《冶金自动化》 ２０Ｃ ｒ７ 年增刊（ ｓ１）步进式加热炉建模谢铮（ 宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司热轧厂， 上海２０ ０ ４ ４ ２）［ 摘要】 研究步进梁式加热炉钢坯温度预报模型， 各段炉温优化设定策略和动态补偿方法。 模型基于不稳定导热的二维偏微分方程和相应的边界条件。【关键词】 建模； 优化设定； 加热炉Ｏ 前言加热炉是轧钢生产线关键设备之一， 也是主要耗能设备， 具有非线性、 时变、 分布参数特性。钢坯加热的质量直接影响钢材成品的质量江南体育、 产量、能源消耗和轧机寿命。 开发加热炉的优化控制技术就是要在保证工艺指标的前提下实现最优的经济指标， 因此加热炉的优化控制研究受到人们...

　　《冶金自动化》 ２０Ｃ ｒ７ 年增刊（ ｓ１）步进式加热炉建模谢铮（ 宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司热轧厂， 上海２０ ０ ４ ４ ２）［ 摘要】 研究步进梁式加热炉钢坯温度预报模型， 各段炉温优化设定策略和动态补偿方法。 模型基于不稳定导热的二维偏微分方程和相应的边界条件。【关键词】 建模； 优化设定； 加热炉Ｏ 前言加热炉是轧钢生产线关键设备之一， 也是主要耗能设备， 具有非线性、 时变、 分布参数特性。钢坯加热的质量直接影响钢材成品的质量、 产量、能源消耗和轧机寿命。 开发加热炉的优化控制技术就是要在保证工艺指标的前提下实现最优的经济指标， 因此加热炉的优化控制研究受到人们的重视。 应用分布参数理论建立数学模型， 并通过近似集中参数模型研究加热炉静态、 动态优化。Ｉ钢坯温度预报模型钢坯人炉后， 以一定的速度移动， 由炉气、 炉壁内表面对钢坯表面的辐射传热和炉气对钢坯表面的对流传热。 钢坯表面得到的热量则通过传导传热方式进人钢坯内部， 从而达到工作要求的加热温度和段面温度均匀程度， 见图１。 因此， 加热炉钢坯温度预报模型也由两个部分组成： 不稳定导热方程及其边界条件。图１步进式加热炉结构示意图１． １不稳定导热方程钢坯温度预报模型是跟踪某一钢坯的加热过程， 描述其整个加热过程温度变化规律的模型。某一特定钢坯在炉内的位置是随时问而变化的，通常采用移动坐标系， 即坐标系与钢坯同步移动。这样钢坯所处的边界条件就转化为一个时变温度场问题， 见图２。圈２炉内二维建模考虑炉内任意一块钢坯ｊ， 由于其沿炉长方向的温度变化较小， 因此， 对于同一块钢坯其不稳定导热方程为曼互鱼！！一上． 鱼ｒｒ． 曼互！！！岛３ｔｃ ・Ｐ３ｘ 、 “ａ ＊７Ｏ ｔ ｆ ｆ ， ０ ｘ ｄ式中， 乃（ ＊ ， ｔ）为第Ｊ块钢坯温度分布： ｘ 为沿钢坯厚度方向的坐标； ｃ为钢坯的比热容； Ｐ 为钢坯的密度； Ｋ 为钢坯的传热系数； ｔｆ 为钢坯在炉内加热时间； ｄ 为钢坯厚度。１． ２不稳定导热边界条件由于炉内钢坯加热过程机理相当复杂， 为通。钢坯在炉内的位置” 由钢坯的移动速度决过机理分析建立数学模型， 并要求该模型简单且～＋．能满足精度要求， 故对加热炉生产过程作如下假Ｙ Ｊ（ ｆ ）＝ Ｉ∥ （ ｔ）ｄ ｔ０ ｔ ｆ设： ①炉温只是时间和炉长坐标的一维线性函数；Ｉ．②忽略钢坯与固定梁、 活动梁之间的传热； ③在同“ 。 Ｔ Ｔ （ ￡ ）一炉段内的总括热率系数为常数； ④钢坯上、 下表， 一ｆｆ。 ｒ。 、 ｄ￡”面在炉内受热均匀， 即钢坯上下表面温度相同。［ 收稿日期］２００６０７ １０； ［ 修改稿收到日期］２００６０８０６［ 作者简介］谢铮（ １９８１． ）， 女， 广东潮州人， 助理工程师， 主要从事电气控制设计维护工作。・３ １３ ・