專利名稱：輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域的爐內(nèi)氧含量和氮耗控制方法，具體的說是一種輻射管加熱 無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制方法。
背景技術(shù)：
由于輻射管加熱無氧化輥底式爐具有良好的加熱均勻性和無氧化性氣氛，熱處理 后鋼板表面質(zhì)量較好，是生產(chǎn)高技術(shù)含量、高附加值中厚板產(chǎn)品的關(guān)鍵熱處理設(shè)備之一。但 是，由于設(shè)備使用時(shí)間的延長、輻射管加熱無氧化輥底式爐充氮方式落后等，尤其是當(dāng)前爐 后配套淬火機(jī)設(shè)備，造成生產(chǎn)過程中，爐內(nèi)氧含量異常偏高，爐底輥面結(jié)瘤嚴(yán)重的現(xiàn)象，往 往在鋼板下表面形成輥印、劃痕和凹坑等缺陷，輕的要花費(fèi)大量時(shí)間和人力去進(jìn)行表面修 磨，嚴(yán)重的導(dǎo)致鋼板改判為協(xié)議板，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是目前鋼廠熱處理生產(chǎn)線上急需 要解決的難題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在缺點(diǎn)，提出一種輻射管加 熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制方法，可使?fàn)t內(nèi)氧含量降低，有效解決爐內(nèi)高含 氧量致爐底輥面結(jié)瘤的難題。本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制系統(tǒng)，在爐體上設(shè)置的20個(gè) 充氮電磁控制閥，充氮電磁控制閥通過氮?dú)庵Ч芘c氮?dú)饪偣芟噙B接，20個(gè)充氮電磁控制閥 分上下兩排設(shè)置，每排設(shè)置10個(gè)；爐體爐膛分為6個(gè)區(qū)，分別為與上爐膛前端3個(gè)充氮電磁 控制閥相對(duì)應(yīng)的上爐膛前區(qū)、與上爐膛中端4個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的上爐膛中區(qū)、與 上爐膛后端3個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的上爐膛后區(qū)、與下爐膛前端3個(gè)充氮電磁控制閥 相對(duì)應(yīng)的下爐膛前區(qū)、與下爐膛中端4個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的下爐膛中區(qū)以及與下爐 膛后端3個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的下爐膛后區(qū)；爐膛6個(gè)區(qū)內(nèi)都設(shè)有爐壓檢測(cè)裝置和氧 含量檢測(cè)裝置，爐壓檢測(cè)裝置和氧含量檢測(cè)裝置都與其區(qū)對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制閥連鎖。輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制方法，按以下步驟進(jìn)行(1)鋼板入爐速度設(shè)定在15 30m/min，一方面，速度較慢導(dǎo)致爐門開啟時(shí)間長， 空氣進(jìn)入量較大，另一方面，速度過快將導(dǎo)致爐內(nèi)光柵跟蹤混亂，鋼板模擬信號(hào)和實(shí)際位置 偏差加劇，加熱模型和實(shí)際不一致影響鋼板熱處理后質(zhì)量；(2)將上爐膛前區(qū)、上爐膛后區(qū)、下爐膛前區(qū)以及下爐膛后區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控 制閥設(shè)置為常開狀態(tài)，當(dāng)爐門松開時(shí)，將上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制 閥設(shè)置為打開狀態(tài)，當(dāng)爐門夾緊后，將上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制閥 設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)，這樣選擇最合理的常開閥門的位置和最少數(shù)目，在獲得超低氧含量的情 況下，降低氮耗；
(3)根據(jù)爐膛爐壓檢測(cè)裝置和氧含量檢測(cè)裝置設(shè)定值和實(shí)時(shí)反饋值，進(jìn)行氧稀釋 和爐壓調(diào)整的動(dòng)態(tài)賦值當(dāng)實(shí)際爐膛壓力與設(shè)定值負(fù)偏差絕對(duì)值> 5pa或?qū)嶋H爐膛氧含量 與設(shè)定值正偏差> lOppm,以設(shè)定值為初始參考值，利用公式控制偏差Diff = [ (Setppm-Actppm) /Limitppm] X 100 (一)控制器輸出Control output = DiffXKp(比例部分)+Diff XT/Ti (積分部分) (二)式(一)中，Setppm為設(shè)定氧含量，Actppm為實(shí)際氧含量，Limitppm為氧含量測(cè) 量上限；式(二)中，Kp為增益，Ti為積分時(shí)間，T為系統(tǒng)掃描周期；計(jì)算得出一個(gè)0 100之內(nèi)的輸出值，將這個(gè)值的百分比用作充氮電磁控制閥的 閥門開口度給定，根據(jù)給定值，利用脈沖周期公式t = 52. 788*(Control output)0'53(二)計(jì)算出充氮電磁控制閥的周期充氮時(shí)間，其中t范圍100 567s ；若實(shí)際爐壓低 于規(guī)定下限，但氧含量測(cè)量值不超過設(shè)定值，那么不進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算；當(dāng)實(shí)際爐膛壓力或?qū)嶋H 氧含量滿足限定條件，則關(guān)閉充氮閥門；(4)根據(jù)熱處理工藝——淬火、正火或回火，調(diào)整常開充氮電磁閥門數(shù)目和位置， 進(jìn)行循環(huán)充氮系統(tǒng)控制，充氮電磁控制閥在上爐膛前區(qū)、下爐膛前區(qū)、上爐膛后區(qū)以及下爐 膛后區(qū)以爐門為基準(zhǔn)就近選擇，在上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)以爐膛中間線為基準(zhǔn)就近選 擇，達(dá)到“超低氧含量和低氮耗”目的。(5)鋼板出爐速度越快越好，盡量減少爐門開啟時(shí)間，降低空氣流入量，正火或回 火鋼板出爐速度彡40m/min，淬火由于受工藝條件限定，一般在3 30m/min。本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是以上步驟(4)中，正火或回火生產(chǎn)時(shí)，常開充氮電磁控制閥分布上爐膛前區(qū)和下 爐膛前區(qū)一共選擇5 6個(gè)，上爐膛后區(qū)和下爐膛后區(qū)一共選擇3 4個(gè)，上爐膛中區(qū)和下 爐膛中區(qū)一共選擇2 3個(gè)；淬火生產(chǎn)時(shí)，常開充氮電磁控制閥分布上爐膛前區(qū)和下爐膛 前區(qū)一共選擇5 6個(gè)，上爐膛后區(qū)和下爐膛后區(qū)一共選擇4 5個(gè)，上爐膛中區(qū)和下爐膛 中區(qū)一共選擇2 3個(gè)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明使用最低的氮耗，顯著降低了淬火正火和回火生產(chǎn)過程 中輻射管加熱無氧化輥底式爐內(nèi)氧含量。正火或回火生產(chǎn)時(shí)，爐膛內(nèi)氧含量由> 2500ppm 降至500ppm以下；淬火過程中爐內(nèi)氧含量由彡6000ppm降至500ppm以下。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式輻射管加熱無氧化輥底式爐爐門關(guān)閉，整個(gè)爐子處于密封狀態(tài)，空氣無法進(jìn)入爐 膛。只有在爐門開啟時(shí)，爐膛內(nèi)外形成流通氣流，是氧氣進(jìn)入爐膛的主要途徑。爐門開啟狀 態(tài)包括鋼板入爐和鋼板出爐。鋼板入爐，雖然有垂直對(duì)稱噴射的氮?dú)饽缓途W(wǎng)狀金屬耐熱編 制簾的保護(hù)，但是鋼板運(yùn)行快速行進(jìn)和爐膛壓力小，夾帶大量的空氣進(jìn)入爐膛。鋼板出爐， 鋼板快速出爐形成高溫氣流外溢，會(huì)抑制部分空氣流入，但是若鋼板出爐速度降低，相對(duì)鋼板快速出爐而言，單位時(shí)間形成的外溢氣流將會(huì)減少，而且隨著時(shí)間的延長或出爐速度的 降低，抑制空氣流入作用越來越弱，同時(shí)爐膛內(nèi)爐膛壓力接近于0，最終導(dǎo)致空氣流入量大 幅增加。因此，需要對(duì)鋼板的入爐和出爐速度進(jìn)行設(shè)置，將鋼板入爐速度設(shè)定在15 30m/ min，一方面，速度較慢導(dǎo)致爐門開啟時(shí)間長，空氣進(jìn)入量較大，另一方面，速度過快將導(dǎo)致 爐內(nèi)光柵跟蹤混亂，鋼板模擬信號(hào)和實(shí)際位置偏差加劇，加熱模型和實(shí)際不一致影響鋼板 熱處理后質(zhì)量；鋼板出爐速度越快越好，盡量減少爐門開啟時(shí)間，降低空氣流入量，正火或 回火鋼板出爐速度彡40m/min，淬火由于受工藝條件限定，一般在3 30m/min。實(shí)施例一本實(shí)施例的輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖1 所示，在爐體1上設(shè)置的20個(gè)充氮電磁控制閥2，充氮電磁控制閥2通過氮?dú)庵Ч?與氮?dú)?總管4相連接，20個(gè)充氮電磁控制閥2分上下兩排設(shè)置，每排設(shè)置10個(gè)；爐體爐膛分為6個(gè) 區(qū)，分別為與上爐膛前端3個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的上爐膛前區(qū)5、與上爐膛中端4個(gè)充 氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的上爐膛中區(qū)6、與上爐膛后端3個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的上爐膛 后區(qū)7、與下爐膛前端3個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的下爐膛前區(qū)8、與下爐膛中端4個(gè)充氮 電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的下爐膛中區(qū)9以及與下爐膛后端3個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的下爐膛 后區(qū)10 ；爐膛6個(gè)區(qū)內(nèi)都設(shè)有爐壓檢測(cè)裝置11和氧含量檢測(cè)裝置12，爐壓檢測(cè)裝置11和 氧含量檢測(cè)裝置12都與其區(qū)對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制閥2連鎖。輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制方法，按以下步驟進(jìn)行(1)鋼板入爐速度設(shè)定在15m/min，一方面，速度較慢導(dǎo)致爐門開啟時(shí)間長，空氣 進(jìn)入量較大，另一方面，速度過快將導(dǎo)致爐內(nèi)光柵跟蹤混亂，鋼板模擬信號(hào)和實(shí)際位置偏差 加劇，加熱模型和實(shí)際不一致影響鋼板熱處理后質(zhì)量；(2)將上爐膛前區(qū)、上爐膛后區(qū)、下爐膛前區(qū)以及下爐膛后區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控 制閥設(shè)置為常開狀態(tài)，當(dāng)爐門松開時(shí)，將上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制 閥設(shè)置為打開狀態(tài)，當(dāng)爐門夾緊后，將上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制閥 設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)，這樣選擇最合理的常開閥門的位置和最少數(shù)目，在獲得超低氧含量的情 況下，降低氮耗；(3)根據(jù)爐膛爐壓檢測(cè)裝置設(shè)定值(30Pa)和氧含量檢測(cè)裝置設(shè)定值(500ppm)和 實(shí)時(shí)反饋值，進(jìn)行氧稀釋和爐壓調(diào)整的動(dòng)態(tài)賦值當(dāng)實(shí)際爐膛壓力與設(shè)定值負(fù)偏差絕對(duì)值 ^ 5pa或?qū)嶋H爐膛氧含量與設(shè)定值正偏差> lOppm,以設(shè)定值為初始參考值，利用公式控制偏差Diff = [ (Setppm-Actppm) /Limitppm] X 100(一)控制器輸出Control output = Diff XKp(比例部分)+Diff XT/Ti (積分部分) (二)式(一)中，Setppm為設(shè)定氧含量500ppm，Actppm為實(shí)際氧含量，Limitppm為氧 含量測(cè)量上限6000ppm ；式(二)中，Kp為增益(10 50)，Ti為積分時(shí)間(5 50s)，T為 系統(tǒng)掃描周期(Is)；計(jì)算得出一個(gè)0 100之內(nèi)的輸出值，將這個(gè)值的百分比用作充氮電磁控制閥的 閥門開口度給定，根據(jù)給定值，利用脈沖周期公式t = 52. 788*(Control output)53(三)計(jì)算出充氮電磁控制閥的周期充氮時(shí)間，其中t范圍100 567s ；若實(shí)際爐壓低于規(guī)定下限，但氧含量測(cè)量值不超過設(shè)定值，那么不進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算；當(dāng)實(shí)際爐膛壓力或?qū)嶋H 氧含量滿足限定條件，則關(guān)閉充氮閥門；(4)根據(jù)熱處理工藝——淬火、正火或回火，調(diào)整常開充氮電磁閥門數(shù)目和位置， 進(jìn)行循環(huán)充氮系統(tǒng)控制，充氮電磁控制閥在上爐膛前區(qū)、下爐膛前區(qū)、上爐膛后區(qū)以及下爐 膛后區(qū)以爐門為基準(zhǔn)就近選擇，在上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)以爐膛中間線為基準(zhǔn)就近選 擇，達(dá)到“超低氧含量和低氮耗”目的。正火或回火生產(chǎn)時(shí)，常開充氮電磁控制閥分布上爐 膛前區(qū)和下爐膛前區(qū)一共選擇5個(gè)，上爐膛后區(qū)和下爐膛后區(qū)一共選擇3個(gè)，上爐膛中區(qū)和 下爐膛中區(qū)一共選擇2個(gè)；淬火生產(chǎn)時(shí)，常開充氮電磁控制閥分布上爐膛前區(qū)和下爐膛前 區(qū)一共選擇5個(gè)，上爐膛后區(qū)和下爐膛后區(qū)一共選擇4個(gè)，上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)一共選 擇2個(gè)。(5)鋼板出爐速度越快越好，盡量減少爐門開啟時(shí)間，降低空氣流入量，正火或回 火鋼板出爐速度40m/min，淬火鋼板出爐速度3m/min。實(shí)施例二本實(shí)施例的輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與實(shí)施 例一相同，輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制方法，按以下步驟進(jìn)行(1)鋼板入爐速度設(shè)定在20m/min，一方面，速度較慢導(dǎo)致爐門開啟時(shí)間長，空氣 進(jìn)入量較大，另一方面，速度過快將導(dǎo)致爐內(nèi)光柵跟蹤混亂，鋼板模擬信號(hào)和實(shí)際位置偏差 加劇，加熱模型和實(shí)際不一致影響鋼板熱處理后質(zhì)量；(2)將上爐膛前區(qū)、上爐膛后區(qū)、下爐膛前區(qū)以及下爐膛后區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控 制閥設(shè)置為常開狀態(tài)，當(dāng)爐門松開時(shí)，將上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制 閥設(shè)置為打開狀態(tài)，當(dāng)爐門夾緊后，將上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制閥 設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)，這樣選擇最合理的常開閥門的位置和最少數(shù)目，在獲得超低氧含量的情 況下，降低氮耗；(3)根據(jù)爐膛爐壓檢測(cè)裝置設(shè)定值(30Pa)和氧含量檢測(cè)裝置設(shè)定值(500ppm)和 實(shí)時(shí)反饋值，進(jìn)行氧稀釋和爐壓調(diào)整的動(dòng)態(tài)賦值當(dāng)實(shí)際爐膛壓力與設(shè)定值負(fù)偏差絕對(duì)值 ^ 5pa或?qū)嶋H爐膛氧含量與設(shè)定值正偏差> lOppm,以設(shè)定值為初始參考值，利用公式控制偏差Diff = [ (Setppm-Actppm) /Limitppm] X 100 (一)控制器輸出Control output = Diff XKp(比例部分)+Diff XT/Ti (積分部分) (二)式(一)中，Setppm為設(shè)定氧含量500ppm，Actppm為實(shí)際氧含量，Limitppm為氧 含量測(cè)量上限6000ppm ；式(二)中，Kp為增益(10 50)，Ti為積分時(shí)間(5 50s)，T為 系統(tǒng)掃描周期(Is)；計(jì)算得出一個(gè)0 100之內(nèi)的輸出值，將這個(gè)值的百分比用作充氮電磁控制閥的 閥門開口度給定，根據(jù)給定值，利用脈沖周期公式t = 52. 788*(Control output)53(三)計(jì)算出充氮電磁控制閥的周期充氮時(shí)間，其中t范圍100 567s ；若實(shí)際爐壓低 于規(guī)定下限，但氧含量測(cè)量值不超過設(shè)定值，那么不進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算；當(dāng)實(shí)際爐膛壓力或?qū)嶋H 氧含量滿足限定條件，則關(guān)閉充氮閥門；(4)根據(jù)熱處理工藝——淬火、正火或回火，調(diào)整常開充氮電磁閥門數(shù)目和位置，進(jìn)行循環(huán)充氮系統(tǒng)控制，充氮電磁控制閥在上爐膛前區(qū)、下爐膛前區(qū)、上爐膛后區(qū)以及下爐 膛后區(qū)以爐門為基準(zhǔn)就近選擇，在上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)以爐膛中間線為基準(zhǔn)就近選 擇，達(dá)到“超低氧含量和低氮耗”目的。正火或回火生產(chǎn)時(shí)，常開充氮電磁控制閥分布上爐 膛前區(qū)和下爐膛前區(qū)一共選擇6個(gè)，上爐膛后區(qū)和下爐膛后區(qū)一共選擇4個(gè)，上爐膛中區(qū)和 下爐膛中區(qū)一共選擇3個(gè)；淬火生產(chǎn)時(shí)，常開充氮電磁控制閥分布上爐膛前區(qū)和下爐膛前 區(qū)一共選擇6個(gè)，上爐膛后區(qū)和下爐膛后區(qū)一共選擇5個(gè)，上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)一共選 擇3個(gè)。(5)鋼板出爐速度越快越好，盡量減少爐門開啟時(shí)間，降低空氣流入量，正火或回 火鋼板出爐速度50m/min，淬火鋼板出爐速度20m/min。實(shí)施例三本實(shí)施例的輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與實(shí)施 例一相同，輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制方法，按以下步驟進(jìn)行(1)鋼板入爐速度設(shè)定在30m/min，一方面，速度較慢導(dǎo)致爐門開啟時(shí)間長，空氣 進(jìn)入量較大，另一方面，速度過快將導(dǎo)致爐內(nèi)光柵跟蹤混亂，鋼板模擬信號(hào)和實(shí)際位置偏差 加劇，加熱模型和實(shí)際不一致影響鋼板熱處理后質(zhì)量；(2)將上爐膛前區(qū)、上爐膛后區(qū)、下爐膛前區(qū)以及下爐膛后區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控 制閥設(shè)置為常開狀態(tài)，當(dāng)爐門松開時(shí)，將上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制 閥設(shè)置為打開狀態(tài)，當(dāng)爐門夾緊后，將上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制閥 設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)，這樣選擇最合理的常開閥門的位置和最少數(shù)目，在獲得超低氧含量的情 況下，降低氮耗；(3)根據(jù)爐膛爐壓檢測(cè)裝置設(shè)定值(30Pa)和氧含量檢測(cè)裝置設(shè)定值(500ppm)和 實(shí)時(shí)反饋值，進(jìn)行氧稀釋和爐壓調(diào)整的動(dòng)態(tài)賦值當(dāng)實(shí)際爐膛壓力與設(shè)定值負(fù)偏差絕對(duì)值 ^ 5pa或?qū)嶋H爐膛氧含量與設(shè)定值正偏差> lOppm,以設(shè)定值為初始參考值，利用公式控制偏差Diff = [ (Setppm-Actppm) /Limitppm] X 100 (一)控制器輸出Control output = Diff XKp(比例部分)+Diff XT/Ti (積分部分) (二)式(一)中，Setppm為設(shè)定氧含量500ppm，Actppm為實(shí)際氧含量，Limitppm為氧 含量測(cè)量上限6000ppm ；式(二)中，Kp為增益(10 50)，Ti為積分時(shí)間(5 50s)，T為 系統(tǒng)掃描周期(Is)；計(jì)算得出一個(gè)0 100之內(nèi)的輸出值，將這個(gè)值的百分比用作充氮電磁控制閥的 閥門開口度給定，根據(jù)給定值，利用脈沖周期公式t = 52. 788*(Control output)0'53(三)計(jì)算出充氮電磁控制閥的周期充氮時(shí)間，其中t范圍100 567s ；若實(shí)際爐壓低 于規(guī)定下限，但氧含量測(cè)量值不超過設(shè)定值，那么不進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算；當(dāng)實(shí)際爐膛壓力或?qū)嶋H 氧含量滿足限定條件，則關(guān)閉充氮閥門；(4)根據(jù)熱處理工藝——淬火、正火或回火，調(diào)整常開充氮電磁閥門數(shù)目和位置， 進(jìn)行循環(huán)充氮系統(tǒng)控制，充氮電磁控制閥在上爐膛前區(qū)、下爐膛前區(qū)、上爐膛后區(qū)以及下爐 膛后區(qū)以爐門為基準(zhǔn)就近選擇，在上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)以爐膛中間線為基準(zhǔn)就近選 擇，達(dá)到“超低氧含量和低氮耗”目的。正火或回火生產(chǎn)時(shí)，常開充氮電磁控制閥分布上爐膛前區(qū)和下爐膛前區(qū)一共選擇6個(gè)，上爐膛后區(qū)和下爐膛后區(qū)一共選擇3個(gè)，上爐膛中區(qū)和 下爐膛中區(qū)一共選擇2個(gè)；淬火生產(chǎn)時(shí)，常開充氮電磁控制閥分布上爐膛前區(qū)和下爐膛前 區(qū)一共選擇6個(gè)，上爐膛后區(qū)和下爐膛后區(qū)一共選擇5個(gè)，上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)一共選 擇3個(gè)。(5)鋼板出爐速度越快越好，盡量減少爐門開啟時(shí)間，降低空氣流入量，正火或回 火鋼板出爐速度60m/min，淬火鋼板出爐速度30m/min。本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式，凡采用同等替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均 落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制系統(tǒng)，其特征在于在爐體上設(shè)置的20個(gè)充氮電磁控制閥，所述充氮電磁控制閥通過氮?dú)庵Ч芘c氮?dú)饪偣芟噙B接，20個(gè)充氮電磁控制閥分上下兩排設(shè)置，每排設(shè)置10個(gè)；爐體爐膛分為6個(gè)區(qū)，分別為與上爐膛前端3個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的上爐膛前區(qū)、與上爐膛中端4個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的上爐膛中區(qū)、與上爐膛后端3個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的上爐膛后區(qū)、與下爐膛前端3個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的下爐膛前區(qū)、與下爐膛中端4個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的下爐膛中區(qū)以及與下爐膛后端3個(gè)充氮電磁控制閥相對(duì)應(yīng)的下爐膛后區(qū)；所述爐膛6個(gè)區(qū)內(nèi)都設(shè)有爐壓檢測(cè)裝置和氧含量檢測(cè)裝置，所述爐壓檢測(cè)裝置和氧含量檢測(cè)裝置都與其區(qū)對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制閥連鎖。
2.用于權(quán)利要求1所述輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制系統(tǒng)的控 制方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行(1)鋼板入爐速度設(shè)定在15 30m/min；(2)將上爐膛前區(qū)、上爐膛后區(qū)、下爐膛前區(qū)以及下爐膛后區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制閥 設(shè)置為常開狀態(tài)，當(dāng)爐門松開時(shí)，將上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制閥設(shè) 置為打開狀態(tài)，當(dāng)爐門夾緊后，將上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)相對(duì)應(yīng)的充氮電磁控制閥設(shè)置 為關(guān)閉狀態(tài)；(3)根據(jù)爐膛爐壓檢測(cè)裝置和氧含量檢測(cè)裝置設(shè)定值和實(shí)時(shí)反饋值，進(jìn)行氧稀釋和爐 壓調(diào)整的動(dòng)態(tài)賦值當(dāng)實(shí)際爐膛壓力與設(shè)定值負(fù)偏差絕對(duì)值> 5pa或?qū)嶋H爐膛氧含量與設(shè) 定值正偏差> lOppm,以設(shè)定值為初始參考值，利用公式控制偏差 Diff = [ (Setppm-Actppm) /Limitppm] X 100 (一)控制器輸出Control output = DiffXKp(比例部分)+Diff XT/Ti (積分部分) (二)式(一)中，Setppm為設(shè)定氧含量，Actppm為實(shí)際氧含量，Limitppm為氧含量測(cè)量上 限；式(二)中，Kp為增益，Ti為積分時(shí)間，T為系統(tǒng)掃描周期；計(jì)算得出一個(gè)0 100之內(nèi)的輸出值，將這個(gè)值的百分比用作充氮電磁控制閥的閥門 開口度給定，根據(jù)給定值，利用脈沖周期公式t = 52. 788* (Control output) 53 (三)計(jì)算出充氮電磁控制閥的周期充氮時(shí)間，其中t范圍100 567s ；若實(shí)際爐壓低于規(guī) 定下限，但氧含量測(cè)量值不超過設(shè)定值，那么不進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算；當(dāng)實(shí)際爐膛壓力或?qū)嶋H氧含 量滿足限定條件，則關(guān)閉充氮閥門；(4)根據(jù)熱處理工藝——淬火、正火或回火，調(diào)整常開充氮電磁閥門數(shù)目和位置，進(jìn)行 循環(huán)充氮系統(tǒng)控制，充氮電磁控制閥在上爐膛前區(qū)、下爐膛前區(qū)、上爐膛后區(qū)以及下爐膛后 區(qū)以爐門為基準(zhǔn)就近選擇，在上爐膛中區(qū)和下爐膛中區(qū)以爐膛中間線為基準(zhǔn)就近選擇，達(dá) 到“超低氧含量和低氮耗”目的。(5)正火或回火鋼板出爐速度40m/min，淬火鋼板出爐速度3 30m/min。
3.如權(quán)利要求2所述的輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制方法，其特 征在于所述步驟(4)中，正火或回火生產(chǎn)時(shí)，常開充氮電磁控制閥分布上爐膛前區(qū)和下 爐膛前區(qū)一共選擇5 6個(gè)，上爐膛后區(qū)和下爐膛后區(qū)一共選擇3 4個(gè)，上爐膛中區(qū)和下 爐膛中區(qū)一共選擇2 3個(gè)；淬火生產(chǎn)時(shí)，常開充氮電磁控制閥分布上爐膛前區(qū)和下爐膛前區(qū)一共選擇5 6個(gè)，上爐膛后區(qū)和下爐膛后區(qū)一共選擇4 5個(gè)，上爐膛中區(qū)和下爐膛 中區(qū)一共選擇2 3個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域的爐內(nèi)氧含量和氮耗控制方法，是一種輻射管加熱無氧化輥底式爐低氧含量和低氮耗控制方法，是對(duì)輻射管加熱無氧化輥底式爐分區(qū)控制，將爐膛壓力、氧含量與充氮電磁閥門連鎖，根據(jù)每個(gè)分區(qū)的爐膛壓力和氧含量時(shí)時(shí)測(cè)量值，進(jìn)行氧稀釋和爐壓調(diào)整的動(dòng)態(tài)控制，確保爐門開啟時(shí)，爐膛內(nèi)形成一定的正壓力。同時(shí)，根據(jù)熱處理工藝，合理選擇常開充氮電磁閥門數(shù)目和位置，輻射管加熱無氧化輥底式爐實(shí)現(xiàn)了正火或回火生產(chǎn)，尤其是淬火生產(chǎn)過程中超低氧含量和低氮耗控制。本發(fā)明使用最低的氮耗，顯著降低了淬火正火和回火生產(chǎn)過程中輻射管加熱無氧化輥底式爐內(nèi)氧含量。
文檔編號(hào)F27D7/06GK101892366SQ201010233058
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者吳俊平, 姜輝, 婁之寧, 楊兆根, 楊恒, 盤國力 申請(qǐng)人:南京鋼鐵股份有限公司