钢坯加热炉炉温仿人智能控制策略的研究

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液压比例技术在钢管步进梁式再加热炉的应用

文章编号:1004-9762(1999)01-0025-04 液压比例技术在钢管步进梁式再加热炉的应用 李建国1,　方桂花2 (1.包头钢铁设计院,内蒙古包头　014010;2.包头钢铁学院机械工程系,内蒙古包头　014010) 关键词:再加热炉;液压技术;设计 中图分类号:T H137 文献标识码:A 摘　要:对钢管步进梁式再加热炉运动速度采用比例方向阀控制,可实现控制步进机械的运动速度和方向,获得最优控制.介绍了采用比例方向阀再加热炉液压系统的设计要点、控制方式和使用效果,分析了比例技术的应用特点. Application of hydraulic proportional technology in the reheating furnace LI Jian-guo1,FANG Gui-hua2 (1.Bao to u Eng ineer ing and Research Co rper atio n of Ir on and Steel Industr y,Baot ou014010,China; 2.Depar tment o f M e-chanical Engineer ing,U IST Bao tou,Bao tou014010,China) Key words:reheating furnace;hy dr aulic;designing Abstract:It is possible to use pr o po rtional directio nal v alve to adjust speed a nd direction of r eheating fur nace and the optimal contr ol can be obtained.T he desig n m ain po ints,contr ols pa tter and applicatio n results o f hy dr aulic sy stem of r ehea ting fur-na ce using pr opo rtional dir ect ional v alve are pr esented and the applicatio n character istic of pro po rt ional techno lo gy is anal-ysed. 随着轧钢工业自动化程度的不断提高,步进式再加热炉的应用越来越广泛.步进式再加热炉具有加热周期短,温度均匀等优点〔1〕,是钢管加热的理想选择.本文结合某钢管厂 100热轧机组步进梁式再加热炉液压系统,阐述了液压比例技术的应用. 荒管再加热炉为连轧机与定径机或张力减径机之间的中间环节〔2〕.在加热过程中,荒管边步进边旋转,在动梁与定梁上停留的时间相同,以避免烧出黑印而轧出螺旋线.由于荒管壁薄且长,高温时刚度和强度都很低,且已接近成品,因此,炉底机械必须保证连续生产,安全可靠,对荒管“轻托轻放”,没有跑偏,没有冲击,采用液压比例技术可以很好地保证上述工况的实现. 1　工艺要求〔1〕 (1)动作状态.根据生产工艺要求,步进机械动作状态应为3种. A.自动工作制,动作循环连续进行. B.半自动工作制,动作完成一个循环即停止. C.手动工作制,各项动作手动操作. (2)步进梁动作时应平稳,不应对荒管产生冲击. (3)钢管在动梁与定梁上停留的时间须相等. 1999年3月第18卷第1期 包头钢铁学院学报M arch,1999 Jour nal o f Bao tou U niv ersit y o f Iro n and Steel T echnolog y Vo l.18,No.1 收稿日期:1998-12-16 作者简介:李建国(1960-),男,内蒙古包头人,包头钢铁设计院工程师.

钢坯加热炉温度控制系统

内蒙古科技大学 过程控制课程设计论文 题目：钢坯加热炉温度控制系统 学生姓名： 学号： 专业： 班级： 指导教师：

目录 钢坯加热炉温度控制系统设计摘要 (1) 第一章引言 (2) 1.1加热炉温度控制技术的发展 (2) 1.2 加热炉一般结构与控制原理 (3) 1.3加热炉生产工艺 (4) 第二章加热炉温度控制系统 (5) 2.1串级系统控制概述 (5) 2.2 温度控制系统概述 (6) 2.3 加热炉炉温基本控制方案 (6) 2.3.1 炉温基本控制方案一 (6) 2.3.2 炉温基本控制方案二 (7) 2.3.1 炉温控制改进方案 (8) 2.4调节器正反作用的确定 (9) 2.4.1副调节器作用方式的确定 (9) 2.4.2主调节器作用方式的确定 (9) 第三章仪器选型 (10) 3.1温度传感器的选择 (10) 3.2流量变送器的选择 (10) 3.3执行器选择 (11) 3.4调节器的选择 (11) 第四章总结 (13) 参考文献 (14)

钢坯加热炉温度控制系统设计 摘要 加热炉是冶金行业生产环节中重要的热工设备。加热的目的之一是提高钢的塑性。钢在冷态下可塑性很低，为了改善钢的热加工条件，必须提高钢的塑性。一般来说，钢的热加工温度越高，钢的可塑性越好。钢的加热温度越低，加工所消耗的能量越大，轧机的磨损也越快，而且温度过低时还容易发生断辊事故。加热的另外一个目的是使钢的内外温度均匀。由于板坯内外的温差，使得金属内部产生应力，这样经过轧制过程后容易造成质量缺陷和废品。通过加热炉的均热使断面上温差缩小，避免出现危险的温度应力。板坯的加热质量直接影响到钢材的质量、产量、能源消耗以及轧机寿命。正确的加热工艺可以提高钢的塑性，降低热加工时的变形抗力，及时为轧机提供加热质量优良的板坯，保证轧机生产顺利进行。反之，如加热工艺不当，例如加热温度过高，会发生板坯过热、过烧，轧制时就要造成废品。 加热炉的燃烧过程是受随机因素干扰的，具有大惯性、纯滞后的非线性分布参量的随机过程。对于这种复杂的控制对象，即使是经验丰富的操作人员，也很难全面考虑各种因素的影响，准确地控制燃烧过程，造成炉温经常偏高或偏低，这些都严重影响了加热炉加热质量和燃耗，甚至影响正常生产。 加热炉的生产任务是按轧机的轧制节奏将钢材加热到工艺要求的温度水平和加热质量，并在优质高产的前提下，尽可能地降低燃料消耗，减少氧化烧损。连续加热炉的操作水平直接影响产品的质量、产量和生产消耗指标，钢坯的出炉温度要求在 1 150～1 250℃，靠操作工人调节阀门来控制炉温的效果很差，粘钢和硬断轧辊的事故时有发生，而且能源消耗特别大，所以国内外关于加热炉自动控制的研究一直受到重视，发展得比较快，也取得了较为丰硕的成果。 关键字：加热炉、温度控制、过程控制

步进式加热炉开题报告

. . . . 开题报告 题目热轧1400t步进加热炉液压系 统设计 学院机械自动化学院 专业机械电子工程 学号8 学生王杰 指导教师新元 日期2013年3月

开题报告 一、步进式加热炉的起源与发展 步进式加热炉是机械化炉底加热炉中使用较为广泛的一种，是取代推钢式加热炉的主要炉型。步进式加热炉始建于20世纪60年代中期，这种炉子已存在多年，因受耐热钢使用温度的限制，开始只用在温度较低的地方，适用围有一定的局限性。 随着轧钢工业的发展，对加热产品质量、产量、自动化和机械化操作计算机控制等方面的日益提高，在生产中要求在产量和加热时间上有更大的灵活性，这就要求与之相适应的炉子机构也应具有很大的灵活性，以适应生产的需要，基于上述原因，传统的推钢式加热炉已难于满足要求。而与传统的推钢式加热炉相比，步进式加热炉具有加热质量好、热工控制与操作灵活、劳动环境好等优点，特别是炉长不受推钢长度的限制，可以提高炉子的容量和产量，更适应当代轧机向大型化、高速化与现代化发展的需要。 经过改造后的步进炉结构，采用了步进床耐火材料炉底或水冷步进梁的措施，已能应用于高温加热。目前，合金钢的板坯、方坯、管坯甚至钢锭等轧制前的加热已有不少采用步进炉加热，使用效果较好。它的炉长不受推钢比的限制，大型步进炉生产率高达420万吨/年。 70年代以来，国外新建的许多大型加热炉大都采用了步进式加热炉，不少中小型加热炉也常采用这种炉型。现在新建的具有经济规模的各类轧钢厂基本上都选用了步进式加热炉；一些老厂如美国底特律钢厂热轧车间、法国索拉克和恩西俄厂

的热轧车间、日本和歌山热连轧厂与鹿岛厚板厂以及加拿大汉密尔顿的多发斯科厂等，在改建或扩建中都选用了步进式加热炉替代原有的推钢式加热炉。但当前轧钢加热炉，特别是中小型轧钢厂推钢式加热炉仍较多，这与中国的原燃料条件等多种因素有关。 步进式加热炉的炉底基本由活动部分和固定部分构成。按其构造不同又有步进梁式、步进底式和步进梁、底组合式加热炉之分。一般坯料断面大于(120×120)mm2多采用步进梁式加热炉，钢坯断面小于(100×100)mm2多采用步进底式加热炉。 二、步进式加热炉的前景 近十多年来，随着轧钢技术向着连续化，大型化、自动化，多品种、高精度的发展，步进式加热炉为适应工艺的要求，也朝着大型化，多功能，优质，高产，低消耗，无公害和操作自动化的方向迈进。 （1）大型化 目前，步进式加热炉的发展最显著的一个特点就是为了适应轧机小时产量的提高向着大型化方向发展。原联契列波维茨钢铁厂热带车间用步进梁式加热炉，炉子产量A．20T／'h，炉宽11．25m，炉有效长49．59m ，采用汽化冷却，压力为18kg／cm。，步进梁水平行程480mm，垂直行程200mm ，步进周期为6O秒。 德国克勒克纳公司不来梅厂热轧用步进梁式炉产量为400T／h。法国索拉克热轧带钢厂步进式加热炉，炉子有效长53．9m，炉子最大产量达525t／h。 我国80年代从法国斯太因引进的2050热轧厂用步进炉，炉子有效长50m ，炉由宽12．6m，炉子额定产量350t／h，最大产量400t／h，步进行程为500mm，

再加热炉的设计

序言 毕业设计，它是一次深入的综合性的总复习，也是一种理论联系实际的训练踏实我们完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是我们综合运用所学过的基本理论基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。这对学生即将从事的有关技术工作和未来事业的开拓有一定意义。

毕业设计的主要目的： 1 培养我们综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学过的知识。 2培养我们树立正确的设计思想，设计构思和创新思维。掌握工程设计的一般程序，规范和方法。 3 培养我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书进行设计计算，数据处理。编写技术文件等方面的工作能力。 4 培养我们进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。 5 就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行 一次适应性训练。丛中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处。恳切各位老师给予指导。

课题简介 摘要： 步进梁式再加热炉是为连轧生产线提供钢管再加热在线常化（一种热处理方式）所用。它是依靠专用的步进机械使工件在炉内移动的一种机械化炉。 步进炉底的结构和传动方式要根据出料的频率和炉子的生产能力决定，它不仅要考虑炉内的温度、还要考虑被加工工件的尺寸参数和工地方面的实用性。所以必须严格计算其内部参数，保证炉子的生产和安全。 炉底机械采用双轮斜轨式机构。步进梁的升降和平移动作采用液压缸驱动。步进梁支柱穿炉底的孔洞采用干式“拖板”密封。装出料端设有拨料机，固定梁最末一个料位检测有料后，出料拨料机上升将钢管拖起后，出料拨杆立即下降将钢管拨送到出料悬臂轨道上，使钢管能够马上出炉，出料周期最快20s,可以满足125根/h的操作频率。 关键词：步进梁式再加热炉步进梁双轮斜轨式机构有效炉底长度梁距齿距 在生产中，利用燃料产生的热量，或者将电能转化成热量对工件或物料进行加热的设备，称为工业炉。锅炉也是工业炉的一种，机械工业应用的工业炉有多种类型，在铸造车间有熔炼金属的平炉、冲天炉、感应炉、电阻炉、真空炉等；在锻压车间有对钢锭或钢坯进行煅前加热的各种加热炉和消除应力的热处理炉；在热处理车间，有改善工件力学性能的各种退火、正火、淬火和回火的热处理炉；在焊接车间有压制前的钢板加热炉和焊后热处理炉；在粉末冶金车间还有烧结金属的加热炉等。 步进梁式再加热炉是为连轧生产线提供钢管再加热在线常化（一种热处理方式）所用。它是依靠专用的步进机械使工件在炉内移动的一种机械化炉。 参数：

仿人智能控制

仿人智能控制 仿人智能控制是仿效人的政行为而进行控制和决策，即在宏观结构上和功能上对人的控制进行模拟。 开展仿人智能控制的研究，是目前智能控制的一个重要研究方向。 1.仿人智能控制的原理 1.1 仿人智能控制的基本思想 传统的PID控制是一种反馈控制，存在着按偏差的比例、积分和微分三种控制作用。 比例：偏差一产生，控制器就有控制作用，使被控量想偏差减小的方向变化， 器控制作用的强弱取决于比例系数Kp 积分：它能对偏差进行记忆并积分，有利于消除静差，但作用太强，既Ti太大 会是控制的动态性能变差，以至使系统不稳定。 微分：能敏感出偏差的变化趋势， To大可加快系统响应（使超调减小），但又会 使系统抑制干扰的能力降低。 下面来分析一下PID控制中的三种控制作用的是指以及他们的功能与人的控制思维的某种智能差异，从而看出控制规律的智能化发展趋势。1）比例；PID中实质是一种线性放大或缩小的作用，它类似于人的想象能力，可以把一个量想得大一些或小一些，但人的想象力是非线性的是变的，可根据情况灵活变化。 2）积分作用：对偏差信号的记忆功能（积分），人脑的记忆功能是人类的一种基本智能，人脑的记忆是具有某种选择性的。可以记住有用的信息，而遗忘无用或长时间的信息，而PID中的积分是不加

选择的长期记忆，其中包括对控制不利的信息，同比PID中不加选择的积分作用缺乏智能性。 3）微分：体现了信号的变化趋势，这种作用类似于人的预见性，但PID中的微分的预见性缺乏人的远见卓识，且对变化快的信号敏感，对变化慢的信号预见性差 仿人智能控制的基本思想是指：在控制过程中利用计算机模拟人的控制行为能力，最大限度的识别和利用控制系统动态过程所提供的特征信息进行启发和直觉推理，从而实现对缺乏精确数学模型的对象进行有效的控制 1.2 仿人智能行为的特征变量 对系统动态特征的模式识别，主要是对动态模式的分类，根据系统偏差e及偏差变化△e以及由它们相应的组合的特征变量来划分动态特征模式，通过这些特征模式刻画动态系统的动态行为特征，以便作为智能控制决策的依据。 a b 图1 系统的典型阶跃响应曲线 图1给出了一个系统的典型阶跃响应曲线，曲线上a,b,F三处的系统输出是一样的，但他们的动态特征是不同的，a处偏差将继续偏离平衡

步进式加热炉分析

论文（设计）题目：热轧带钢步进式加热炉特点及分析 系别：建筑工程与环保系 班级：材料071 姓名： 指导教师： 2012年6 月2日

热轧带钢步进式加热炉特点及分析 (建筑工程与环保系材料071) 摘要 本论文一迁钢2160加热炉为例介绍了步进式加热炉的特点及分析。加热炉是轧钢生产线上的重要设备之一,也是钢铁工业中的耗能大户,因此提高加热炉的加热效率,降低能耗,对整个钢铁工业的节能具有重要的意义。加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。 关键词：步进梁式加热炉特点工艺流程发展 绪论 我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大，操作不当时会粘钢造成生产上的问题，难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点，而步进梁式炉是靠专用的步进机构，在炉内做矩形运动来移送钢管，钢管之间可以留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦，出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活等特点，其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。

2010-6-2 目录 摘要---------------------------------------------------------------------------2 绪论---------------------------------------------------------------------------2 1.加热炉概述----------------------------------------------------------------5 2.炉区设备-------------------------------------------------------------------7 2.1装料辊道-------------------------------------------------------------7 2.2加热炉的炉底步进机构-------------------------------------------8 2.3步进梁的升降、平移装置----------------------------------------9 2.4附属装置-------------------------------------------------------------9 3.加热炉主要工艺条件-----------------------------------------------------10 3.1用途-------------------------------------------------------------------10 3.2炉型-------------------------------------------------------------------10 3.3主要生产钢种-------------------------------------------------------10 3.4影响因素-------------------------------------------------------------10 3.5加热炉的缓冲时间-------------------------------------------------11 3.6 炉区的加热能力---------------------------------------------------11 4.炉型及结构----------------------------------------------------------------12 4.1轴向反向烧嘴供热的优缺点--------------------------------------12 4.2侧部调焰烧嘴供热优缺点-----------------------------------------12 5.加热炉的工艺特点-------------------------------------------------------14

加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任

加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任宝钢1780热轧带钢生产线，采用步进梁式加热炉，步进动作靠液压驱动。自投产以来，三个加热炉的液压系统均出现了梁下降时管路振动和啸叫。每个加热炉配一套液压系统，完成步进梁的升降和平移动作。系统利用比例阀控制，使步进梁能按设定的速度曲线运行。升降缸的系统原理如图1，上升时，电磁阀1、3、6、7得电动作。下降时，电磁阀2、3、4、5、7得电动作。定差减压阀控制比例阀前后压差为恒定，使得速度线性可控。 一、故障现象 步进梁升降振动。下降过程中，在加速结束转为匀速运动时，出现啸叫现象。伴随着啸叫，压力瞬时降低，然后又慢慢恢复；负责上升和下降的电磁阀得电时，系统液压冲击大，振动剧烈。 二、故障分析

啸叫发生时，系统的压力降低，这是泵供油不足的表现。因此，啸叫是因为系统的流量供应不足引起的。但是，油缸上升时，泵给无杆腔供油，下降时，泵给有杆腔供油，油缸上升、下降的速度曲线基本一致，而无杆腔容积比有杆腔容积大得多，因此，上升所需流量比下降时大得多。既然下降时会发生系统流量供应不足的现象，为什么上升时没有发生泵供油不足的现象呢？啸叫发生时，油缸供油路和回油路的压力都下降了，但供油路压力降至极低点，因此啸叫产生在供油路上。现假设流量足够低，对供油路的两个阀进行分析，减压阀全开，不会有振动产生，当然也就不会啸叫。而5号插装阀在压力足够低的情况下，会因弹簧力作用使阀芯关闭，切断油路，而后，流量积蓄，压力上升，再顶开阀芯，泄掉压力，阀芯又关闭。这样周而复始，产生了振动，导致啸叫产生。因而得出，啸叫是因5号插装阀的快速频繁启闭而产生的。 仔细观察系统运行情况，发现油缸上升时，变量柱塞泵的斜盘很稳定，随速度变化而作相应变化。但油缸下降时，泵的斜盘倾角变化异常，下降开始时，泵的斜盘由最小打到最大，接着在接近最小时啸叫产生。然后倾角又增大，并稳定。接下来，随油缸的速度，倾角作相应变化。显然，啸叫产生时，泵处于倾角最小状态，这时的泵流量最低。啸叫的产生的确是系统供油不足，而供油不足是泵斜盘变化异常引起，进一步的原因是油缸下降时的加速度与泵的响应不能匹配的缘故。

加热炉的工作原理及分类

这个设备的工作原理其实也不是特别的复杂，主要是钢坯不断由炉温较低的一端（连续式加热炉炉尾）装入，以一定的速度向炉温较高的一端（加热炉炉头）移动，在炉内与炉气反向而行，当被加热钢坯达到所需温度时，便不断从炉内排出。在炉子稳定工作的条件下，一般炉气沿着炉膛长度方向由炉头向炉尾流动，沿流动方向炉膛温度和炉气温度逐渐降低，但炉内各点的温度基本上不随时间而变化。 加热炉中的热工过程将直接影响到整个热加工生产过程，直至影响到产品的质量，所以对加热炉的产量、加热质量和燃耗等技术经济指标都有一定的要求，为实现炉子的技术经济指标，要求炉窑有合理的结构、合理的加热工艺和合理的操作制度。炉子结构，炉子高产量、优质量、低燃耗。由于炉体结构缺陷，造成炉窑先天不足，但会直接影响炉窑热工过程、制约炉窑的生产技术指标。 当然，这个设备的种类也不少，具体有这些可供消费者选择：1、从结构、热工制度等方面看，加热炉可按下列特征进行分类。如推钢式炉加热炉、步进式炉加热炉、链带式、环形加热炉等

2、按温度制度可分为：两段式、三段式和强化加热式加热炉。 3、按所用燃料种类加热炉可分为：使用固体燃料的、使用重油的、使用气体燃料的、使用混合燃料的。 4、按空气和煤气的预热方式可分为：换热式的、蓄热式的、不预热加热炉。 5、按出料方式可分为：端出料的和侧出料的。 6、按钢料在炉内运动的方式可分为：推钢式加热炉、步进式加热炉等。 7、此外连续式加热炉还可以按其他特征进行分类，加热制度是确定炉子结构、供热方式及布置的主要依据。 以上就是河南恒睿热能科技有限公司分享的全部内容，希望对大家的生活和工作有所帮助。

浅析步进式加热炉

辽宁科技大学 实习论文 题目：浅析步进式加热炉 课程名称：实习 院系：材料与冶金学院 专业：热能与动力工程 班级：热能09·3 姓名：宫琛琛 学号: 120093206086 2012年 09月 19日

一、步进式加热炉的起源与发展 步进式加热炉是机械化炉底加热炉中使用较为广泛的一种，是取代推钢式加热炉的主要炉型。步进式加热炉始建于20世纪60年代中期，这种炉子已存在多年，因受耐热钢使用温度的限制，开始只用在温度较低的地方，适用范围有一定的局限性。随着轧钢工业的发展，对加热产品质量、产量、自动化和机械化操作计算机控制等方面的日益提高，在生产中要求在产量和加热时间上有更大的灵活性，这就要求与之相适应的炉子机构也应具有很大的灵活性，以适应生产的需要，基于上述原因，传统的推钢式加热炉已难于满足要求。而与传统的推钢式加热炉相比，步进式加热炉具有加热质量好、热工控制与操作灵活、劳动环境好等优点，特别是炉长不受推钢长度的限制，可以提高炉子的容量和产量，更适应当代轧机向大型化、高速化与现代化发展的需要。经过改造后的步进炉结构，采用了步进床耐火材料炉底或水冷步进梁的措施，已能应用于高温加热。目前，合金钢的板坯、方坯、管坯甚至钢锭等轧制前的加热已有不少采用步进炉加热，使用效果较好。它的炉长不受推钢比的限制，大型步进炉生产率高达420万吨/年。 70年代以来，国内外新建的许多大型加热炉大都采用了步进式加热炉，不少中小型加热炉也常采用这种炉型。现在新建的具有经济规模的各类轧钢厂基本上都选用了步进式加热炉；一些

老厂如美国底特律钢厂热轧车间、法国索拉克和恩西俄厂的热轧车间、日本和歌山热连轧厂与鹿岛厚板厂以及加拿大汉密尔顿的多发斯科厂等，在改建或扩建中都选用了步进式加热炉替代原有的推钢式加热炉。但当前轧钢加热炉，特别是中小型轧钢厂推钢式加热炉仍较多，这与中国的原燃料条件等多种因素有关。 步进式加热炉的炉底基本由活动部分和固定部分构成。按其构造不同又有步进梁式、步进底式和步进梁、底组合式加热炉之分。一般坯料断面大于(120×120)mm2多采用步进梁式加热炉，钢坯断面小于(100×100)mm2多采用步进底式加热炉。 二、步进式加热炉的工作原理 步进式加热炉是靠炉底或步进梁的升降进退来带动料坯前进的，其工作原理如下：起始位置，活动炉底在坯料下面最低位置，坯料两端架在炉内的固定炉底上，以后在活动炉底升起将坯料托起，接着活动炉底下降将坯料放在固定炉底上，最后活动炉底又回复到原来位置，由上可知，活动炉底运动的轨迹为一个矩形，它运动一个循环的时间叫“周期”，它运动一次使坯料前行的距离叫“行程”。 步进炉加热的特点是：步进炉可以采取坯料之间分开的加热方式，这样加热速度快而且内外温度均匀。除此之外，步进式加热炉的装出料装置也是加热炉的重要部分。鞍钢厚板厂的步进梁式加热炉板坯装出炉程序及PLC联锁条件在设计原则上有利于提高生产率，合理节能且安全可靠。

仿人智能PID控制

仿人智能PID控制器设计 摘要：PID控制算法简单，参数调整方便，应用广泛。但是常规的PID控制器参数往往整定不良、性能欠佳，对运行工况的适应性很差。该文设计的仿人智能PID控制器用正态函数拟和模糊控制规则，辅以根据误差和误差变化率的调整，能根据实际情况调整和完善PID 参数，具有鲁棒性强，响应速度快，稳态精度高等优点。该方法在导弹自动驾驶仪的设计中有很好的应用效果。 关键词：控制器；模糊控制；自动驾驶仪；仿真 1 引言 据统计，工业控制的控制器中PID类控制器占90％上。PID控制器是最早出现的控制器类型，因其结构简单，各个控制器参数有着明显的物理意义，调整方便，所以这类控制器很受工程技术人员的欢迎。随着控制理论的发展，出现了各种分支，如专家系统、模糊逻辑、神经网络、灰色系统理论等，它们和传统的PID控制策略相结合又派生出各种新型的PID 控制器，大大改进了传统PID控制器的性能。本文设计的仿人智能PID 控制器把模糊控制规则函数化。能根据实际情况自动调整和完善PID参数的控制规则实现在线调整PID参数。 2 设计仿人智能PID控制器的参数 PID控制器的控制量的表达形式一般是： u = k p*error+k i*errori+k d*errord (1) 仿人智能 PID控制器的参数整定是找到PID控制的三个参数k p 、k i 、k d 与 误差e、误差变化率ē之间的关系，在运行中不断检测 e和ē；，根据控 制原理对k p 、k i 、k d 进行在线修改以满足不同 e和ē时对控制参数的不同 要求，而使得被控对象具有良好的动态、静态性能。 2.1 仿人智能 PID控制器参数的设计原则 从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等方面考虑k p 、k i 、 k d 的作用如下： 1)比例系数k p的作用是加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。k p越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但易产生超调，甚至会

步进梁式圆坯加热炉设计分析_姜世龙

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V ol.42N o.32013 INDUSTRIAL HEATING 3 4 75mm ～ 3 单重/kg 需要量/t ?a 400 max 60007.7 5806 连铸圆坯 2 min 4 500 600 max 6 0007.713063 连铸圆坯 合计 846080 2.2 加热炉小时产量及座数的确定加热炉年加热坯料量846080t ，年工作时间6800h ，则加热炉的年平均小时产量为155.5t 。 加热炉的实际产量受到加热钢种、轧制品种、轧制 节奏等多种因素的影响，在实际生产过程中不可能一直以平均产量进行生产。并且加热炉生产能力应具有一定的富余，因此在配备加热炉的实际产量时要考虑一定的富裕系数，该系数是一个经验数据，也跟整条轧线的操作管理水平、加热炉的总座数等很多因素有关。 结合产品大纲及车间工艺平面布置，最终确定车间布置2座加热炉，两座炉子产量不同，1座最大产量为180t/h ，1座最大产量为90t/h 。配套2座加热炉，是考虑该大棒生产线主要生产优特钢种，在生产优特钢种时加热炉产量较低，节奏较慢，加热炉产量成为影响轧线产能的瓶颈，配套2座加热炉能够满足生产的灵活性。

600×6 000 400× 6 000 500× 6 000 1180165150143196178 根据坯料情况，在相同的布料间距情况下，加热炉小时产量将按照坯料规格由大至小逐级递减。而在变步距情况，则根据布料间距，加热炉小时产量按照坯料规格由大至小呈现先增大后减小。两种不同步距产量比较柱状图如图7 所示。 图7两种步距布料产量比较图 加热炉步距的最终确定需要根据轧机能力及轧制表，以及原料规格所占比例情况，综合比较，选择合适的步距。 2.4特定步距情况下的垫块形式 圆坯的特殊形状对加热和输送都有特殊要求，尤其是钢坯的输送过程，输送过程的稳定是保证圆坯能够满足加热需求的前提。需加热的圆坯规格较多时，炉内布料很难像方坯那样能满足各种规格最理想的间距要求。 由于本步进梁式加热炉所加热的坯料为大圆坯，且有三种直径的坯料，因此采用双斜面槽形垫块，将耐热滑块制成“V”槽形状，横截面接触为双根线接触（实际为双条面接触），与弧形槽垫块的单根线（单条面接触）相比，由于接触面积大，钢坯输送的稳定性和钢坯接触面受压变形都会好很多。弧形槽垫块与“V”槽垫块布置见图8 。 图8弧形槽与“V”槽垫块布置图 由于钢坯与滑块之间的接触为线接触，加大了耐热垫块单位面积上所承受的压力。因此在选择耐热垫块时一定要高强度，一是考虑垫块材质，二是考虑垫块高度及单位面积。 2.5系统供热方案及炉型选择的确定 对于步进梁式加热炉，其炉型选择及供热方案的选 （下转第23页）

仿人与专家智能控制 (1)

第二章 仿人与专家智能控制 2.1 仿人智能控制的基本思想和概念 1.仿人智能控制（Simulating Human Intelligent Control，SHIC）的基本思想 “仿人, 仿智”, 强调对人脑的宏观结构模拟与对人控制器模拟的结合。 仿人智能控制器应具有的基本结构和功能: (1)分层的信息处理和决策的高阶产生式系统结构; (2)在线的特征辨识与特征记忆; (3)开、闭环控制，正、负反馈，定性决策与定量控制相结合的 多模态控制； (4)启发式和直觉推理逻辑的应用。 2.仿人智能控制基本特点： （1） 研究的主要目标不是控制对象，而是控制器自身如何对控制专家结构和行为的模仿； （2） 辨识和建模的目标不是对象的定量数学模型，而是系统的动态特征模型和控制器定性与定量描述相结合的知识模型； （3）基于特征辨识与特征记忆的多模态控制可实现系统动态特性变化与控制器输出的多值影射关系，因而能使系统实现多种性能指标的优化。 （4）启发式与直觉推理，分层递阶的信息处理和多CPU并行的计算机硬、软件系统为仿人智能控制提供了具有在线自整定、自学

习和自适应能力的快速实时运行条件。 2．2 仿人智能控制的基本概念 1. 特征变量（Characteristic Variable ） 用来描述控制系统的动态特征和行为的变量称为特征变量。 （1）e e Δ? 0<Δ?e e ,表明系统动态过程正向误差减小的方向变化， 0>Δ?e e ，表明系统动态过程正向误差增大的方向变化。 （2）1?Δ?Δn n e e 相邻两次误差变化之积： 01<Δ?Δ?n n e e 表示出现极值（误差反方向） ； 01>Δ?Δ?n n e e 表示无极值。 2．特征模型 （Characteristic Model ） 仿人智能控制的特征模型定义为系统动态特性的一种定性和定量相结合的描述，它是根据控制问题求解和控制指标的不同要求，对系统动态信息空间∑的一种划分。 Σ∈=i n φφφφφ}, ,...,,{21 例如： ]/0[211δδαφ>>>≥Δ?=e e e e e e ∩∩ ∩ 特征状态由一些特征基元组合而成： },......,,{21m q q q =φ q 1: 0≥?e e 或 0≤ 或 ； q 3: 1δ

钢坯加热工艺

钢坯加热工艺 加热工艺制度包括加热温度、加热速度、加热时间、加热制度等。 一、 加热温度 钢的加热温度是指钢料在炉内加热完毕出炉时的表面温度。确定钢的加热温度不仅要根据钢种的性质，而且还要考虑到加工的要求，以获得最佳的塑性，最小的变形抗力，从而有利于提高轧制的产量、质量，降低能耗和设备磨损。实际生产中加热温度主要由以下几方面来确定。 A 加热温度的上限和下限 碳钢和低合金钢加热温度的选择主要是借助于铁碳平衡相图（图1-1）。当钢处于奥氏 图1-1 Fe-C 合金状态图（其中指出了加热温度界限） 1—锻造的加热温度极限；2—常化的加热温度极限； 3—淬火时的温度极限； 4—退火的温度极限 表1-1 碳钢的最高加热温度和理论过烧温度 含碳量（%） 最高加热温度（℃） 理论过烧温度（℃） 0.1 0.2 0.5 0.7 0.9 1.1 1.5 1350 1320 1250 1180 1120 1080 1050 1490 1470 1350 1280 1220 1180 1140

体区其塑性最好，加热温度的理论上限应当是固相线AE（1400~1530℃），实际上由于钢中偏析及非金属夹杂物的存在，加热还不到固相线温度就可能在晶界出现熔化而后氧化，晶粒间失去塑性，形成过烧。所以钢的加热温度上限一般低于固相线温度100~150℃。碳钢的最高加热温度和理论过烧温度见表3-1。加热温度的下限应高于A c3线30~50℃。根据终轧温度再考虑到钢在出炉和加工过程中的热损失，便可确定钢的最低加热温度。终轧温度对钢的组织和性能影响很大，终轧温度越高，晶粒集聚长大的倾向越大，奥氏体的晶粒越粗大，钢的机械性能越低。所以终轧温度也不能太高，最好在850℃左右，不要超过900℃，也不要低于700℃。 B 加热温度与轧制工艺的关系 上面讨论的仅是确定加热温度的一般原则。实际生产中，钢的加热温度还需结合压力加工工艺的要求。如轧制薄钢带时为满足产品厚度均匀的要求，比轧制厚钢带时的加热温度要高一些；坯料大加工道次多要求加热温度高些，反之小坯料加工道次少则要求加热温度低些等。这些都是压力加工工艺特点决定的。 高合金钢的加热温度则必须考虑合金元素及生成碳化物的影响，要参考相图，根据塑性图、变形抗力曲线和金相组织来确定。 目前国内外有一种意见，认为应该在低温下轧制，因为低温轧制所消耗的电能，比提高加热温度所消耗的热能要少，在经济上更合理。 二、加热速度 钢的加热速度通常是指钢在加热时，单位时间内其表面温度升高的度数，单位为℃/h。有时也用加热单位厚度钢坯所需的时间（min/cm）；或单位时间内加热钢坯的厚度（cm/min）来表示。钢的加热速度和加热温度同样重要。在操作中常常由于加热速度控制不当，造成钢的内外温差过大，钢的内部产生较大的热应力，从而使钢出现裂纹或断裂。加热速度愈大，炉子的单位生产率愈高，钢坯的氧化、脱碳愈少，单位燃料消耗量也愈低。所以快速加热是提高炉子各项指标的重要措施。但是，提高加热速度受到一些因素的限制，对厚料来说，不仅受炉子给热能力的限制，而且还受到工艺上钢坯本身所允许的加热速度的限制，这种限制可归纳为在加热初期断面上温差的限制，在加热末期断面上烧透程度的限制和因炉温过高造成加热缺陷的限制。下面分述它们对加热速度的影响： A 在加热初期，钢坯表面与中心产生温度差。表面的温度高，热膨胀较大，中心的温度低，热膨胀较小。而表面与中心是一块不可分割的金属整体，所以膨胀较小的中心部分将限制表面的膨胀，使钢坯表面部分受到压应力；同时，膨胀较大的表面部分将强迫中心部分和它一起膨胀，使中心受到拉应力。这种应力叫做“温度应力”或“热应力”。显然，从断面上的应力分布来看，表面与中心处的温度应力都是最大的，而在表面与中心之间的某层金属则既不受到压应力也不受到拉应力。可以证明，钢坯加热时的温度应力曲线与温度曲线一样，也是呈抛物线分布。 加热速度愈大，内外温差愈大，产生的温度应力也愈大。当温度应力在钢的弹性极限以内时，对钢的质量没有影响，因为随着温度差的减小和消除，应力会自然消失。当温度应力超过钢的弹性极限时，则钢坯将发生塑性变形，在温度差消除后所产生的应力将不能完全消失，即生成所谓残存应力。如果温度应力再大，超过了钢的强度极限时，则在加热过程中就会破裂。这时温度应力对于钢坯中心的危害性更大，因为中心受的是拉应力，一般钢的抗拉强度远低于其抗压强度，所以中心的温度应力易造成内裂。 如果钢的塑性很好，即使在加热过程中形成很大的内外温差，也只能引起塑性变形，以任意速度加热，都不会因温度应力而引起钢坯断裂。如果钢的导热性好（或导热系数高），则在加热过程中形成的内外温差就小（因Δt=qS/2λ），因而加热时温度应力所引起的塑性变形或断裂的可能性较小。低碳钢的导热系数大，高碳钢和合金钢的导热系数小，因而高碳钢

加热炉的分类.doc

2．1加热炉原理 2．1．1加热炉功能结构及工艺描述 在轧钢生产中，必须将金属坯料加热到一定温度，使它具有一业企业使用的加热炉按不同的分类方法可分为多种型式：从加热制度角度可分为定的可塑性，才能进行轧制。对金属坯料的加热主要靠“加热炉’。 当前冶金工业企业使用的加热炉按不同的分类方法可分为多种型式：从加热制度角度可分为两段式加热炉、三段式加热炉、五段式加热炉；从钢坯料在炉内的移动方式分有步进式加热炉、退钢式加热炉和环形加热炉；从燃烧介质中类分有煤气——空气加热炉、重油加热炉和电加热炉等。 目前，钢铁企业轧钢系统采用的加热炉一般为两段或三段式加热炉，钢坯在炉内的运动形式一般为步进式或推钢式，下面就将这几种形式简要介绍一下：?“两段式加热炉”沿路长分为加热段和预热段两部分，按加热方式又可分为“单面加热”和“双面加热”两种炉型。一般当坯料厚度大于100mm 是采用双面加热。在两段式加热炉的加热过程中，为保证产量通常加大 加热段炉温设定点，这就使出炉钢坯表面和中心存在较大的温差，严重 时影响正常轧制。所以，两段式加热炉在实际使用中产量受到一定限制。 ?“三段式加热炉”是目前钢铁企业各轧钢厂加热炉普遍使用的一种炉型。 它分为预热段、加热段和均热段，相对于两段式加热炉它增加了均热段。 该类型加热炉加热段炉温一般比两段式高出50——100℃，在进入均热 段式钢坯表面温度已达到或高出出钢温度，在均热段钢坯断面温度逐步 均匀，并在一定程度上消除“黑印”。三段式加热炉非常有利于轧机产 量的提高。 ?“步进式加热炉”是依靠步进梁的顺序、往复运动使被加热钢坯从炉尾移动到出料端，中间经过各加热段，最终是钢坯达到规定的温度后出炉。 由于钢坯在加热炉内前、后、上、下均匀受热，所以加热效果良好。加 热后，钢坯断面受热均匀，钢坯表面不产生“黑印”、不“粘钢”，工人 操作方便，所以目前加热炉内钢坯的运动形式大部分采用“步进式”。 ?⑴步进式加热炉步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。

步进式加热炉分析报告

论文（设计） 题目：热轧带钢步进式加热炉特点及分析 系别：建筑工程与环保系 班级：材料071 姓名： 指导教师：

2012年6 月2日 热轧带钢步进式加热炉特点及分析 (建筑工程与环保系材料071) 摘要 本论文一迁钢2160加热炉为例介绍了步进式加热炉的特点及分析。加热炉是轧钢生产线上的重要设备之一,也是钢铁工业中的耗能大户,因此提高加热炉的加热效率,降低能耗,对整个钢铁工业的节能具有重要的意义。加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。 关键词：步进梁式加热炉特点工艺流程发展 绪论 我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大，操作不当时会粘钢造成生产上的问题，难以实

现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点，而步进梁式炉是靠专用的步进机构，在炉做矩形运动来移送钢管，钢管之间可以留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦，出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活等特点，其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。 2010-6-2 目录 摘要---------------------------------------------------------------------------2 绪论---------------------------------------------------------------------------2 1.加热炉概述----------------------------------------------------------------5 2.炉区设备-------------------------------------------------------------------7 2.1装料辊道-------------------------------------------------------------7 2.2加热炉的炉底步进机构

过程控制中的仿人智能控制

过程控制中的仿人智能控制 引言 过程控制是工业自动化中一个最重要的分支，它主要针对所谓六大参数，即温度、压力、流量、液位、成分和物性等参数的控制问题。在过程控制中，了解被控对象的动态特性十分重要，控制系统的设计是依据被控对象的控制要求和动态特性进行的。过程控制涉及的被控对象大多具有以下特点:①被控对象的动态特性通常是单调曲线，被控量的变化一般比较缓;②被控对象在动态特性通常存在迟延或纯滞后;③被控对象的动态特性存在稳定的自衡过程，中性稳定的非自衡过程;④被控对象往往具有诸如饱和、死区、滞环和倒S形等非线形特性;⑤被控对象往往存在时变性和不确定性;⑥复杂的过程对象还可能是多变量和具有分布参数的性质。仿人智能控制的本质就是在宏观结构上及行为功能上对人控制器进行模拟。它以人的思维方式、控制经验、行为和直觉推理为基础，避开了求解繁琐的对象模型或建立脑模型时遇到的种种难题，所以更易于工程实践和应用。对于那些模型复杂或模型不存在的系统，仿人智能控制就成为最佳选择。而过程控制对象难以建立精确的数学模型，但一般说来可得到拟合简化后的模型结构，并且也很容易近似获取其中主要的特征参数;在获得一些基本的先验知识的前提下，仿人智能控制将会显示出其独特的优势。 1. 仿人智能控制的基本思想 仿人智能控制器(HSIC)在结构上是一个分层递阶的信息处理系统。直接控制层直接面对实时控制问题。自校正层解决直接控制层中控制模态的参数自校正问题。任务自适应层解决直接控制层或参数校正层中特征模型，推理规则和控制与决策模态或参数值的选择、修改、以至生成的问题。它与直接控制层和参数校正层一起构成一个典型的具有高阶产生式系统结构的单元智能控制器。智能控制器算法的设计过程就是建立特征模型及多模态控模型的过程。可用产生式规则IF<条件>THEN<结果>形式描述，条件是特征，结果是决策。这种形式描述了根据征辨识结果进行决策的过程，是对人(专家)决策过程的拟。 2. 仿人智能控制的基本理论 智能控制的基本思想是仿人、仿智，无数事实表明，迄今为止世界上最有效最高级的控制系统是人类自身，研究自身表现出来的控制机制，并用机器加以模仿是智能控制研究的重要捷径。 生物机体是一个庞大的复杂系统，人脑是我们至今知道的复杂系统之一，人的精神世界素有“第二宇宙”之称。要从结构功能上完全模仿人脑，以目前的科学技术水平而言，还只是幻想。在宏观结构模拟的基础上研究人的控制行为功能并加以模拟实现应该是必由之路。 在人参与的控制过程中，经验丰富的操作者并不是依据数学模型进行控制的，而是按过去积累的经验，如系统动态信息特征的定性认识进行直觉推理，在线确定