生產(chǎn)工況切換下的步進梁加熱爐爐溫優(yōu)化方法研究.pdf

1、加熱爐生產(chǎn)過程是熱軋生產(chǎn)流程中的核心工序。在加熱爐生產(chǎn)過程中，其主要目標(biāo)是在保證加熱爐內(nèi)鋼坯滿足軋制工藝的前提下，合理設(shè)定加熱爐各段爐溫和步進梁的步進速率，以充分發(fā)揮加熱爐的生產(chǎn)能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量，使加熱爐生產(chǎn)過程處于最優(yōu)運行狀態(tài)?，F(xiàn)有的加熱爐運行方式以操作工的經(jīng)驗人為設(shè)置加熱爐各段爐膛溫度，難以使加熱爐處于最優(yōu)運行狀態(tài)。加熱爐爐溫優(yōu)化的提出就是要在滿足工藝和加熱爐生產(chǎn)過程約束的條件下，從生產(chǎn)全局優(yōu)化的角度，給定加熱爐各段爐溫和步進速度

2、，以配合加熱爐生產(chǎn)過程，實現(xiàn)加熱爐的最優(yōu)運行。
　　加熱爐生產(chǎn)過程是鋼坯受熱升溫的過程，其機理可以由非線性熱傳導(dǎo)偏微分方程描述。由于生產(chǎn)實際過程受到鋼坯入爐溫度、鋼坯規(guī)格、鋼坯的種類等多種因素的影響，使實際生產(chǎn)過程表現(xiàn)出強烈的不確定性和動態(tài)特性。因此本文針對不同工況切換條件下的加熱爐爐溫優(yōu)化問題進行了研究。
　　本文對加熱爐的生產(chǎn)過程進行了分析和描述，提出了加熱爐爐溫優(yōu)化問題描述;從加熱爐和鋼坯之間的熱交換機理入手建立鋼坯溫

3、度模型。針對加熱爐穩(wěn)定工況下的加熱爐爐溫優(yōu)化問題，確定了加熱爐爐溫優(yōu)化的決策變量，建立了基于穩(wěn)態(tài)工況下的指標(biāo)模型、加熱爐運行約束模型;在對運行指標(biāo)進行歸一化加權(quán)、基于傳熱方程離散化方法等基礎(chǔ)上，建立了基于內(nèi)點法的加熱爐爐溫優(yōu)化模型的求解算法，得到鋼坯在加熱爐內(nèi)的最佳溫升曲線以及與此相對應(yīng)的最佳爐溫分布曲線，從而得到了最優(yōu)的穩(wěn)態(tài)爐溫預(yù)設(shè)定曲線，實現(xiàn)了穩(wěn)定工況爐溫的優(yōu)化設(shè)定，減少了加熱能耗的浪費。
　　在穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，對加熱爐