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1、内蒙古科技大学课程设计论文内蒙古科技大学过程控制课程设计说明书题目：推钢式加热炉炉温自动控制系统姓名：何成班级：测控10-2班学号：1067112210指导老师：闫俊红13内蒙古科技大学课程设计论文前言随着现代化生产过程越来越复杂,规模越来越庞大,以及原材料的短缺和能源危机的加剧,企业间的竞争日趋激烈，人们对提高生产效率,提高产品质量,降低生产成本,减少能源消耗,强化环境保护的要求也日益提高,因此对工业过程控制提出了更高的目标。钢铁工业是能源消耗的大户,其中仅冶金加热炉的能耗就占钢铁工业总能耗的25%,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
2、重要的意义"特别是随着现代化轧机向连续、大型、高速、高精度和多品种方向发展,对钢坯的加热质量也提出了越来越高的要求。然而加热炉生产过程是及其复杂的,其间包括热力学、化学的和物理的各种过程,其本质上是一个具有典型的多变量、时变、非线性、大惯性和纯滞后等特点的复杂工业生产对象。传统的燃烧控制己不能满足现代化轧制的发展要求,必须从整体上分析和控制加热过程,进而实现炉温的优化设定,从真正意义上地降低能源消耗,实现产品绿色生产"而加热炉炉温自动控制系统技术在实际生产、生活中更是发挥了极其重要的作用，因为它直接影响到了工业生产以及我们的生活。高产、优质、低耗、低成本、低
3、污染反映了轧钢加热炉的综合技术经济指标，用少投入实现产能的最大化，是企业和热工工作者的追求目标，亦是轧钢加热炉的发展趋向。目前，国内的连续式加热炉正在经历从推钢式到步进式的转变过程，虽然步进式加热炉有其优点，但是推钢式加热炉也有很多可取之处，推钢式炉和步进式炉有同等的效果，并且推钢式加热炉一次性投资少，维护运行费用低。在本设计中将用到过控中所学的串级控制系统，前馈-反馈控制系统等多种自动控制系统，并且根据控制系统和工艺需求，本着安全可靠，节能经济的原则对传感器、变送器、执行器等工艺元件进行选型13内蒙古科技大学课程设计论文1.1加热炉概述在冶金工业中，加热炉
4、习惯上是指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉，包括有连续加热炉和室式加热炉等。金属热处理用的加热炉另称为热处理炉。初轧前加热钢锭或使钢锭内部温度均匀的炉子称为均热炉。广义而言，加热炉也包括均热炉和热处理炉。连续加热炉包括推钢式炉、步进式炉、转底式炉、分室式炉等连续加热炉,但习惯上常指推钢式炉。连续加热炉多数用于轧制前加热金属料坯，少数用于锻造和热处理。主要特点是：料坯在炉内依轧制的节奏连续运动，炉气在炉内也连续流动；一般情况，在炉料的断面尺寸、品种和产量不变的情况下，炉子各部分的温度和炉中金属料的温度基本上不随时间变化而仅沿炉子长度变化。2.1现代推钢式加热
5、炉2.11概述现代连续加热炉型可以归为两大类：推钢式炉和步进式炉。两类炉型的根本区别，仅在于炉内的输料方式。推钢式炉是连续加热炉中历史最长的一种炉型，自上世纪初沿用至今。在1967年以前，所有的现代轧机都是采用推钢式炉。步进式炉是在上世纪三十年代才出现的炉型，有一些优点超过了推钢式炉。这两类炉型经过七十年以上的时间的发展，其性能指标的相互比较也发生了很大的饿变化。推钢式选用合理的温度制度和供热制度，降低炉内的最高温度和废气排放温度，提高炉内燃烧产物的热量利用率，提高废热回收率，减少其他热损失，进行现代化管理，采用计算机控制，推钢式炉和步进式炉有同等的效果，并
6、且推钢式加热炉一次性投资少，维护运行费用低。2．12炉子的热工制度和炉型推钢式连续加热炉的炉问制度分为两段式三段式及强化加热三种。13内蒙古科技大学课程设计论文我们选择的是三段式推钢式连续加热炉。两段式连续加热炉按炉温制度分为加热期和预热期，炉膛也相应的分为加热段和预热段。加热薄料坯的小炉子也有单面加热的，一般多为两面加热。烧煤时设有端部的燃烧室，。称为炉头，下加热的燃烧室设在两侧，成为腰炉。具有两面加热的两段式连续加热炉，其燃料的分配比例上加热大约是30%到40%，下加热大约是60%到70%。以为下面的炉气要上浮，部分气体有两侧的空隙上来，使下部的热量供应
7、不足；其次钢坯下面的冷却水要带走大量的热量，这部分热几乎都要有下面加热来供给；此外，钢坯与水管接触的地方要产生黑印，若下加热能力不足，则黑印回更加严重，而到了实体段时，只有上表面能够加热。因而需要给下加热燃料多供给些。三段式连续加热炉三段式连续加热炉在加热制度上采用预热期.加热期.和均热期的三段温度制度。在炉子的结构上也相应的分为预热段.加热段和均热段。一般有三个供热点，及上加热.下加热和均热段供热。断面尺寸较大的钢料和合金钢料的加热，多采用三段式炉温制度的三段式连续加热炉。三段式加热炉炉型的变化很多，但在结构上仍有一些共同的基本点。炉顶轮廓曲线变化是很大的
8、，它大致与炉温曲线相一致，及炉温高的区域炉顶也高，炉
