1。2 轧钢加热炉的发展现状

1。3 本文主要任务

本文主要研究轧钢加热炉的控制系统设计。通过了解钢坯加工程序及其存在的相关问题，着重介绍步进式连续加热炉的炉型结构，并对加热炉炉温控制系统进行了研究。为了使其能够快速有效的进行符合工艺要求的温度控制，设计了基于模糊逻辑参数整定的仿人智能控制的加热炉炉温控制方案，并利用MATLAB仿真软件进行仿真实验来证明其有效性。

第一章主要明确研究轧钢加热炉的现实与理论意义，并且查阅相关资料总结现行加热炉的发展现状和不足之处。

第二章主要介绍步进式连续加热炉的炉型结构和工作过程，将其与推送式加热炉进行比较得出其相对优势，并提出加热炉控制系统的控制方式与控制过程。

第三章主要在第二章的基础上提出控制流程图和与炉温控制系统的相关硬件。 

第四章主要阐述仿人智能控制理论的基本思想和相关概念，提出有关加热炉炉温控制系统的仿人智能控制理论算法。

第五章主要利用模糊控制整定第四章算法中的参数，介绍模糊控制的基本思想和相关构成，并提出该模糊控制器的设计方案。

第六章主要大致规定加热炉的模型，计算相关的比例参数，最后使用MATLAB软件进行仿真实验，得出控制曲线，证明系统的可行性。

第二章 步进式连续加热炉

轧钢加热炉一般来说都由炉膛系统、燃料系统、供风系统、排烟系统、冷却系统和余热利用装置等部分组成。根据加热方式不同可分为周期式加热炉和连续式加热炉两种。而连续加热炉可分为:推送式连续加热炉、步进式连续加热炉、辊底式连续加热炉、转底式连续加热炉和感应式连续加热炉等[13]。本文确定控制方案是基于应用范围较广的步进式连续加热炉而设计的。

2。1 步进式连续加热炉的炉型结构

图2-1 加热炉结构

当钢坯被推入加热炉时，首先进入预热段，该段较长，主要是利用加热炉的烟气余热进行加热，大致可以将钢坯加热至800～900℃，从而实现能源的二次利用，提高了燃料的利用率。但是这一段并不能使得钢坯的温度达到预期目标，想要使得钢坯的温度进一步升高，要经过加热段的高温加热。加热段有两段，采用逐段升温的方式加热，在这两段可以将钢坯大致加热到1100～1400℃。当钢坯表面的温度达到目标后就会将钢坯送入均热段，在均热段中不会使钢坯的表面温度再升高，它主要是使得钢坯的内部温度逐渐也达到预期目标，最后待内外温度一致后送出加热炉，该段温度一般稳定在预计值上。一般来说除了预热段，其他每段都有上下两个加热区，并且烧嘴的分布一般在炉墙的侧面上下两部，这样能够使得每个烧嘴都能平均分配到一定的加热空间，使得加热均匀，过程更加平稳。文献综述

2。2 步进式连续加热炉的工作过程

步进式连续加热炉的工作是由安装在加热炉内的固定梁和可以活动的步进梁合作完成的。在工作时，固定梁承担支架与托盘的作用，步进梁可以上下前后移动，即水平和垂直运动。一般情况下的运动轨迹是这样的：步进梁先垂直上升一段距离，在达到固定梁的高度后步进梁就会把钢坯从梁上托起来，继续上升一段距离后，步进梁托着钢坯水平移动一定距离，接着步进梁垂直下降将钢坯放在固定梁上，最后步进梁回到初始的位置，这样进过上升前进下降后退的一个周期后，就使得钢坯在固定梁上向前前进了一步，经过数个步进梁得到反复操作，钢坯就完成了从预热段到均热段的前进。当然，控制步进梁的液压缸是单独控制的，它在必要时可以只做垂直运动，以此来延长钢坯在加热炉中的加热时间，之所以不将钢坯停放在固定梁上保持加热，就是避免钢坯下方的黑印变重。步进梁也可以反向运动，以便加热炉故障时退料检查；并且这些液压缸控制的步进梁的速度不是固定的，在托起放下以及水平运动的瞬间，其速度是缓慢的，目的就是防止过大的速度差使得钢坯表面留下摩擦痕迹。