加热模型控制技术：节能、减排、提高轧材质量

加热炉是热轧过程中的主要耗能设备，也是主要排放污染气体粉尘设备，钢坯加热能

耗占轧钢工序总能耗的

60～70%，加热每吨钢坯的二氧化碳排放量在 12～24 公斤。改革开

放以来，我国轧钢加热炉在炉型结构（硬件）节能方面，做了大量的工作，但在动态加热
操作软件节能工作方面欠缺，平均吨钢能源消耗仍比国外先进水平高出

10～15%。

由此看来，研究在多变的生产条件下，运用模型控制技术，对其炉内钢坯温度实行精

准控制，提高热工操作水平，对于热轧厂节能减排以及稳定提高产品质量具有重要意义。

在论述这个问题之前，有必要搞清楚影响热轧钢材加热炉节能减排、炉内钢温精确、均

匀控制的主要因素有哪些。

一是被加热钢坯品种、产品多样化，特殊钢、高强度钢增多，要求炉子温度制度大幅度

频繁迅速而严格的变化，以往那种稳定的温度制度无法适应产品质量的提高。

二是轧制生产节奏波动，当炉温一定时，钢坯在炉时间长短决定钢坯温度高低。

三是冷热坯料混装，不能及时精确地跟踪入炉钢温变化、调节炉子各段供热负荷。

四是人工感知现场工况变化，手动经验操作（包括人工设定值，炉温的闭环控制）本

身粗糙，加之受着人为因素的影响，一人一个操作法，四班操作难以统一执行标准的热工
制度。

五是煤气的热值、压力两个参数难以稳定保证；因传统的煤气热值在线检测数据严重滞

后、空燃比例系数不能在线实时跟踪调节；加之，传统的炉温闭环调节滞后，造成炉温、钢
温波动。

六是热工工艺可追溯性差，不利于热工制度的改进和优化。

七是产品开发适应性低，使产品开发难度加大。

八是没有利用统计分析模型，不利于加热炉的管理

上述因素不仅影响炉内钢温精准、均匀的控制，而且浪费大量的能源，增加碳排放量。

加热模型控制技术是集生产工艺、自动控制、工程数学、技术装备及计算机软件等专业为

一体的综合性技术，国外工业先进国家已经广泛应用于钢铁企业加热基础自动化、过程控制，
生产管理系统。