temperature control and the production efficiency of steel products. This paper mainly focuses on the relevant countermeasures of temperature control of rolling steel reheating furnace in the production process.

【關(guān)鍵詞】軋鋼加熱爐;溫度控制;自動化

【Keywords】rolling steel reheating furnace; temperature control; automation

【中圖分類號】TF325? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069 （2020） 01-0167-02

1 引言

鋼鐵行業(yè)作為我國工業(yè)領(lǐng)域的重要組成部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系著我國的項目建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此需要加強(qiáng)對鋼鐵行業(yè)的重視與研究。軋鋼加熱爐作為鋼鐵行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的設(shè)施設(shè)備之一，其工作質(zhì)量直接關(guān)系著鋼鐵行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，在軋鋼生產(chǎn)的過程中需要科學(xué)控制軋鋼加熱爐的溫度，從而保證最終產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)效率。

2 當(dāng)前軋鋼加熱爐在生產(chǎn)過程中溫度控制存在的問題

2.1 缺乏科學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)支持

從當(dāng)前鋼鐵行業(yè)軋鋼加熱爐實際生產(chǎn)過程中來看，其在溫度控制方面仍然存在一定的問題，這些問題在很大程度上是技術(shù)方面的不足所造成的。溫度技術(shù)方面的制約影響著溫度控制技術(shù)的有效應(yīng)用。我國在溫控方面的發(fā)展與發(fā)達(dá)國家仍然存在一定的差距，這也是影響我國鋼鐵行業(yè)升級的重要阻礙之一。目前，我國絕大多數(shù)鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備是從國外引進(jìn)的，這些設(shè)備相對于國產(chǎn)設(shè)備來說，應(yīng)用的年限更加長久，工作效率更高，設(shè)備更加先進(jìn)。但是由于我國相關(guān)維修技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)仍然比較落后，難以滿足國外設(shè)備的運營管理工作要求，從而導(dǎo)致很多企業(yè)為了能夠保持正常的生產(chǎn)，需要耗費大量的資金引入更高的技術(shù)進(jìn)行溫度控制，導(dǎo)致溫度控制耗費的成本增高。有的企業(yè)為了規(guī)避這方面的成本消耗，沒有進(jìn)行嚴(yán)格的溫度控制，從而導(dǎo)致生產(chǎn)出來的鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量問題嚴(yán)重，無法正常使用[1]。

2.2 設(shè)備溫控水平和效率較低

溫度控制問題是我國軋鋼加熱爐設(shè)備實際生產(chǎn)過程中最為常見的問題之一，這些問題的存在也對溫度控制技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了不良的影響。設(shè)備在長期生產(chǎn)的情況下必然會產(chǎn)生一定損耗，由于受自然因素、人為因素及環(huán)境因素等各種因素的影響，設(shè)備在實際工作過程中難免會存在各種各樣的問題影響其正常使用和正常生產(chǎn)。設(shè)備的損壞將會涉及設(shè)備的維護(hù)和維修問題，相對來說，軋鋼加熱爐維護(hù)成本和維修成本較高，材料購買費用、維修零件更換費用及專業(yè)人員共用費用的成本都是溫度控制領(lǐng)域的一項重要支出。因此，這也會造成設(shè)備的溫控問題無法得到及時的解決，影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品生產(chǎn)效率[2]。

2.3 設(shè)備的能源轉(zhuǎn)換效率較低

通過對軋鋼加熱爐實際生產(chǎn)過程進(jìn)行系統(tǒng)的分析和研究，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備轉(zhuǎn)換率相對較差也是影響設(shè)備正常工作的一個關(guān)鍵問題。從當(dāng)前我國鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)情況來看，無法合理的控制參與燃燒的空氣及燃料的比例，將會影響燃料的燃燒效率，導(dǎo)致燃燒效率低下。燃料不完全燃燒，不僅容易造成資源的浪費，還會產(chǎn)生大量有毒有害的氣體。在進(jìn)行燃料空氣量與燃料本身比例的配置過程中，如果空氣使用量較低，將無法充分地燃燒燃料，降低燃料的轉(zhuǎn)換率。如果空氣使用量過大，會增加煙氣量，當(dāng)空氣排出爐外時會帶走很多熱量從而降低轉(zhuǎn)換率。因此，在實際進(jìn)行軋鋼加熱溫度控制過程中，也需要重點加強(qiáng)對設(shè)備轉(zhuǎn)換率的研究，通過合理控制燃燒空氣與燃料的比例，實現(xiàn)軋鋼系統(tǒng)的優(yōu)化運營[3]。

3 軋鋼加熱爐在生產(chǎn)過程中的溫度控制對策

3.1 加大資金投入

目前我國軋鋼加熱爐的控制主要通過人工操作和計算機(jī)自動控制系統(tǒng)兩種方法來實現(xiàn)。操作人員在手動操作的過程中，需要有效觀察和記錄加熱爐的狀態(tài)，對加熱爐的溫度情況進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，從而達(dá)到科學(xué)的控制效果。目前我國軋鋼加熱爐溫度控制技術(shù)仍然采用先進(jìn)國家的技術(shù)，但我國與發(fā)達(dá)國家的控制系統(tǒng)仍存在較大差距，相關(guān)加熱設(shè)備、加熱技術(shù)以及加熱控制元器件方面都明顯落后于發(fā)達(dá)國家。因此，在后續(xù)軋鋼生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展及經(jīng)營的過程中，需要重點加大在研發(fā)方面的資金投入，在引入國外先進(jìn)加熱設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備的同時，重點開發(fā)自主研發(fā)技術(shù)，及時更新軋鋼落后設(shè)備，提高鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)能，減少軋鋼過程中問題的發(fā)生，提高鋼鐵生產(chǎn)效率和鋼鐵生產(chǎn)質(zhì)量[4]。

3.2 提高燃燒效率

在軋鋼燃燒爐實際工作過程中，不完全燃燒問題也是影響軋鋼燃燒爐工作效率的關(guān)鍵問題。因此，可以通過合理配置燃料比的方式來改善燃燒效果，提高燃料的燃燒率，使高溫燃?xì)鈳淼幕瘜W(xué)能和物理熱能夠得到充分的利用，避免燃料的不科學(xué)使用和浪費問題，有效降低軋鋼加熱爐的生產(chǎn)成本。同時，也可以有效控制爐頂?shù)臏囟?，增?qiáng)燃料的燃燒效果，保證礦物粉末的充分燃燒，使系統(tǒng)內(nèi)部的頂壓含氧量和風(fēng)溫控制在科學(xué)的水平和較高的標(biāo)準(zhǔn)，有規(guī)律地利用各種壓力強(qiáng)度和系數(shù)參數(shù)，從而使軋鋼加熱爐設(shè)備保持良好的工作狀態(tài)和工作環(huán)境，避免安全事故和安全問題的發(fā)生，保證高爐煉鐵生產(chǎn)的安全性和可靠性。

3.3 引入自動化控制技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和信息時代的全面到來，自動化技術(shù)和智能技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越深化，這極大地提高了工作效率和工作質(zhì)量。為了實現(xiàn)軋鋼加熱爐生產(chǎn)過程中溫度的有效控制，可以引入計算機(jī)控制技術(shù)，處理結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的實時加熱爐溫控系統(tǒng)。通過信息技術(shù)控制軋鋼加熱爐的溫度，使鋼坯出爐溫度控制在較高標(biāo)準(zhǔn)，并且引入平衡數(shù)字模型及加熱爐共坯等相關(guān)模塊，對軋鋼生產(chǎn)流程進(jìn)行有效控制，從而可以對加熱爐設(shè)備的溫度進(jìn)行系統(tǒng)性監(jiān)管，并建立起相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，提出相關(guān)數(shù)學(xué)公式，對最佳處理溫度進(jìn)行計算，最大限度地減少熱能的消耗，提高熱能的轉(zhuǎn)換效率。目前軋鋼加熱爐溫度控制領(lǐng)域使用最多的是多級計算機(jī)控制系統(tǒng)。二級控制系統(tǒng)是應(yīng)用最廣泛的控制系統(tǒng)之一，主要包括界面溫度、策略及換熱模型三個部分。溫控系統(tǒng)包括溫控設(shè)定值及出爐命令符號的設(shè)置和輸出下級溫控系統(tǒng)，主要用于爐內(nèi)燃?xì)鈮毫σ约凹訜釁^(qū)域溫度閉環(huán)的有效控制。自動化控制系統(tǒng)和智能化控制流程的應(yīng)用能夠改變因傳統(tǒng)人工控制方法所造成的問題，提高控制效率和控制質(zhì)量，有效避免問題和故障的發(fā)生，保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。

3.4 加快軋鋼加熱爐溫度控制的國產(chǎn)化建設(shè)

軋鋼加熱爐在實際使用過程中的關(guān)鍵問題是溫度控制，這也直接關(guān)系著軋鋼加熱爐的未來發(fā)展方向和發(fā)展前景，為了更好地實現(xiàn)對軋鋼加熱爐的應(yīng)用，提高軋鋼加熱爐的工作質(zhì)量和工作效率，必須要加強(qiáng)對軋鋼加熱爐工作環(huán)境工作流程及工作技術(shù)的分析，加快在軋鋼加熱爐生產(chǎn)過程中溫度控制的國產(chǎn)化步伐。我國目前在軋鋼加熱爐生產(chǎn)溫度控制方面與發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，這就要求我國針對該方面需要加強(qiáng)資金及人員投入，奮起直追，加快設(shè)備和系統(tǒng)國產(chǎn)化的步伐，從根本上解決軋鋼加熱爐溫度控制的問題，促進(jìn)我國相關(guān)技術(shù)設(shè)備的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。另外，在軋鋼加熱爐生產(chǎn)的過程中，還要大力鼓勵相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，加快工業(yè)現(xiàn)代化的步伐，在軋鋼加熱爐生產(chǎn)控制過程中引入先進(jìn)的智能控制技術(shù)，有效控制軋鋼生產(chǎn)過程中的問題和環(huán)節(jié)，及時發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不足，并采取針對性的措施進(jìn)行解決，實現(xiàn)加熱爐設(shè)備溫度的系統(tǒng)性控制，降低加熱爐工作過程中的熱能消耗和資源消耗。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對軋鋼加熱溫度控制的研究可以明確當(dāng)前軋鋼加熱爐生產(chǎn)過程溫度控制存在的問題及不足。論文結(jié)合我國鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)特點及生產(chǎn)現(xiàn)狀提出了針對性的解決措施，從而可以打破發(fā)達(dá)國家的技術(shù)封鎖，促進(jìn)我國鋼鐵行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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【3】徐文棟，楊茉，雍青青，等.軋鋼加熱爐余熱發(fā)電方案設(shè)計及其評價[J].工程熱物理學(xué)報，2013，34（7）：1209-1212.

【4】劉增環(huán)，何廣祥，王利珍.無模型控制在軋鋼加熱爐爐溫控制中的應(yīng)用[J].工業(yè)爐，2011，33（4）：30-32.