热轧带处理厂板坯加热炉耐热温度数据分析仪的研制

热轧带处理厂板坯加热炉耐热温度数据分析仪的研制

钢钢条件钢1780吨加热炉，是一种承受270吨的自动梁式加热炉，有效长度为40.120m，有效宽度为117616mm。加热板的规格为板厚230mm，板宽95.1650m，长9.1000m和短9m。长9.1000m和短9.700mm。加热钢包括素结构钢、低合金结构钢、深冲板、低硅钢和管道钢。所需板料的出口温度为1202150m。出口钢的长期温差、印版的温差和小于印版的温差30。这两个自动烧钢单元是日本三角帆公司设计安装的。为了记录钢碗周围温度的变化，并模拟钢碗各部分的加热曲线，钢碗采用自动燃烧模型。日本三角帆公司委托钢钢厂指定钢钢厂的技术中心采用24小时的低温热机在线温度测量，钢碗规格为150m800m230mm，由材料为q235。第一次试验的目的是校正日本在加热炉中燃烧的数学模型，为参数的修正和最终确定提供可靠的理论依据。第二次试验的目标是对现有数学模型进行验证和修订，为现场验证日本的数学模型提供科学依据。1检测存储的安装耐热数据记录仪由耐热存储器、程序器、水套和保温箱组成.在入炉前将存储器充电,通过程序编程设定测量值步长时间、触发时间和在炉时间等参数,然后将存储器装入有耐火纤维毡保护的保温箱内,连接热电偶并随钢坯进入炉内,出炉后取出存储器,由程序器调出测定数据并打印.1.1通道使用时限制结构尺寸(mm):ϕ125×330;测量通道:6;存储容量:共2046个测量值;若6个通道均使用,每通道为341个测量值;传感器:NiCr-NiSi热电偶;检测温度范围:-30~1400℃;精度:≤0.2%(全量程);记录时间:≥1s,每值/通道;内部允许温度:+5~+45℃;工作时间:连续工作24h.1.2温度和时域温度结构尺寸(mm):250×210×260;数据传输:最大4s/参数,最大17s/测量值;工作温度:0~50℃;存放温度:-20~+70℃;数据输出:模拟输出—线性化,1mV/℃;输出速率—标准设定:500ms/数值;电源:交流220V(110V),48~60Hz.2移到移动水印处1780工程加热炉在步进机构设计上采用了前后分段式结构,支撑梁交错点的位置即从水印处转移到移动水印处是在第二加热段入口处,目的是尽可能减少水管黑印.这样,炉内钢坯的温度曲线可分为以下3类:(1)非水印处沿钢坯厚度方向上、中、下3点温度;(2)水印处上、中、下3点温度;(3)移动水印处上、中、下3点温度.如何有效地使用有限的测量位置变得十分重要.2.1测温点的选择炉内板坯的温度,是根据板坯正上方和正下方周围炉气温度计算得出的,而该周围炉气温度是利用炉内固定热电偶实测值通过进行位置插值计算得来的.因此必须掌握实际的周围温度和通过计算得出的周围温度的误差.所以,测定点首先选择板坯上、下炉气温度.要了解板坯的加热情况,在同一断面最少需要3点的实测值,而非水印处的温度受外界影响最少,通过它最容易推测出其它部位的温度,所以必须用3个通道测定非水印处上、中、下3点温度曲线.前后分段式步进结构的加热炉,一般认为出炉时移动水印处温度最低,水印处温度则介于非水印和移动水印之间.这样可通过实测移动水印处温度来推测水印处的温度曲线.由于我们的温度数据记录仪只有6个通道,所以移动水印处只能测定1点温度,选定中心温度作为实测对象的理由是通过参考实测的非水印处上、中、下温度分布可以较容易推算出向上、向下的温度曲线.详细的测温点的名称及位置见表1.2.2非测量位置的温度计算方法(1)温度范围的推算在炉内预热段、一加热段,钢坯还没有接触到水梁,因此上部、下部的热流参数都与非水印处相同.在炉内第二加热段和均热段上部的热流参数也与非水印处基本相同.另外,通过水印与非水印中心实测值还可导出水梁的影响,这样即可推算出移动水印处上部和下部的温度.(2)温度分布的推算对于上部,由于离水梁较远,其热流参数与非水印处相同.在炉内预热段、一加热段,水印处钢坯中部、下部温度低于非水印处温度.在炉内第二加热段和均热段由于没有接触到水梁,因此其上部、下部的热流参数都与非水印处相同.另外,在理论上水印处的出炉温度要在非水印处以下、移动水印处以上,这样即可推算出水印处温度分布.2.3水梁温度的控制在钢坯上、下表面的电偶测出的温度实际上代表炉气、炉壁和钢坯的综合温度,一般都布置在钢坯中心左右,但还应考虑以下几点:(1)避免移动水梁与非移动水梁的刮碰;(2)避开装钢机支撑臂接触;(3)避免烧嘴火焰直接冲刷.热电偶测点位置选定及钢坯在炉内辊道布置见图1.3温度测量和分析3.1设置自动保护装置为了保护铺设在试验坯上的电偶不被烧坏,防止与钢坯发生短路,传统的保护方法是在钢坯上铺设耐火纤维毡,这种方法的主要弊端是由于纤维毡良好的保温性能对钢坯起到了屏蔽作用,直接影响钢坯测温结果.本次试验中,为了尽可能减小外界条件对测定结果的影响,我们选用了ϕ20mm×3mm,长1.5m的陶瓷管套在电偶上,接口处用纤维毡包扎.这种保护方法有效地解决了由于纤维毡的屏蔽而影响测温结果的问题.另外,测定钢坯内部温度的热电偶偶头,如果与钢坯接触不良,受空气热阻的影响,测出的结果往往比钢坯实际温度低很多,日本的做法是向测温孔中灌耐火水泥,以此来固定电偶,这种方法由于钢坯在辊道上运动仍不能保证偶头与钢坯紧密接触.为此,我们根据偶头和测温孔的形状,在热电偶偶头上增设了1个固定装置,彻底解决了偶头与钢坯接触不良的问题.3.2试验坯过程时间记录(1)将存储器及热电偶安装到试验坯上;(2)启动存储器;(3)试验坯入炉,记录入炉时间;(4)记录试验坯经过各段时的过程时间;(5)出炉后,将试验坯吊至空地,取出存储器由程序器调出测定数据、联机打印.3.3时间及热性能分析以第3次升温试验数据为例,20000519,对1#加热炉进行测定.钢坯在炉时间见表1.所用热电偶校验结果及黑匣子通道使用情况见表2.测定温度曲线见图2.通过对测定结果分析可得出以下几点结论:(1)加热炉设计能力是270t/h,同时要求出炉钢坯全长上温差、断面上温差、水印点与非水印点温差≤30℃.而升温试验中炉子的能力为183t/h,钢坯出炉时断面最小温差为38℃,出炉钢坯温度均匀性没有达到设计目标.这次试验钢坯在均热段停留的时间长达53min.可以预测,如果炉子小时产量达到设计能力,加热工艺制度不做改进,那么钢坯出炉温差还会加大,将使产品质量受到影响.从上、下炉温曲线看,上炉温曲线始终高于下炉温曲线,是水印温度偏低的主要原因,建议操作上应适当加强下加热.(2)升温试验过程中,加热炉各段供热能力均有30%~40%的富余量,说明炉子的供热能力不是限制炉子产量的原因.而是板坯水梁黑印温度差超标,限制了炉子的出钢速度,使炉子未能达到设计的产量.通过非水印和移动水印中心温度曲线比较可看出,在预热段、一加热段,后者的升温速度比前者稍高,而一进入高温的二加热段,前者的升温速度加快,而后者由于水梁的影响升温速度变慢,这样的情况一直持续到出炉,约占50%的在炉时间.说明支撑梁交错点的位置设计不当,在进入高温段直到出钢口,板坯移动水印处始终处于受支撑梁遮蔽的状态,不能接受下加热的炉气辐射热,造成温度偏低,从而成为限制炉子产量的主要原因.也说明,象这样采用前后