轧钢系统

轧钢系统（精选12篇）

轧钢系统 篇1

该钢筋计数系统基于机器视觉和计算机技术研制, 利用机器视觉的非接触性和高精度, 以及计算机技术的高运算速度及高稳定性等特点解决钢筋计数问题。生产线上的钢筋端面通过光学系统处理后, 成像于CCD面阵的靶面上, 当钢筋随链子行走时, 以固定间隔拍摄下一组相互关联的图像传入计算机。工控计算机采集经过光学系统和CCD处理后的钢筋图像, 从亮度层次、尺寸大小、形状、位置和相互关系等方面进行区分计算, 识别出每根钢筋。钢筋计数系统硬件组成: (1) 主机柜, 包括显示屏、工控机、控制盒和UPS电源, 主要负责各项任务的分配控制和数据接收。 (2) 控制柜, 显示当前钢筋支数以及人工控制。 (3) 摄像柜, 采集钢筋端面实时图像, 送到主机柜进行处理。使用时长按开关打开UPS电源, 打开工控机和控制柜的照明开关和显示屏开关。工控机启动完成后, 自动运行计数器需等待相机连接时间 (一般约为1min) , 还要设置钢筋参数和采集参数。每3个月需维护射灯, 靠近光源的挡板需要定时用黑漆喷黑, 避免影响正常计数。

钢筋计数系统在河北钢铁集团承德公司棒材成品区应用后, 可代替人工计数, 减少了错支数, 提高了效率和效益。

轧钢系统 篇2

(1)PLC设备优化。在电气自动化控制系统中,设备的选取对轧钢厂的工作效率十分重要,因此作为设备的一部分,PLC设备必不可少。随着经济和技术的发展,PLC设备也随之不断发展,其功能和形式不断优化,所以有关企业必须擦亮眼睛、加大科研投入力度、提高科研人员总体素质,加强对所选PLC设备的优化,只有这样,才能满足不断发展的要求,推动企业的发展。(2)I/O设备优化。上文提到的那样,对I/O设备进行优化设计,是从长远进行考虑,他能够为轧钢厂的生产工作提供最为有效可靠的电气自动化控制系统方案,是推进技术革新,设备完善的最有效的方法。因此,为了企业的发展我们必须重视I/O点的合理分配。同时也要理论联系实际,根据轧钢厂的设备要求来合理划分电气自动化控制系统的节点,改进电器控制系统中的短板,提高电气自动化系统的总体运行效率,降低能耗,推动发展。I/O作为我们日常设备优化的重要参考,它的创新,带动电气自动化控制系统走上一条光明坦荡的大道。(3)编程工具优化。编程工具是针对电力自动化控制系统所研发的一款用来控制电力自动化的工具。有的编程工具效率低下,大幅降低了电气自动化控制系统的工作效率,不利于企业的发展进步。反之也一样,高效的编程工具有利于提高其工作效率,提高劳动生产率,增强企业竞争力。因此我们要加强计算机技术的学习,充分利用互联网技术,提高工作效率。结合轧制生产的.不同阶段的不同需求,及时调整相应战略。保证编程工具可以实现效益的最大化,满足各种市场需求,为产业提供高质量的贴心服务[2]。

3.2电路设计的优化

(1)输入电路设计。在自动控制系统的设计中,充分考虑到输入电路所发挥的不可替代的作用,因此把输入电路工程放在了所有工作的首位,并对其进行了优化。为了保证产品的供应质量,钢铁企业优化投入线,并在线路上安装净化元件。接地点的方式帮助减少了输入电路工作期间产生的脉冲干扰。一般来说,必须保证电源容量满足其标准值。同时,对电路进行了良好的检测,进行了短路工作,避免了输入电路的损坏。(2)输出电路设计。同样,输出电路所发挥的作用和输入电路同等重要,在钢铁生产过程中,根据电气自动化控制系统的应用要求和发展前景,我们设计了输出电路,为的就是大幅提高电流的输出效率。举个例子,如果在钢铁生产的过程中,电路输出出现了问题,电能的输出效率降低,输出速度减慢,不但不利于工作效率的提高,甚至并且还会引起电路的损坏甚至引发安全问题,到时候就是得不偿失了。因此,在电气系统的输出部分,二极管不但能够吸收来自电路中的强大电流,还可以发挥其抗干扰措施,保证工作效率的同时,也保证了电压的稳定。在轧钢厂电气自动化控制系统中,采用PLC对运行过程进行监控有利有弊。保证了运行效率的同时,也加强了电磁干扰和电池负荷。对PLC的频繁启动和停止过程中的电气输出线进行干扰,则有利于提高电气系统中输出电路的安全性。

4加强安全测试

4.1试验场地安全测试

场地的选择也应遵循一定的原则,即如果可靠性水平都达到客观的标准,则一定要择优选取,选择可靠性最强的场地。如果是要确定在正常条件下的可靠性水平,就需要提供可靠的可比性,通过严谨的思考和对比研究,选择工作环境中最典型的测试场所作为试验条件。

4.2试验产品安全测试

这方面的特点应该是典型的。有多种品种,造纸机电气控制设备,纺织机械电气控制设备,矿井提升机电控设备。按产品属性划分的话则包括大型设备和中小型设备。从运行效率来看,既有连续运行设备,又有间歇运行设备。

5结语

电气自动化控制系统是轧钢生产和运行的最重要的部分,对于钢铁工业的发展功不可没。近年来,不仅企业自身,政府领导班子也极其重视自动控制系统的优化改造,因为只有促进了电气自动控制系统的发展,才能提高工人的工作效率,才能在企业发展过程中发挥着不可比拟的作用,才能担当起是企业发展的中流砥柱,才能更好地推动国民经济的发展。

参考文献

[1]邓军,孙敏.冷轧热镀锌自动化控制系统设计[Z].第八届中国钢铁年会,2011.

浅议轧钢机和轧钢技术的发展 篇3

关键词轧钢机，轧钢技术，技术进步

在21世纪的前20年，我国经济建设已经制定了走新型工业化发展道路的战略，作为国民经济支柱之一的钢铁材料产业的发展，必须符合新型工业化的要求，即要符合可持续发展、环境友好、技术创新和信息化的要求，并针对我国人口众多，就业需求大的特点，适当发展劳动密集型产业，这是我国新型工业化发展道路和战略对钢铁材料产业的具体要求，现仅就钢铁工业中所占比重最大的轧钢工艺、技术创新方向予以展望。

一、轧钢工业和技术发展历史

改革开放以来，我国的轧钢工业和技术发展充满了活力，钢材产量从1985年的3692万t，发展到1998年的10518万t，居世界轧材产量第一位，已基本满足国内需求。装备水平不断提高，引进了一批热连轧机、冷连轧机、连轧管机、小型连轧机、高速线材轧机等，使我国钢材的连轧比大幅度提高，特别是新建的一批钢铁生产短流程小钢厂投产，薄板坯连铸连轧板带厂也即将投产，大型和中型H型钢厂已投入生产，这些都成为我国轧钢生产的主力和样板。取得一批科技成果。代表性的如武钢1700mm热连轧机自动化改造及其在太钢，梅山热轧机上的推广应用、宝钢生产系统优化技术、高效连铸技术、连续式小型轧机和高线轧机的国产化工程等。科技进步对轧钢经济增长的贡献率不断增大。百余年来冶金工业的发展中，高效的轧钢工业和技术使轧钢始终是钢铁工业中钢材成型的主要方式。轧制技术的进步，在钢铁工业中也始终是名列前茅，如计算机的应用、连续化生产的实现等，预计在高新技术改造钢铁传统产业中，信息化和智能化管理和控制的轧钢工厂将很快出现。

二、轧钢机的发展

1初轧机的发展

初轧机的发展经过了3个阶段，到20世纪70年代初，初轧机的轧辊直径已增大到了1500mm。我国从1959年开始自行设计制造开坯机，目前已制成700mm，750mm，850mm，1150mm初轧机。20世纪80年代以来，连铸技术得到较大的发展，连铸比达到80％甚至更高，连铸连轧工艺和设备也日趋完善，初轧机的职能将逐步转变为配合连铸，弥补连铸在钢种和规格方面的不足。

2带钢连轧机的发展

在所有市场需求的钢材中，板带材占有相当大的比重。我国于1981年从日本引进1700mm热连轧机的全套设备。随后，一大批具有先进生产工艺的热连轧和冷连轧板带厂迅速崛起，至2007年，我国的热轧宽板带材年生产能力将达到5500万吨，冷轧宽板带材年生产能力也将达到3000万吨。热连轧机发展的主要特点有：加大带卷和坯料重量，减少切头切尾的损耗，提高产品收得率；采用加速轧制，提高钢材产量，带钢热连轧机精轧机组的出口速度已从20世纪50年代的10m/s～12m/s提高到现在的35m/s；产品规格增加，精度提高；采用计算机控制，提高了自动化水平等。冷轧钢板的生产成本、投资费用虽然比热轧钢板高，但由于冷轧钢板的性能和质量比热轧好，在同样用途下，可以节约金属材料达30％，故冷轧板生产得到迅速发展。某些工业发达国家(如美国)使用的薄板，几乎100％是冷轧的。热轧板只作为冷轧板、焊管、冷弯型钢的坯料。我国于1965年末制成300 mm五机架试验性窄带钢冷连轧机，20世纪80年代又从原西德引进1700mm五机架带钢冷连轧机成套机组，90年代后又有六辊HC轧机、CVc轧机也先后投入生产。带钢冷连轧机正在向大型化、高速化、高精度和自动化方向发展。

3钢管轧机的发展

钢管有焊接和轧制两种生产方式。建国前，我国不能生产热轧钢管。建国后，我国不仅能生产大直径的螺旋焊管，以满足石油、煤气等长距离输送的需要，而且广泛采用周期式冷轧管机生产冷轧钢管，20世纪90年代还建成了大直径热轧无缝钢管厂。现拥有各种热轧钢管设备50余套，产品品种达1000多种。

4型钢轧机的发展

型钢主要是靠热轧方式生产，用于热轧型钢的轧机按轧辊直径和产品规格分为轨梁、大型、中型、小型和线材轧机。型钢轧机近年来得到较大的发展，初、中轧采用万能轧机，减少翻钢次数，缩短间隔时间，精轧采用短应力线轧机和预应力轧机，以增加轧机刚性，保证产品有较小的公差范围；改进导卫装置及其装拆方法，以延长导卫装置的使用寿命及减少更换时的停车时间；采用自动压下设定机构，以保证轧件的精确尺寸，缩短调整及试轧时间；采用辊系的组合换辊以缩短换辊的时间等。线材轧机用来生产5mm～12.7mm的圆形断面轧材。20世纪40年代的线材轧机需要人工喂钢，最高轧制速度限制在10m/s以下，盘重在800kN-900kN左右；60年代中期，出现了Y型高速无扭转轧机，最高轧制速度达50m/s～70m/s，线材盘重达25000RN；70年代发展起来的悬臂式45。无扭精轧机组出口速度达到65m/s～80m/s，有的达120m/s。近30年来，线材轧机在高速、大盘重、高产量、高精度方面有了较大的发展。

三、轧钢技术发展应用

世界轧钢工业的技术进步主要集中在生产工艺流程的缩

短和简化上，最终形成轧材性能高品质化、品种规格多样化、

控制管理计算机化等。展望未来，轧钢工艺和技术的发展主要

体现在以下几方面：

1铸轧一体化

利用轧辊进行钢材生产，因其过程连续、高效、可控且便于计算机等高新技术的应用，在今后相当一段时间内，以辊轧为特征的连续轧钢技术仍将是钢铁工业钢材成型的主流技术，但轧钢前后工序的衔接技术必将有长足的进步。在20世纪，由于连铸的发展，已经逐步淘汰初轧工序。而连铸技术生产的薄带钢直接进行冷轧，又使连铸与热轧工序合二为一。铸轧的一体化，将使轧制工艺流程更加紧凑。同时，低能耗、低成本的铸轧一体化，也是棒、线、型材生产发展的方向。

2轧制过程清洁化

在热轧过程中，钢的氧化不仅消耗钢材与能源，同时也带来环境的污染，并给深加工带来困难。因此，低氧化燃烧技术和低成本氢的应用都成为无氧化加热钢坯的基本技术。酸洗除鳞是冷轧生产中最大的污染源，新开发的无酸清洁型(AFC)除鳞技术，可使带钢表面全无氧化物、光滑，并具有金属光泽。无氧化(或低氧化)和无酸除鳞(氧化铁皮)这两项被称为绿色工艺的新技术，将使轧钢过程清洁化。

3轧制过程柔性化

板带热连轧生产中压力调宽技术和板形控制技术的应用，实现了板宽的自由规程轧制。棒、线材生产的粗、中轧平辊轧辊技术的应用，实现了部分规格产品的自由轧制。冷弯和焊管机也可实现自由规格生产。这些新技术使轧制过程柔性化。

4高新技术的应用

20世纪轧钢技术取得重大进步的主要特征是信息技术的应用。板形自动控制，自由规程轧制，高精度、多参数在线综合测试等高新技术的应用使轧钢生产达到全新水平。轧机的控制已开始由计算机模型控制转向人工智能控制，并随着信息技术的发展，将实现生产过程的最优化，使库存率降低，资金周转加快，最终降低成本。

5钢材的延伸加工

在轧钢生产过程中，除应不断挖掘钢材的性能潜力外，还要不断扩大多种钢材的延伸加工产业，如开发自润滑钢板用于各种冲压件生产，减少冲压厂润滑油污染；开发建筑带肋钢筋焊网等，把钢材材料生产、服务延伸到各个钢材使用部门。随着工业的发展和轧钢技术的进步，轧钢工艺的装备水平和自动控制水平不断提高，老式轧机也不断被各种新型轧机所取代。按照我国走新型工业化道路的要求，轧钢技术发展的重点也转移到可持续发展上，在保证满足环保要求的条件下，达到钢材生产的高质量和低成本。

四、结语

轧钢冷床上卸钢系统改造 篇4

莱钢棒材厂小型轧钢车间主要生产小型棒材, 拥有加热炉、粗轧、中扎、精轧机组及冷床、剪切机等主要生产设备。自精轧机组生产提速后, 后部工序尤其冷床系统成为制约生产的“瓶颈”, 主要问题:轧件由上卸钢装置抛出后进入步进式冷床自然冷却, 原冷床为起跳板式高抛钢, 经常出现飞钢, 不仅造成成品轧废, 降低成材率, 同时也加重了工人的劳动强度, 又不安全;起跳板卸钢与轧件线接触, 滑伤严重, 二次卸钢和率直精度低, 易摔弯, 致使钢材出现通条弯曲, 超出标准要求, 尤其生产圆钢时, 通条弯曲, 表面滑伤, 冷热顶锻不和, 多次出现质量索赔、退货等异议。造成以上问题的根本原因是冷床上卸钢系统已不适合现在生产的需要, 必须对冷床上卸钢系统进行改造。

1 冷床上卸钢系统改造工艺要求

1.1 冷床上卸钢系统作用及组成

冷床上卸钢系统的主要作用是输送轧件, 并分离前后轧件的头尾, 然后将运动的轧件制动并卸到冷床上。系统主要由水平传动的输送辊道 (分两段:第一段为提速辊道, 第二段为裙板辊道) 和上下移动的制动板 (升降裙板) 两大部分组成。

1.2 改造前情况

原冷床上卸钢系统的输送辊道部分 (原系统只有提速辊道) 由电机通过减速机带动辊道转动, 每一段转速不可调;电机、减速器通过一偏心轮带动多组推杆, 使制动板上下移动;电气部分全部是继电接触器控制, 电源的波动, 电气部件动作灵敏度低、运行不可靠, 再加上各机械部件安装维修及传动的影响, 使得各部件动作不一致, 停位不准确, 既影响了生产的正常进行, 又严重影响了产品质量。

1.3 改造工艺要求

输送辊道分两段, 即提速辊道和裙板辊道, 每段由多组转速相同的辊道组成, 各段转速不同。辊道速度可调, 根据轧件的规格及长度的不同, 可在主控室里手动或自动设置辊道转速。提速辊道的转速比轧制速度高, 以使轧件的尾部和下一根棒材的头部保持一定的距离, 避免轧件头尾分不开。裙板辊道的转速要比提速辊道的速度慢, 以便使轧件减速后卸到制动裙板上。

对于制动板, 必须保证对运动的轧件充分制动, 然后准确地卸到冷床上。制动板在垂直方向有3个位置:下位时, 将轧件从裙板辊道卸到制动板上;中位时, 制动轧件的同时使下一根轧件滑入辊道下部;上位时, 将轧件卸到冷床的矫直板上。

2 冷床上卸钢系统改造方案

2.1 改造组成部分

机械部分:对冷床上卸钢系统进行彻底改造 (底座支架保留) , 卸钢方式由起跳板式改为上卸钢提升装置, 增设裙板辊道。

液压部分:制动板升降为液压控制 (原转轴、推杆保留) 。

电气部分:输送辊道电机转速由变频控制, 制动板升降由液压电磁阀通断控制液压缸伸缩实现, 变频器及电磁阀动作均由PLC控制。

2.2 改造方案

(1) 输送辊道电机及制动板升降的电气控制均采用PLC, 其特点:编程简单方便;插件结构, 易于维护;可靠性高;体积小;可直接与计算机进行数据交换;输入115VAC;输出115VAC, 2A以上, 能直接驱动电磁阀;用户程序存储器容量至少可扩展到4K。

(2) 对于输送辊道部分, 生产工艺要求应根据轧件的规格及长度的不同, 能及时调整辊道转速, 采用变频调速技术能很好地满足这一生产工艺要求。

(3) 对于制动板, 采用液压传动, 能极大地保证它在垂直运动方向上、中、下三位的及时准确定位。其优点:功率质量比大;能在大范围内无级调速;易实现过载保护;易于实现自动化;元件已实现标准化、系列化、通用化;实现直线运动, 比机械传动简单。

3 冷床上卸钢系统改造方案

3.1 输送辊道

输送辊道控制原理如图1所示。人机接口即微处理器, 操作人员可通过它实现对辊道转速的设定及启动、停止。操作台安装有手、自动转换开关, 点动按钮及运行、故障指示灯, 报警装置, 供操作人员操作、监护用。

3.1.1 机械部分

(1) 输送辊道。变频电机通过CL型齿式联轴器与辊道相连, 带动辊道运转。CL型齿式联轴器具有补偿两轴相对偏移的性能, 能很好满足辊道运转对转速的要求。

(2) 电动机。螺纹钢在辊道上提速后, 工艺要求达到最终速度为13m/s。考虑到上卸钢辊道电机工作环境较恶劣 (高温, 多金属粉尘) , 且电机需要长时间运行, 因此选用Y90S-2型电机, 额定功率2.2k W, 满载转速2840r/min, 最大转矩2.2N·M。此种电机为全封闭、自扇冷式、笼型三相异步电动机, 具有防止灰尘, 特别是金属粉尘 (氧化铁皮) 等杂物侵入电机内部的特点, 完全满足生产工艺需要。

3.1.2 电气部分

(1) 变频器。每段辊道有10台电机 (2.2k W) 驱动共用一台变频器, 选用安川多功能全数字式变频器VS-616G5 (30k W) 。

(2) PLC。对于输送辊道, PLC控制输入为6点, 输出为8点 (包括模拟部分) , 既有开关量, 也有模拟量, 控制速度要求高, 但控制并不复杂, 而且工作环境 (安装在操作室内一密闭控制柜内) 较好, 因此选用西门子S7-400 PLC (选80点, 用于制动板的PLC控制以及将来扩展) 。

西门子S7-400 PLC (80点) PLC为组合式结构, 这部分包括一个导轨和1块PLC模板:1块PS307电源模板、1块CPU315-2DP中央处理器模板、2块D321-1BL00数字量输入模板、2块DO 322-1BL00数字量输出模板和1块AO 332-5HD01模拟量输出模板。其主要功能是采集其它柜内继电联锁信号和现场检测元件的信号以及操作台的操作信号, 控制整流装置和执行元件并完成与装置、操作台远程站、画面、操作面板的通信。

PLC程序包括辊道故障、辊道合闸、辊道运行、辊道就绪运行显示、辊道就绪显示、故障报警等。

3.2 制动板

制动板的升降靠液压缸伸缩, 带动转轴、推杆来完成的。为保证制动板将轧件有效地卸到冷床的矫直板上, 制动板在3个位置上要有足够的停留时间, 其工作原理如图2所示。其控制原理如图3所示, 包括手动控制和自动控制, 手动控制在检修调试及特殊情况下使用。

3.2.1 液压部分

整个液压系统主要由液压缸 (6个液压缸并联) 、叠加式双单向节流阀、方向控制阀、叠加式单向阀、单向阀、溢流阀、过滤器、液压泵、压力表及油箱组成。

3.2.2 电气部分

对于制动板, PLC控制输入为15点, 输出为6点, 只有开关量, 控制要求高, 同样选用德国西门子公司的S7-400 PLC。

PLC程序包括液压泵 (1#、2#) 控制、制动板手动控制 (升、降) 、制动板自动控制 (热金属检测仪检测、制动板至低位、制动板至中位、制动板至高位、油路压力低显示、液压泵启动延时卸荷) 等。

4 实施效果

(1) 设备故障率明显下降, 飞钢现象没有再发生。

(2) 产品成才率提高, 产品质量得到了有力保证。

轧钢生产安全技术 篇5

轧钢是将炼钢厂生产的钢锭或连铸钢坯轧制成钢材的生产过程，用轧制方法生产的钢材，根据其断面形状，可大致分为型材、线材、板带、钢管、特殊钢材类，

轧钢的方法，按轧制温度的不同可分为热轧与冷轧;按轧制时轧件与轧辊的相对运动关系可分为纵轧、横轧;按轧制产品的成型特点可分为一般轧制和特殊轧制。旋压轧制、弯曲成型的都属于特殊轧制。轧制同其他加工一样，是使金属产生塑性变形，制成具有一品。不同的是，轧钢工作是在旋转的轧辊间进行的。轧钢机为两大类，轧机主要设备或轧机主列、辅机和辅助设备。凡用以使金属在旋转的轧辊中变形的设备，通常称为主要设备。主机设备排列成的作业线称为轧钢机主机列。主机列由主电机、轧机和传动机械三部分组成。

轧机按用途分类有：初轧机和开坯机，型钢轧机(大、中、小和线材)，板带机，钢管轧机和其他特殊用途的轧机。轧机的开坯机和型钢轧机是以轧辊的直径标称的，板带轧机是以轧辊辊身长度标称的，钢管轧机是以能轧制的钢管的最大外径标称的。

轧钢主要安全技术

1)原料准备的安全技术

要设有足够的原料仓库、中间仓库、成品仓库和露天堆放地，安全堆放金属材料。钢坯通常用磁盘吊和单钩吊卸车。挂吊人员在使用磁盘吊时，要检查磁盘是否牢固，以防脱落砸人。使用单钩卸车前要检查钢坯在车上的放置状况。钢绳和车上的安全柱是否齐全、牢固，使用是否正常。卸车时要将钢绳穿在中间位置上，两根钢绳间的跨距应保持1m以上，使钢坯吊起后两端保持平衡，再上垛堆放。400℃以上的热钢坯不能用钢丝绳卸吊，以免烧断钢绳，造成钢坯掉落砸、烫伤。钢坯堆垛要放置平稳、整齐，垛与垛之间保持一定的距离，便于工作人员行走，避免吊放钢坯时相互碰撞。垛的高度以不影响吊车正常作业为标准，吊卸钢坯作业线附近的垛高应不影响司机的视线。工作人员不得在钢坯垛间休息或逗留。挂吊人员在上下垛时要仔细观察垛上钢坯是否处于平衡状态，防止在吊车起落时受到震动而滚动或登攀时踏翻，造成压伤或挤伤事故。

大型钢材的钢坯用火焰清除表面的缺陷，其优点是清理速度快。火焰清理主要用煤气和氧气的燃烧来进行工作，在工作前要仔细检查火焰枪、煤气和氧气胶管、阀门、接头等有无漏气现象，风阀、煤气阀是否灵活好用，在工作中出现临时故障要立即排除。火焰枪发生回火，要立即拉下煤气胶管，迅速关闭风阀，以防回火爆炸伤人，

火焰枪操作程序按操作规程进行。

中厚板的原料堆放和管理很重要，堆放时，垛要平整、牢固，垛高不能超过4.5m，注意火焰抢、切割器的规范操作和安全使用。冷轧原料的准备：冷轧原料钢卷均在2t以上，吊运是安全的重点问题，吊具要经常检查，发现磨损及时更换。

2)加热与加热炉的安全技术

燃料与燃烧的安全。工业炉用的燃料分为固体、液体和气体。燃料与燃烧的种类不同，其安全要求也不同。气体燃料有运输方便、点火容易、易达到完全燃烧，但某些气体燃料有毒，具有爆炸危险，使用时要严格遵守安全操作规程。使用液体燃料时，应注意燃油的预热温度不宜过高，点火时进入喷嘴的重油量不得多于空气量。为防止油管的破裂、爆炸，要定期检验油罐和管路的腐蚀情况，储油罐和油管回路附近禁止烟火，应配有灭火装置。

工业炉发生事故，大部分是由于维护、检查不彻底和操作上的失误造成的。首先要检查各系统是否完好，加强维护保养工作，及时发现隐患部位，迅速整改，防止事故发生。

均热炉、加热炉、热处理炉的安全注意事项：各种传动装置应设有安全电源，氢气、氮气、煤气、空气和排水系统的管网、阀门、各种计量仪表系统，以及各种取样分析仪器和防火、防爆、防毒器材，必须确保齐全、完好。

3)冷轧生产安全技术

冷轧生产的特点是加工温度低，产品表面无氧化铁皮等缺陷，光洁度高，轧制速度快。酸洗，主要是为了清除表面氧化铁皮，生产时应注意：①保持防护装置完好，以防机械伤害;②注意穿戴要求，以防酸液溅人灼伤。

冷轧速度快，清洗轧辊注意站位，磨辊须停车，处理事故时须停车进行，切断总电源，手柄恢复零位。采用X射线测厚时，要有可靠的防射线装置。

热处理是保证冷轧钢板性能的主要工序，存在的事故危险有：火灾、中毒、倒炉和掉卷。其防护措施有：①在煤气区操作时必须严格遵守《煤气安全操作规程》，保持通风设备良好;②吊具磨损及时更换，以防吊具伤人。

轧钢生产事故预防措施及技术

型钢轧钢工艺的相关要点分析 篇6

关键词：型钢工艺；轧钢工艺

引言

近年来，跟随着我国经济的发展，轧钢领域在各个方面也都逐渐的完善起来。不管是技术的开发还是生产线的建立，或者是对轧钢工艺的控制技术以及新产品的研发都有质与量的提升。大量技术的提高为我国建设贡献了不可缺少的力量，也为与国际轧钢技术交流建立了坚实基础。

1.型钢轧钢生产程序说明

1.1型钢轧钢的生产程序

由炼铁、炼钢再到模铸，把钢材炼制出需求的初始雏形，而后还需通过轧钢工艺中的热轧、冷轧来确定最终的外型，这就是一个完整钢铁生产所需要的程序[1]。其中，轧钢是将原材料制作成为产品的最终环节，对钢坯施加适当的压力改变钢锭，使其形成想要的产品形状，如果改善的钢材的内部质量，就形成了平常所见到的锅炉、汽车门、钢筋等。轧钢工艺具有很多种方式，其中热轧钢、冷轧钢是通过控制温度的高低来完成轧钢要求，在操作上面具有不同之处，当也有着共同的流程理念。

1.2热轧钢的制作

将炼制成型的钢坯提炼成为成品就是热轧钢工艺[2]。第一，把连铸坯投入到加热的炉中，经过初轧机轧制后进入到精轧环节。第二，要将钢坯炼制得薄是需要不断的推进与挤压，把完成了初步轧制的轧坯加热，而后将其放进轧机，固定好外型。最后，热轧的成品就是锭式板和钢卷，通过热工艺的钢坯厚度基本上是保持在几毫米之内的，如果有其它的要求，则需要通过冷轧钢来完成。

1.3冷轧钢的制作

冷轧钢与热轧钢相比是有一定区别存在，热轧钢的有序性、连贯性都比较强，而冷轧钢则是较为分散。在热轧钢中到达锭式板和钢卷这一环节后，冷轧钢的制作要求是还需要进行三次的工艺出来才能进入相应的冷轧钢机组，通常把这个工艺称之为去氧化膜，开卷机将锭式板和钢卷送入五轧机轧制成为薄型。在消除残余应力方面，热处理也比冷处理要强大的多，因为冷轧钢很容易在加工过程中出现受力不均匀，导致产品变形，因此，当前冷轧钢多用于生产限定的薄板或者小号型钢，否则大多都是以热轧钢方式为主要炼制手段。

2.型钢轧钢工艺的要点防护

2.1型钢轧钢工艺的油性控制

型钢轧钢工艺中合理的使用润滑油，可以使得轧钢在极大的轧制力下在型钢的四周形成一层油膜，能够减少摩擦阻力使得型钢能够保持外型，让钢卷的变形抗力增大。大大减少轧辊的磨损，减少生产型钢的基本支出，同时也增加其利用率，有效的减少轧制所需的次数。但是，在使用这种工艺润滑时一定要注意控制使用量，不能出现过过多或者过少的情况，因为使用太多了就会造成型钢之间出现打滑现象，导致影响生产质量、生产安全等问题的出现，反之，则无法起到保护的作用。所以，控制好润滑油的用量，才能保证轧辊和钢卷间的摩擦力，做好型钢轧钢的生产。

2.2型钢轧钢工艺的焊缝质量检验

能够影响到生产质量的因素都应该高度重视，型钢轧钢的质量控制可以通过在线控制措施来进行检验。而其是作为产品的在线调整与出厂保护措施的依据，在除了按照标准的离线进行拉伸的试验之外，一般情况下都还需在在线的基础上增加无线检测设备，使用无线检测设备中的超声波探伤以及有涡流探伤这两种功能。其中超声波一般都是用来检测有接触而且焊接速度比较低的型钢生产工艺。因此，当前最多能够使用两套涡流探伤设备对焊缝质量进行有效检测。

2.3型钢轧钢工艺的冷却控制、矫直、定尺

在型钢轧钢的生产工序中，对于焊缝的冷却大多数情况都是采取喷水降温的方式。使用这种方式在起到降温作用的同时，对于残余应力的产生以及组织性能的变化都是没有进行有效管理。为了提高型钢轧钢的品质、质量，合理引进运用热轧生产中的控冷工艺将是一个很好的解决方法。而型钢焊接的外观质量与组位、原料、焊接质量以及冷却效果都是有着直接关系，而且使用较好的翼缘矫直效果或者高质量的剪切断口质量将有效的提高型钢的外观质量。翼缘由矫平和折弯这两个部分所组成，其中保定尺度与精证端部形状的最佳方式就是使用随动冲剪定尺切断。比如，在利用水进行冷却的环节中增加空冷的长度等都是有效的控制定尺方式。

2.4型钢轧钢工艺中新技术的跟进

通过观察世界最新型钢轧钢的新技术动态，如无氧化或低氧化的加热技术、复合材料的轧制、超快冷以及精确控冷技术、无酸洗技术、在线热处理技术、轧材高表面质量的控制技术等有关技术的进展，可以推进我国型钢轧钢技术水平的进一步提高，对轧制产品的生产效率与质量也有强力的保证，做到以最低成本获取最大利润的终极目标[3]。同时对于轧钢产品的生命周期和用户产品的评价也需要高度重视，努力发展绿色化制造技术，从环保、回收等角度去尽力的满足钢材用户是要求以及最终产品用户的要求作为出发点，对钢材的组织结构、成分进行精确的设计和轧制工艺的技术开发加大力度，最终达到结合钢材的轧制生产工艺和产品的运用技术等一体的型钢轧钢工艺技术，实现零排放、无污染的绿色型钢轧钢制造技术。

3.结语

综上所述，型钢轧钢是一项充满技术的工艺，只有不停的更新、完善才能保证在当前社会中生存下去。因此，必须时刻严格的要求自身，控制好各个生产工序，才能更好的进行型钢轧钢的制造，为社会建设贡献出力量。

参考文献：

[1]赵珺.轧钢过程生产调度及其优化算法的研究与应用[J].大连理工大学，2012，25（31）：85-87.

[2]黄幼知.完整轧钢工艺链，稳定生产高附加值产品—攀钢高附加值板带工艺链改造的思考[J].钢铁技术，2011，10（05）：102-104.

[3]乌统伟.关于我国轧钢工艺节能的方向和途径[J].钢铁，2011，32（03）：45-47.

浅谈轧钢机调速系统的建立与实现 篇7

大型轧钢机的主传动对电气系统的要求为有较高的过载能力和动态响应,而直流电动机一直垄断这一领域。国外尤其是工业发达国家新建成2000 kW以上的热、冷连轧机和初、中板轧机,基本全部采用交流变频调速系统。1993年,我国自行研制开发了第一套2 500 kW交交变频同步电机的调速系统,并成功应用于包钢的轨梁轧机。随后,科研人员又攻克了5 000 kW、数字控制、双击拖动、可逆传动等技术难关,成功应用于重钢、武钢的中板轧机传动上,改变了我国大型工业机械的传动装备长期依赖进口的局面。

1 轧钢机主传动控制要求

在型钢车间,对初轧机没有调速方面的要求,而要求中精轧机的主传动系统满足轧制张力控制和速度级联,因此对其调速系统要求较高。热连轧板带轧机的开坯机和中厚板轧机的主传动电机同属低速、大容量的可逆轧机,要求大转矩的过载能力达到2.5倍以上,但是对动态响应和速度精度要求不高。需要对热轧带钢厂中的精轧机进行五机架以上连续轧制,要求轧机功率大、转速比开坯机高,尤其要有很高的稳态精度以及优越的动态恢复性能。冷轧机的主传动和热连轧精轧机相似,由于张力控制要达到工艺上的指标,因此,必须对转矩控制精度、单机速度和响应时间严格要求。相关性能指标及要求如表1所示。

2 交交变频器的基本原理

交交变频是将电网工频的交流电直接转变为另一种电压和频率的交流电。相控交交直接变频变压的特点是输出电压的频率必须低于输入交流电源的频率,只可实现降频变换。将晶闸管元件用作开关器件,采用交流电网的电压反向断开处于导通状态的晶闸管,使晶闸管按相控方式进行工作,从而实现交交变频。根据对环流的处理方式不同,交交变频器可以分为有环流运行和无环流运行2种方式,而大功率交交变频器基本采用无环流运行方式。

三相交交变频调速系统由2套反并联的三相全控桥组成,每相桥式整流器需12只晶闸管,所以三相共需36只晶闸管。三相需3台三相双绕组的变压器供电,还可以由1台三分裂绕组的变压器供电。虽然此电路采用了较多的晶闸管,但也有很多好处。比如,电源变压器中没直流磁通势、输出电压是半控桥的2倍等。

交交变频器输出的波形常见的有正弦电压波、梯形电压波和矩阵电压波等,输出电压的正弦度越高,负载电机的运行性能越好。

3 交交变频调速传动系统

交交变频调速系统一般采用相控晶闸管作为主回路功率元件。对于6相变频方式,交流电机的主回路可以采用3台整流变压器的输出端星点联接的方式进行供电。同理,12相变频方式则可以采用6组可逆并联的整流桥进行供电。电机三相星接的优点:降低了整流变压器的二次电压和变频器容量;提高了晶闸管电压安全系数;电机内没有三次谐波。图1为交交变频调速系统主回路原理图。

交交变频系统的输出电压是由电网电压的几个部分组成的,并且依靠矢量控制系统的调节平衡输出三相电压的频率和幅值,其主要特点是只能在电网工频以下工作(最高频率不超过电网频率的50%),调速范围也受到限制,此外,还存在旁频谐波影响、电网功率因数低、输出频率低等缺点。大型轧机需同时配备谐波滤波(FC)和无功补偿(SVC)装置,以满足应用时的要求。在交交变频系统中,电能仅需通过晶闸管相控桥一次直接的变换,就可为交流电动机供电,传动效率高,避免交直交变频中间直流回路元件的占用和损耗,同时具有输出波形好和过载能力良好等优点,并且比同容量的交直交变频系统价格低。

4 交交变频同步电机控制系统

交交变频同步电机的控制系统采用的是磁场定向矢量控制原理,即交流电机矢量控制原理。该理论建立在交流电机控制理论的基础上,利用直流机的转矩控制原理,将交流电机经过坐标变换与控制可以等效为直流电机,从而实现与直流调速系统等同的控制性能。磁场定向矢量控制系统经过旋转变换坐标,将转子设为参考系,气隙磁通作为磁场方向的中心线,转矩轴线和气隙磁通垂直。

将定子交流电流的矢量沿着磁场方向可分解为转矩电流和磁场电流,转矩电流与气隙磁通正交,可分别控制,转矩公式为:

式中,K为系数;it为转矩电流;ψδ为气隙磁通。

该公式和直流电机的转矩公式形式完全一样,从而可以控制转矩。交流电机的矢量控制系统有很高的过载能力和动态响应,这要比直流电机调速系统的控制性能更好。

此外,交交变频同步电机控制系统还应进行速度控制和电流控制。电流控制包括转子激磁电流控制和定子相电流控制,P调节器对相电流控制起重要作用,每相都有一个电流调节器,由相电流进行控制,从而使交交变频器有电流源的特性。速度调节器采用的是PI调节器,P调节器与I调节器是独立工作的,工艺要求P调节器负责负荷平衡和动态响应,公共I调节器给出了对应带钢速度的电机转速值。

5 结语

综上所述,我们知道,大型轧机的主传动电动机存在过载能力高、负荷重、功率大和能连续作业的特点,因此,它对电气控制系统的要求很高。技术成熟、性能完备的调速系统可以达到大型轧钢机主传动的技术要求。现在,大型轧机主传动电控系统逐步采用交交变频取代直流系统,新建的生产线基本都采用变频调速技术。LCI系统由于受到调速范围的限制,无法满足全部轧钢机的工艺要求,而交交变频系统技术发展成熟,性能指标达到轧钢机的要求,但是电动机频率输出有限,应用范围受到一定的限制,可以在电网侧增加复杂的滤波补偿系统来满足需求。

在研发大功率高性能轧钢机变频调速系统方面,我国和发达国家还有一定的差距,我们必须加快在器件制造工艺、系统结构以及交流电机控制理论等方面的研究,努力打破国外大公司垄断的局面。

摘要：根据大型轧钢机主传动具有较高的动态响应、低速大功率传动以及过载能力等特点,可选择技术成熟的交交变频同步电机调速系统取代直流电动机传动,现根据实践经验对其进行了简要介绍。

关键词：轧钢机,调速系统,交交变频

参考文献

[1]《钢铁企业电力设计手册》编委会.钢铁企业电力设计手册[M].北京:冶金工业出版社,1996

[2]王建华.电气工程师手册[M].北京:机械工业出版社,1987

[3]吴安顺,蒋克.最新实用交流调速系统[M].北京:机械工业出版社,1998

[4]李敏,谭卓辉,李永东,等.三电平逆变器供电异步电机全数字化控制系统[J].电气传动,2003(1)

轧钢厂煤气发生炉群控系统的设计 篇8

煤气发生炉是以空气和水蒸气为气化剂生产混合煤气的先进设备, 适合气化弱粘性的贫煤、无烟煤、烟煤、焦煤、焦碳等燃料, 广泛应用于机械、冶金、化工、玻璃、建材、陶瓷、耐材、轻工、食品、纺织工业的加热炉窑。由于使用煤气发生炉可提高热效率, 可使配套窑炉温度达到1 500 ℃, 而且窑内温差小, 废渣的排放可采用湿式出渣, 无污染, 具有一定的社会效益, 且煤气发生炉可明显改善工人的劳动环境、降低劳动强度, 深受各方用户的欢迎。

然而, 现阶段国内生产、使用的煤气发生炉装备水平普遍较落后, 其参数监控都是依靠普通指针或数字仪表, 对压力、温度等重要数据没有报警、记录等功能, 全凭操作人员的经验操作, 随机性较大, 对煤气质量和煤耗指标没有可靠保证。以湖州某不锈钢股份有限公司为例, 同样规格的2台煤气发生炉, 因操作人员的责任心及操作水平等原因, 煤耗指标从60车/天到170车/天不等, 但是, 因无法查询各数据参数, 工艺人员很难分析出造成煤耗不一致的原因, 即便制定出合理操作方法, 也很难监控操作人员对工艺操作规程的执行情况[1]。

参考文献[2]和[3]所设计的控制系统能实现的功能较单一, 还需工人通过上位机组态王监控界面显示的数据进行判断并通过操控进行人工加煤, 存在加煤效率低、成本高等问题。为此, 笔者设计了一种煤气发生炉群控系统, 以对多台煤气发生炉进行控制。该系统采用SIEMENS S7-300 PLC采集多台煤气发生炉的数据, 实现了煤气温度、汽包压力、饱和温度、鼓风压力等参数的最佳控制。实际应用证明, 该系统提高了煤气发生炉的自动化水平, 具有良好的应用前景。

1 煤气发生炉的工作原理

煤气发生炉的工作原理:将煤块置于煤气发生炉中, 将底层煤引燃后, 在上面覆盖600～1 200 mm的厚煤层, 再鼓入空气和水蒸汽与煤产生一系列氧化还原反应后在出口处得到含有CO、H2、CnHn等可燃成份的粗煤气。该煤气通过除尘、除湿后通过管道、烧嘴合理分配后再燃烧, 就可以得到高效清洁的热能, 与直接燃煤相比可降低消耗20%～40%。

根据煤气发生炉的工作原理, 可通过控制加煤量、加蒸汽量和加空气量三者合适的比例使煤气发生炉工作在最佳状态。

工艺和控制要求:

提供流量稳定、高效洁净的煤气, 需控制煤气发生炉的煤气温度和煤气压力, 这是发生炉安全工作的首要条件。

(1) 监控炉内温度是提高制气能力和节能降耗的重要条件。反应温度高, 煤燃烧得较完全;但是温度过高, 会造成煤炭结焦, 难以排走, 还会使产生的煤气中CO2含量过高, 所以需要对温度进行闭环控制;

(2) 煤气发生炉还要为后续用气设备提供流量稳定的煤气。因为空气流量直接影响着同一时间段内进入发生炉的空气体积, 但是空气流量调整受到煤气产量、煤气压力等因素的制约, 所以需要采集发生炉内的煤气压力, 并控制空气流量, 使炉内压力保持在一个稳定的范围之内。

因此, 笔者设计的煤气发生炉群控系统, 通过检测4台 (可根据生产实际需求实现多台) 煤气发生炉的压力、温度等工作状态参数, 根据参数控制每台煤气发生炉的加煤频率和加蒸汽量、加空气量等来达到最佳效果。

2 系统硬件组成

煤气发生炉群控系统硬件结构如图1 所示, 该系统由远程网络监控、工控机、PLC控制器、信息采集及声光报警等5个部分组成。工控机通过交换机可实现上网功能, 远程网络监控部分主要是为了实现生产信息化及远程监控, 管理员可以在远程登录监控现场;工控机HMI监控界面是本系统的监控核心, 主要用于显示煤气发生炉内的温度、压力控制状态, 打印煤气炉运行参数, 负责提供系统全部监控界面、报警机制和数据记录分析。工控机采用研华IPC-610型号, PLC采用西门子S7-313-2DP与扩展模块SM311集成, PLC各模块与热电偶、压力变送器、红外探头、声光报警器等相连接, 实现加热炉的数据采集、逻辑控制与报警功能。信息采集模块由红外探头、热电偶、压力变送器等组成, 实现温度及压力信号的采集。其中, 红外探头采用G30-D70PK光电开关, 热电偶采用WRPK2231, 压力变送器采用NS (1151) GP4E;声光报警器主要实现超温、超压等危险状态的报警功能。系统上位机与SIEMENS S7-300 PLC之间用MPI通信电缆连接, 实现与PLC控制器的周期性数据交换[4]。

3 系统软件设计

煤气发生炉群控系统的软件设计包括2个部分:PLC控制程序设计和上位机监控程序设计。

3.1 PLC控制程序

PLC作为系统的核心部分, 负责采集每台煤气发生炉的各种实时信息, 并进行各种运算和转换, 给上位机提供数据并接受上位机的操作指令, 将控制信号输出给执行机构等。另外根据工艺和控制要求需要对各项工艺参数进行检测采集, 作为系统控制的依据。这些检测包括:煤气出口压力、流量;鼓风压力、饱和温度、饱和压力、汽包压力、上煤小车计数等。这些数据的采集采用铂铑热电偶、压力变送器等检测元件实现。

PLC控制程序采用西门子编程软件STEP7 Manager开发。其中压力和温度等模拟量信号的程序处理采用DB块模式处理方式, 将4～20 mA的模拟信号转换成16进制数字;小车计数以及下煤机构动作信号等开关量信号则直接输入到PLC开关量输入模块。小车计数采用红外接近开关, 为排除信号抖动干扰, 需对这类信号进行滤波处理, 即开关量信号小于200 ms的不计数。PLC控制程序流程如图2所示, PLC根据读取的参数设定值和实时采样值进行比较, 得到压力、温度等参数需要修正的值, 通过PID计算, 调节执行机构的加煤频率、控制蒸汽压力和鼓风压力等。

3.2 上位机监控程序

上位机监控程序负责4台煤气发生炉监控界面的工作参数的设定和实时数据的显示任务。为了保证安全高效地生产, 上位机监控程序需实时检测控制每台煤气发生炉的温度和压力2个重要参数。

上位机监控程序采用国产组态王软件开发, 主要包括硬件组态和变量操作2个方面内容。组态王软件对设备的管理是通过管理逻辑设备名实现的, 每一个实际I/O 设备都必须在组态王软件中指定一个唯一的逻辑名称, 本系统的设备设置:PLC-S7-300系列-MPI (电缆) -COM2口-地址2.2。

组态王软件的变量属性由基本属性、报警配置、记录配置3个属性页组成。采用卡片式的管理方式, 用户只要用鼠标单击卡片顶部的属性标签, 则该属性卡片有效, 用户可以定义相应的属性。例如:

变量名:TE001;

变量类型:I/O整型;

连接设备:S7-300 PLC;

寄存器:DB40.16;

数据类型:SHORT;

读写属性:读写;

最小值:0,

最大值:1 600;

采集频率:1 000 ms;

报警定义:低1 100, 高1 300;

记录:数据变化记录;

变量描述:1#炉煤气出口温度。

则该变量每1 s从PLC模拟量输入模块地址为DB40.16的输入点读取热电偶的输入值, 并显示在HMI上, 数据为0～1 600, 对应4～20 mA。

所有变量按如上方法设定, 各变量对应的地址由PLC自动分配。

组态王软件在外观上类似于组合图素, 工程人员只需把它放在画面上, 然后配置控件的属性, 进行相应的函数连接, 控件就能完成复杂的功能, 如参数设定、参数读取、参数比较计算、参数修正等。本系统监控界面由4台煤气发生炉画面构成, 通过变量操作实现每台煤气发生炉的温度、压力等参数显示。上位机监控程序流程如图3所示。

4 结语

本文介绍的煤气发生炉群控系统利用PLC及组态软件实现了4台煤气发生炉的实时监测功能, 能及时反映煤气发生炉的运行状态, 运行可靠, 维护方便, 监控过程显示直观, 不但满足了关键设备的监控要求, 而且真实体现了煤气发生炉的加煤频率, 保证了安全生产。该系统实现了对煤气发生炉温度、压力等参数的实时控制, 即记录、上位机监控画面动态显示与实际设备动作时间误差小于300 ms, 比现有的自动控制系统性能明显提高。该系统可联网, 能方便地实现远程监控, 已在湖州某轧钢厂投入应用, 有效地改进了原煤气发生炉加煤及燃烧工艺, 并实现了对操作者的有效监督, 达到了节能10%～15%的效果, 产生了较好的经济效益。

参考文献

[1]卢健儿, 左希庆, 蒉秀惠.基于PLC与组态王的轧钢蓄热式加热炉集散控制系统的实现[J].制造业自动化, 2007, 29 (9) :66~68.

[2]张国泉, 高金选, 刘国梁, 等.煤气发生炉微机自动控制系统[J].自动化与仪表, 2003, 18 (2) :37~40.

[3]庞军营, 许全民.环形煤气加热炉DCS集散控制系统[J].有色金属加工, 2003, 32 (3) :33~35.

轧钢系统 篇9

连轧机是现在轧钢普遍使用的一种机器, 因为它的生产效率高, 质量也易于控制, 并且能够实现自动化和机械化的结合, 这样轧钢的产量就大, 企业的经济效益就能达到。许多的先进科学成果都应用于连轧过程, 这样就促进了轧钢自动化的发展, 自动化技术在轧钢的运用已经趋于成熟。随着社会技术的发展, 为了适应轧钢自动化的进一步发展的要求, 所以我们应该从以下几个方面来加重认识:第一, 轧制过程中数学模式的把握和确定。在轧制过程中目前还存在着一些数学上的计算问题, 比如摩擦力的分布、张力的计算等, 还有对轧机的动态特性活套的支撑响应特性等也存在计算精度上的问题。轧制主要依靠自行的张力调整, 新厂的连轧实际过程参数与设定偏差也较大, 所以最终的控制模型是来至大量的生产实际, 通过学习来不断修正。刚开始新的规格和新的钢种的轧制难免是是处于尝试性的, 会出现尺寸上的差量, 现在完善的理论模型可以更加接近实际设定的参数, 能够减少试轧的次数。第二, 要进一步完善检测仪表和相关变换系统的性能。现在轧钢的速度越来越快, 产品的范围也越来越广, 质量要求也越来越高, 所以轧钢检测仪表的性能以及功能要求需要进一步增强和完善。比如, 有些要求的进度极高, 因为这些轧机则要求的在线检测残余应力和组织能力较强。第三, 进一步改进计算机控制系统的配置, 这样对计算机的各项性能上都有所提高, 比如可靠性、稳定性、快速性和维修检测的便利性等。紧跟着计算机的发展, 不断改进计算机的控制系统, 轧钢系统要求在不断发展过程系统的同时, 也要配合管理机制的发展系统, 这样才能保证管理机与控制机的控制系统稳定的结合起来, 从而形成分级集成控制系统。第四, 使控制系统不断优化。最优控制是指全面考虑到机电设备、控制系统和工艺的互相条件, 全面考虑各项条件, 就能最终达到生产过程的稳定、优质和高效。这是一个较为复杂的过程, 因为为此过程中受到客观和主管等各种变化因素的影响, 有些因素还没有能够达到量化的水平, 能够量化的因素也要不断的完善和改进, 这样才有可能达到最好的生产效率。

总之, 现代的轧钢生产正在向着高效化、大型化、连续化和自动化方向快速的发展, 社会生产要求轧钢技术越来越高, 所以为了适应社会发展的需求, 要时刻关注轧钢技术的进一步发展, 当然更多的专业型人才是必不可少的。

2 轧钢技术改进的工艺流程

2.1 工艺流程

原材料———加热———轧机开坯———切头———立平交替连轧———横移———锯切———冷却———整理

2.2 轧钢对电控系统的技术要求

第一, 连轧机组直流电的电控装置应该采取磁场可逆方式实现低速和正反方向的运行过程。第二, 直流调速系统使用全数字直流调速装置来控制, 最终形成双闭环的调速系统。第三, 对于调速系统的控制需要通过CBP通讯板, 配合其他的装置, 通过网络来传递控制信息和故障的信号。第四, 轧机控制的指标归结为以下:调速范围定位1:20;静态速降为不大于0.02%;动态速降不大于1.0%;调节精度不小于0.01%;动态速降的恢复时间不大于300ms。

2.3 轧钢对自动化部分的要求

采用网络控制, 可以减少连接电缆的消耗;单机架的调节应该改选用手动微调实现;机架间的控制使用级联调控制;轧制表要进行不断的重新设定和修改;机架之间采用微张力来实现控制。轧机的正反控制使用正反爬行控制的方法;在润滑、液压和冷却水等的联锁控制中, 应该设定综合的故障报警系统;注意轧机的启动和停机以及紧急停车的控制。

3 控制系统

3.1 轧线的两级自动化控制

轧线自动化控制采用两级自动化的控制系统, 对于一些控制信息和系统状态信息都要通过各自的监控网、传动网和分布的I/O网交换, 这样通过3级通讯网络进行联接, 最终形成并行运算、集中管理机制、分散控制和资源共享的计算机控制系统。

3.2 人机界面对连轧设备控制的实现及仿真

监控组态软件可以提供友好的人机交互界面, 现在强大的通讯功能为轧钢的人机系统提供了有力的保障, 适合开发上位机的控制系统。现代的自动化控制系统可以分为两层, 分别为:人机接口与PLC之间的网络, 能够实现彼此间的信息交换;PLC与各自的远程I/O站之间和调速传动之间的通讯网络, 这一层主要完成PLC把设定参数和控制指令传送到各调速传动系统, 最终达到收集各调速传动系统的状态和电气参数送到人机接口的CRT上显示。

3.3 PLC实现速度级联控制及微张力控制

轧钢主要的PLC的CPU要有强大的浮点运算功能, 运算速度快, 并且运算的周期短, 这样才能达到控制系统需要的快速性, 通过PLC编程, 就能将速度级联控制的数据快速的传入控制系统, 这种方式能够被控制的进度和速度, 并且稳定性较好。微张力控制采用的是转矩记忆的方法。此过程中所使用的的直流传动装置输出量可以被采集, 传统的轧机组都是弱磁调速, 点数电流和转矩的关系在弱磁区域不成比例关系, 所以采用的是转矩记忆法, 此种情况电流记忆法是不能完成的。

3.4 传动系统的仿真观测

3.4.1 单机仿真观测

运用监控仿真软件对每台电机的运行亲陆昂进行在线的仿真检测, 通过观测, 对相关不恰当的参数进行修改和调试, 这样电机就能在最佳状态下运行和工作。

3.4.2 轧机仿真观测

轧机的仿真观测是利用网卡实现与PLC的通讯。

4 结束语

轧钢自动化就是指对轧钢的过程使用自动化进行控制, 这种自动化的控制, 能够实现高速和高精度的轧制。当然也需要计算机来配合完成高速准确的控制过程。此过程的自动控制室设计员按照需要进行安排和设计的。传统的轧钢过程有很短缺点, 不能完成现代社会对轧钢的要求, 在轧钢过程加入了自动化的控制系统, 克服了轧钢技术中要求的高精度、高效率和稳定生产的要求, 但是自动化控制过程是需要有专业的人才才能达到既定的效果, 自动化与计算机具有很大的联系性, 所以也需要轧钢自动化控制系统与计算机技术的实时更新。

摘要：随着近几年自动化技术的不断发展和自动化技术的不断完善, 在轧钢领域也有了应用。随着工业用微机的控制水平不断提高, 交直流的调速系统及可编程技术控制日臻完善, 同时也得到了广泛的应用。轧钢连续生产工艺基础自动化及过程控制自动化的使用, 为企业的优质、低耗能高效率奠定了扎实的基础, 企业内部将各个生产流程通过网络连接成一个完善的整体。预设定自动控制技术是自动控制技术中比较重要的方式之一, 在轧钢过程中APC设定是很多环节中处于较为重要的地位, 很多过程都用到了APC系统来完成。文章将对轧钢电气自动化控制系统进行进一步探讨。

关键词：轧钢控制,自动控制技术,网络控制过程

参考文献

[1]邓军, 孙敏.冷轧热镀锌自动化控制系统设计[Z].第八届 (2011) 中国钢铁年会, 2011.

[2]奚世峰.连铸机电气自动化控制系统的设计与实现[J].科技传播, 2013.

轧钢系统 篇10

安阳钢铁公司150t转炉—炉卷轧机工程设计预算总额约33亿元, 是安钢“三步走”发展战略规划的“龙头”项目, 也是河南省重点工程, 于2005年9月竣工投产, 年生产设计能力110万t, 是一条集转炉炼钢—精炼—连铸—炉卷轧机四位一体的现代化生产线。

冷打号机系统位于炉卷轧机生产线的精整区域后半段, 是由丹麦MAGNEMAG公司设计制造的三位一体打号机系统, 用于炉卷自动化生产线标识工序。该工艺过程由数据接口与传输, HMI人机互动界面, 面喷、钢印、侧喷三位一体冷打号机, 一级控制系统等环节统一协调完成。由于现场环境恶劣, 联锁不符合实际需要, 数据接口、HMI操作复杂等原因, MAG-NEMAG打号机系统的VEDIOJET 170型侧喷仪故障频频, 严重影响生产节奏、产品贯标和标识工艺完成质量。因此, 冷打号机系统改造更新势在必行。

1 MAGNEMAG打号机系统问题分析

1.1 MAGNEMAG打号机系统设计缺陷

MAGNEMAG打号机系统的面喷、钢印、侧喷分别拥有各自独立的一级控制系统与数据接口, 且三个子系统存在联锁, 其中一个存在故障, 将导致其他两个设备无法运行, 造成生产停滞;另一方面, 由于侧喷系统设计问题, 现场检测元件损坏率高居不下, 造成人力、财力资源损耗。

MAGNEMAG侧喷系统是由VEDIOJET 170型喷码仪、HMI界面、PLC控制系统以及通信接口系统组成。针对侧喷系统现场检测元件损坏率高居不下, 影响生产顺行的问题, 经过现场观察, 反复试验, 最终将问题锁定在MAGNEMAG侧喷打号机的设计缺陷。一方面, 该侧喷打号机的钢板检测是由12mm与8mm接近开关来完成, 检测元件直接感应被检测物体, 而现场环境恶劣, 被检测的钢板仍然有一定温度, 以及设备老化带来的震动剧烈等问题, 将导致喷枪向前动作时损坏接近开关, 造成故障停机。另一方面, 侧喷打号机头部后下方, 安置有两个底漆枪头, 而接近开关位于喷枪的前方, 重复喷漆动作造成接近开关附着大量底漆, 导致接近开关无法感应钢板故障, 整机联锁保护, 冷打号机系统无法喷印。

1.2 MAGNEMAG打号机系统数据传输系统复杂

MAGNEMAG打号机系统数据传输系统由三级与二级钢材数据信息传输系统、二级与一级自动化控制系统、现场自动化数据通信系统组成, 通过RS-232C、MPI、Profibus协议传输。数据传输系统结构、线路复杂, 现场环境恶劣, 干扰源较多, 经常出现数据丢失、传输失败、运行中断等故障。

1.3 MAGNEMAG打号机系统HMI界面复杂

MAGNEMAG打号机HMI系统分别由面喷、钢印和侧喷三位一体的HMI界面组成, 每次对子系统调整要分别打开相应的HMI界面, 而侧喷故障频发且侧喷的数据调整频繁, 因此HMI复杂程度将直接决定工作效率。

2 技术改造

2.1 侧喷选型改造

采用汕头俊国科技冷打号机侧喷系统替代VE-DIOJET 170型喷码仪机, 将两套打号机系统融合为一体, 有效避免MAGNEMAG打号机侧喷系统设计缺陷。

两侧喷系统的喷头运动方式不同。VEDIOJET 170型喷码仪机为垂直向下至限位后, 向前运动至两接近开关检测到钢板处。汕头俊国侧喷系统由两前伸触臂定位钢板与喷头水平距离, 由下压触臂定位喷头与钢板的垂直距离。喷头的运动轨迹由两段式改为弧形下压, 提高运行速度, 最大限度地保护精密的喷印枪头。

两侧喷系统的检测原件位置不同。与VEDIOJET170型喷码仪机直接用检测原件定位钢板位置不同, 汕头俊国科技侧喷系统的钢板水平位置检测采用两根伸缩式接触臂系统, 钢板垂直位置检测采用杠杆式接触臂, 延长了检测元件的检测距离, 将脆弱的原件置于机箱内部, 最大限度保护检测元件。

2.2 数据传输接口改造

对侧喷打号机系统的接口进行设计改造, 将GE控制器的接口与现场打号机直接通信, 实现了接口、通信协议、线路的简化。PC与喷码仪采用RS-232通信方式, 接线方式如图1所示。

2.3 HMI界面改造

现场生产工对侧喷的操作频繁, MAGNEMAG打号机系统侧喷的相关操作还要在界面的“setting”中进行设置, 操作繁琐。并且该界面为全英文显示, 可读性差。利用编程软件, 针对HMI界面存在的问题, 进行设计改造、汉化、精简。为满足生产的需要, 新增加“用户名”、“班次登录”、辊道状态与状态显示灯, “急停复位”与“界面复位”按钮, “锁辊”与“放行”按钮, 记录列表, 故障报警等窗口, 如图2所示。

2.4 互锁保护改造

MAGNEMAG冷打号机系统的程序互锁分为两部分:一级控制系统互锁;冷打号机在GE控制系统中的设备互锁。第一部分存在的问题是三位一体设备互相联动, 其中一台存在问题, 其他两台设备均无法正常工作。针对这一问题, 在原HMI界面对其进行输入式强制打断, 将VEDIOJET 170型侧喷打号机从三位一体的系统中分离出来, 为新侧喷打号机系统的并入创造条件。第二部分为原打号机向GE控制系统发出的辊道互锁, 系统的接近开关等检测原件若故障, 将导致辊道锁定, 无法运行。针对这一问题, 在汕头俊国侧喷打号机的HMI界面中新增“辊道放行”按钮, 与GE控制器中的程序互锁联动, 生产工根据当前的环境对辊道进行手动操作。

利用DN网中辊道锁定信号的通信, 在操作台空余62DN网点位增加信号, 将现场锁辊信号通过DN网络通信至GE控制器, 并且在程序中编程控制。对于增加点位, 首先通过查找该硬件的图纸, 根据其附近的点的相关信息在Talkblock中添加, 之后通过DN62网络, 将该信号远程传输至GE控制器。在V-3000控制器系统中, 利用原有的辊道互锁程序, 在运行互锁中添加该锁辊信号的常闭点, 达到控制辊道互锁, 保证生产安全的目的。

3 改造效果

(1) 对冷打号机侧喷系统进行选型改造, 增加钢板位置检测设备, 优化现场检测元件的位置, 降低侧喷打号机检测元件的损坏率, 改侧喷枪头平行接近方式为下压接近方式, 最大限度保护喷印枪头, 增加核心部位的安全性。

(2) 结合生产实际, 对HMI自行设计制作, 新侧喷系统HMI融合了MAGNEMAG的HMI界面, 将侧喷HMI独立于该界面下, 使侧喷打号机可独立操作, 减少操作量, 同时增加中文交互界面等, 提高操作效率。

(3) 完成与轧线GE的V系列控制器的接口程序及调试。

(4) 互锁保护系统的改造更新。三位一体互锁分开, 最大限度减少单体设备对系统生产的影响。由于新侧喷的增加, 互锁保护条件无法适应新要求, 增加辊道放行等程序。

(5) 每年节约故障时间293h, 降低备件消耗2.4万元。总的年经济效益为:293×138.8×60+2.4=246.41 (万元) 。

4 结语

炉卷线两打号机系统的融合改造, 克服了原系统设计缺陷, 简化了通信与HMI, 优化了联锁保护, 大幅降低故障率, 提高操作效率, 顺行了生产。

参考文献

[1]孙一康, 王京.冶金过程自动化基础.冶金工业出版社, 2006

轧钢厂轧辊的磨削工艺探析 篇11

【关键词】轧钢机；轧辊；磨削；砂轮；磨削液；磨削工艺

1.轧辊概况

轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。

轧机部件中轧辊的工作条件最为复杂。轧辊在制造和使用前的准备工序中会产生残余应力和热应力。使用时又进一步受到了各种周期应力的作用，包括有弯曲、扭转、剪力、接触应力和热应力等。这些应力沿辊身的分布是不均匀的、不断变化的，其原因不仅有设计因素，还有轧辊在使用中磨损、温度和辊形的不断变化。所以轧辊除磨损外，还经常出现裂纹、断裂、剥落、压痕等各种局部损伤和表面损伤。一个好的轧辊，其强度、耐磨性和其他各种性能指标间应有较优的匹配。合理的辊形、孔型、变形制度和轧制条件也能减小轧辊工作负荷，避免局部高峰应力，延长轧辊寿命。

2.磨削量的确定

在轧辊的使用过程中，因受到制造残余应力、轧制过程中的接触应力、弯曲应力、扭剪应力以及交变热应力的综合作用，很容易产生热裂纹、疲劳裂纹、不均匀磨损等，这些裂纹和磨损的存在会严重影响轧钢的质量，降低轧辊的使用寿命，为了消除热裂纹、疲劳裂纹、不均匀磨损对轧钢的不利影响，需要定期对轧辊进行磨削，在磨削过程中，如果磨削量不够，则不能彻底去除轧辊的表面缺陷；如果磨削量太大，则会缩短轧辊的使用寿命，造成较大的浪费；另外，在磨削过程中，由于受到磨削力和磨削热的综合作用，很容易使轧辊表面产生较大的残余应力，导致轧辊在磨削后的使用过程中产生裂纹或剥落而提前失效。

轧辊的磨削缺陷层包括表面氧化层、热裂纹和不均匀磨损，同时还要磨去轧辊表面的疲劳硬化层，在磨削过程中，如果不将这些缺陷磨削彻底，在后续使用过程中，会造成轧辊因裂纹扩展、剥落提前失效。轧辊缺陷层厚度与轧制条件，轧辊上机时间有关，通常采用硬度检测和涡流探伤法确定磨削去除量。一般情况下，表面氧化层、热裂纹和不均匀磨损的总合为（0.10-1.25）mm。

3.砂轮的选择和使用

在轧辊磨削过程中，正确选择砂轮非常重要，正确选择砂轮不但可以提高磨削质量，还可以提高工作效率。砂轮是有许多极硬的磨粒经过结合剂粘结而成的切削工具。磨料、结合剂之间有许多空隙，起着散热和容纳磨屑的作用。磨料、结合剂和空隙构成砂轮结构的三要素。为了使砂轮能正常磨削，一般砂轮的工作面要经过修整，以形成无数等高的微刃，起磨削作用。

选择砂轮时主要考虑下列一些因素：工件材料的物理性能（强度、硬度、韧性等）；工件的加工精度和表面粗糙度的要求；工件的形状和尺寸；工件的磨削量；磨削方式和磨床的性能；冷却液的种类等。

由于轧辊的表面硬度很高，磨削的时间比较长，所以砂轮的消耗量比较快。为了保证连续工作，砂轮就要有足够的储备。另一方面，砂轮受结合剂的影响，存放时间不能太长，砂轮结合剂不同，存放的时间也不同。陶瓷结合剂的砂轮可存放两年，树脂结合剂的砂轮存放期为一年。在选用砂轮时应注意的另一个问题就是要保证砂轮的性能稳定，同一个型号（相同的磨料、结合剂、组织、硬度）的砂轮，生产厂家不同，磨削效果也不一样，在更换砂轮供应商时应该特别注意。

4.磨削液的选择

轧辊磨削时，由于轧辊材料变形的内摩擦与砂轮和轧辊材料的外摩擦，将产生大量的磨削热，在磨削区内最高温度有时可达1000℃左右。磨削产生的高温可使轧辊表面烧伤、产生裂纹。因此，磨削时的冷却是非常重要的。

磨削液能起以下作用：冷却作用，通过磨削液的热传导作用，能有效地改善散热条件，带走绝大部分磨削热，降低磨削区域的温度；润滑作用，磨削液渗入到磨屑、磨粒与轧辊的接触表面之后，粘附在金属表面上形成润滑膜，能减少磨粒和轧辊之间的摩擦，减轻磨屑与磨粒的粘结现象，从而提高轧辊表面的质量和砂轮的寿命；清洗作用，磨削液可以将磨屑和碎裂而脱落的磨粒冲洗掉，防止轧辊磨削表面划伤；防锈作用，在磨削液中加入防锈添加剂后，能在金属表面上形成保护膜，使轧辊和磨床免受氧化作用，起到防锈作用。

根据磨削液的作用，磨削液应该满足下列要求：磨削液的化学成分要纯，不应含有毒性的杂质。磨削液的酸度PH值应呈中性，以免腐蚀轧辊、磨床和刺激人的皮肤；不易变质；不易燃烧，不易挥发；透明度好，便于观察磨削情况；不腐蚀砂轮结合剂。陶瓷结合剂不受磨削液的侵蚀，树脂结合剂易受碱性磨削液的侵蚀，橡胶结合剂易受油质磨削液的侵蚀。

5.轧辊磨削工艺

从轧机上换下来的轧辊，要冷却到室温才能磨削（必要时也可以用磨削液冷却轧辊）。

轧辊磨削前要找正，目的是使轧辊的垂直、水平母线与砂轮的中心线保持平行，保证轧辊磨削精度。在找正过程中，由于下支承点不是处在垂直位置，所以调整起来比较难。在找正过程中应采用两个检测点，同时检测轧辊在垂直方向和水平方向的位移，这样才能更快更准确的找正。找正时要考虑轧辊两端的直径差，并在调整时加上差值。

在找正轧辊后，头架、尾座和轧辊之间要顶紧，使轧辊能轻松转动，防止轧辊在磨削中产生轴向窜动。在找正轧辊后，要在两个顶尖和轧辊之间各放上一个特制塑料块，使垫块在顶尖和轧辊之间轻松转动，防止轧辊在磨削中产生轴向移动。

轧辊磨削一般分为三个阶段：即粗磨、中磨、精磨。

粗磨以去掉轧辊表面硬化层和可见缺陷为主要目的。粗磨要求在短时间内尽可能磨掉多余的表层，原则上是强力磨削，所采用的砂轮粒度较大，磨削的表面粗糙度也比较粗。粗磨时砂轮的走刀速度为砂轮宽度的2/3。由于粗磨时砂轮的损耗较大，为提高磨削效率、保证轧辊磨削辊型和表面粗糙度的均匀一致，操作时要经常观察电流表，使磨削在相对恒定的电流下进行。

中磨是为了去掉粗磨的走刀痕迹，并为精磨准备好辊形。精磨是为了得到轧辊最终理想的表面粗糙度。对于中轧和精轧用轧辊，一般要根据轧制工艺的要求用不用的砂轮来磨削，选择合适的砂轮非常重要。精磨时砂轮的走刀速度为砂轮宽度的1/5。要想得到轧辊的理想表面粗糙度，砂轮和轧辊的转数与砂轮进刀量的匹配要得当。为了避免辊颈发热和轧辊出现振动，粗磨和中磨时轧辊转速不宜太高。

精磨的关键在于控制表面粗糙度，既要达到轧制工艺要求又要保证轧辊的表面粗糙均匀一致。要做到这一点，就要求磨床操作者从粗磨到精磨的全过程中，平衡有效地控制轧辊的横向进刀量和轧辊的纵向走刀量，合理选择轧辊的转数和砂轮的转数。

【参考文献】

[1]黄谟.轧辊磨床磨削工艺参数优化研究[J].科学咨询，2012.12.

[2]张映晖.浅谈HERKULES轧辊磨床磨削工艺优化[J].机床与液压，2011.12.

轧钢系统 篇12

无论生产什么产品的轧钢厂,加热炉都是这条生产线的龙头。因此加热炉能否保证安全、正常的运行,能否经过标准化作业,加热出合格的板坯,对整个轧线能否安全、持续、顺行的进行生产,都有着至关重要的决定作用,所以加热炉是一个不可忽视的重要环节。由于加热工没有严格地执行各项规章制度:温度制度、工艺制度、停轧降温制度,将导致板坯的加热质量不好,出现板坯的过热、过烧、脱碳、氧化铁皮过厚,以及加热温度不均引起的上翘下曲等常见的加热缺陷。轻的来说使烧损增大,轧机轧制困难,保证不了产品质量,重的来说钢材报废,甚至造成设备事故,给国家、企业、集体、个人带来直接的经济损失。因此,加强轧钢厂加热炉自动控制系统就显得尤为重要。某轧钢厂加热炉为蓄热式加热炉,采用三段控制,加热钢坯规格为140×140、165×165、165×225、165×280。推钢式生产,最大生产能力为85t/h,燃料为高炉煤气。

2 控制系统功能

本控制系统由两部分构成,分别为换向控制系统和燃烧控制系统。两个系统通过MPI连接。PLC系统硬件由西门子S7300系列模块组成,软件使用的是西门子的step75.0编程软件。

整个控制系统完成现场数据采集、数据处理、输出控制及报警等功能,操作站实现对过程数据的显示、历史趋势的记录、控制设备的工作状态、报警、显示以及报表的打印等功能。并分别通过上位机和操作台实现燃烧和换向的自动、手动功能。

2.1 换向控制系统功能

换向控制系统是以四通换向阀为控制对象,以顺序控制方式动作,使蓄热室周期性地供入燃料或排烟,以达到高温预热空气或煤气,极限回收烟气余热,提高燃烧效率,达到节能目的。其系统原理简图如图1所示(以一段为例)。

2.1.1 换向系统控制原理

每段的换向控制由一台带有气动快切阀的煤气四通换向阀和一台空气四通换向阀组成,每个四通换向阀由换向阀本体及配套的液压系统组成,液压站有两台油泵一用一备,由两个电磁铁控制换向阀动作,产生相应的阀位,换向阀上的三只接近开关分别对应上、中、下三个阀位,中位起定位作用,上下两位参与换向。换向工作时,空气换向阀和煤气换向阀联动。换向工作方式分自动方式、单动方式、手动方式三种。自动换向是依据工艺设定的换向周期定时换向,但在定时换向周期未到而排烟温度超限时强制换向;单动换向时两台换向阀联锁动作,由人工完成操作,适合点火时使用;手动换向是由人工控制每一个换向阀单独动作,适宜在检修时使用。

自动换向时每次换向前首先关闭气动快切阀,同时启动油泵电机,为油压系统供油,2秒后其中一个电磁铁通电,液压系统驱动换向阀动作,达到相应的阀位,并由对应位置的接近开关反馈给阀位指示灯,一般1.5秒换向阀体完成动作,若动作6秒后仍无反馈信号,则对应位置指示灯闪烁、系统报警;正常到位后,根据燃气流量计算出的延迟时间打开气动快切阀,到此完成一次换向动作。此信号由计时器报警输出接点给出,其余信号皆由运行程序给出,彼此间的运行顺序由程序控制。这样通过控制换向阀的动作,使进入炉内的冷燃气和空气经过蓄热室加热,成为热的燃气和空气,提高燃烧效率,而从炉内排出的烟气的热量被蓄热室内陶瓷球吸收,排出的烟气温度低于150℃,从而减少能源流失,达到节能目的。并且通过煤气侧及空气侧的循环燃烧,使炉内温度稳定,钢坯温度均匀有利于安全稳定的生产。

2.1.2 煤气燃烧的安全控制

在燃烧过程中,空气和煤气按照一定的空燃比进行燃烧,任何一种燃烧介质条件变化使空燃比异常,可能造成重大事故,因此系统设置了煤气总管压力低、空气总管压力低、煤气引风机停止、空气引风机停止等四项声光报警系统,并且在上述四项任意一项报警条件满足时,煤气总管上的快速切断阀关闭,切断煤气来源,保证安全。

2.1.3 气动快切报警系统

三个加热段的煤气四通换向阀前均设有气动快切阀,气源由两台空气压缩机提供,一备一用。正常情况下压缩空气压力大于0.3MPa,当压缩空气压力小于0.3MPa时,空气压缩机启泵;当压缩空气压力低于0.13MPa时,闪光报警仪报警,此时另一备用空压机自动启泵,两台空压机同时工作,提供满足压力的压缩空气,以驱动气动快切阀,保证其正常工作。

2.2 燃烧控制系统功能

燃烧控制系统通过加热炉测温元件检测,经二次仪表的线性化处理,经PLC控制和调节执行单元,达到控制炉温的目的,并通过上位机显示,为操作人员提供加热炉的各项技术指标。

2.2.1 燃烧控制原理

PLC接受来自现场的流量、温度、阀位等信号,经过程序处理、输出,控制现场的电动蝶阀,保证进行燃烧的煤气和空气流量,从而达到控制炉温的目的。其原理简图如图2所示(以一段为例)。

2.2.2 实时数据处理、显示及报表打印

实时数据的处理、显示及打印采用SIMAT-ICWinCC5·0软件。WinCC5·0是基于PC的可视化监控软件,在自动化环境中,通过大量的通讯接口,全面地进行过程信息和数据的处理。它与STEP7的功能相集成,直接使用ST EP7变量表,调用STEP7功能块,具有参数处理、图形管理、曲线管理、归档管理、报表管理等功能。显示画面包括系统趋势、工艺流程以及系统功能画面,共包括16个功能画面。系统趋势包括5个压力、7个流量、30个温度曲线,工艺流程包括主体流程图、模拟侧视图和模拟俯视图,系统功能包括预热段调节、加热段调节、均热段调节、煤气压力调节、报警画面。并通过布局的设置打印报表、曲线以及功能画面。

2.2.3 汽化冷却自动控制系统

轧钢厂加热炉炉底水管采用汽化冷却方式进行冷却汽化冷却系统采取自动控制供水,当与炉底水管相连接的锅筒水位低于规定下限时,上水控制开关闭合,控制给水泵接触器接点闭合,给水泵运行,为锅筒供水,当水位达到规定上限时,上水控制开关断开,控制给水泵接触器接点打开,给水泵停止运行,保证锅筒水位正常,从而保证炉底冷却水正常循环。同时设有安全阀、压力超压报警、自动排污等安全设施。

3 结束语

该自动控制系统自投入以来效果显著,系统稳定可靠,操作简单方便,并减轻了工人的劳动强度;实现了对加热炉炉温、蓄热室温度的控制,减少了热能损失;燃料吨钢消耗由原来的2.1GJ/t降至1.53GJ/t,每年直接经济效益2100多万元。

摘要：无论生产什么产品的轧钢厂,加热炉都是这条生产线的龙头。加热炉能否保证安全、正常的运行,能否经过标准化作业,加热出合格的板坯,对整个轧线能否安全、持续、顺行的进行生产,都有着至关重要的决定作用,所以加热炉是一个不可忽视的重要环节。本文就轧钢厂加热炉自动控制系统进行探讨,具有一定的参考价值。

关键词：轧钢厂,加热炉,自动控制系统

参考文献

[1]李兴山,徐贤.基于PLC与计算机集成的补给水处理系统开发[J].中国科技信息,2006(,09).

[2]王卫红,裴振,李志军,任巍.烧结冷却机余热回收控制系统在武钢三烧应用实践[J].冶金能源,2006(,03).

[3]陈裕国,.用PLC和变频器在自动分压机中实现位置控制[J].机床与液压,2006(,05).

[4]许民龙.可编程控制器(PLC)控制理论和现场监测[J].煤矿机械,2006(,05).