- 相關(guān)推薦
冶金業(yè)加熱爐控制體系完善論文
1引言
鋼鐵工業(yè)是能源消耗大戶,而其中冶金加熱爐的能耗就接近鋼鐵工業(yè)總能耗的1/4。加熱爐是冶金工業(yè)中重要的換熱設(shè)備,提高加熱爐的加熱效率,設(shè)計(jì)其優(yōu)化控制系統(tǒng),降低能源消耗,對(duì)整個(gè)鋼鐵工業(yè)的節(jié)能具有重要的意義[1]。同時(shí),隨著現(xiàn)代化軋機(jī)向連續(xù)、大型、高速、高精度和多品種方向發(fā)展,對(duì)板坯的加熱質(zhì)量要求提高,加上加熱爐具有強(qiáng)禍合、大滯后等特性,因而對(duì)加熱爐的控制提出更為嚴(yán)格的要求[2]。本文主要分析了冶金工業(yè)中的加熱爐及控制的相關(guān)問題,對(duì)控制系統(tǒng)的優(yōu)化進(jìn)行了探討。
2冶金步進(jìn)爐的發(fā)展及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
在國(guó)外,20世紀(jì)中葉,美國(guó)“表面燃燒”公司首創(chuàng)上下供熱的步進(jìn)梁式加熱爐(圖1);緊接著日本“中外爐”公司設(shè)計(jì)的爐子在名古屋熱軋帶鋼廠投入了生產(chǎn)。自此步進(jìn)梁式加熱爐成為20世紀(jì)70年代日本以及歐洲國(guó)家新建帶鋼軋機(jī)和原板軋機(jī)的主要用爐。[3,4]在國(guó)內(nèi),我國(guó)也于20世紀(jì)70年代從日本引進(jìn)3座步進(jìn)梁式爐;20世紀(jì)80年代寶鋼2050熱軋帶鋼廠從“斯太因”公司引進(jìn)了3座現(xiàn)代化的步進(jìn)爐。但是設(shè)計(jì)技術(shù)都是由國(guó)外“中外爐”公司和“斯太因”公司提供,尚未有自主產(chǎn)權(quán)和自主創(chuàng)新。步進(jìn)式加熱爐加熱比較靈活,爐長(zhǎng)在一定的情況下,爐內(nèi)的坯料數(shù)目是可調(diào)的。同時(shí)步進(jìn)爐可以通過改變坯料間距離來達(dá)到改變或保持加熱時(shí)間不變的目的。在步進(jìn)式加熱爐內(nèi)可以使坯料間保留一定的間隙,這樣擴(kuò)大了坯料受熱面,加熱溫度比較均勻,保證了加熱質(zhì)量。且步進(jìn)式加熱爐的爐長(zhǎng)不受限制。對(duì)于不利于推鋼的細(xì)長(zhǎng)坯料、圓棒、彎曲坯料等均可在步進(jìn)爐內(nèi)加熱。另外步進(jìn)爐操作方便,可以準(zhǔn)確地控制爐內(nèi)坯料的位置,便于實(shí)現(xiàn)加熱爐的自動(dòng)化操作,使用極為廣泛。[5]
3加熱爐控制系統(tǒng)分析及優(yōu)化
1580加熱爐是寶鋼企業(yè)引進(jìn)日本的先進(jìn)加熱爐設(shè)備,該加熱爐的控制系統(tǒng)是采用4級(jí)計(jì)算機(jī)控制,該系統(tǒng)包括基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)、過程級(jí)、生產(chǎn)控制級(jí)和區(qū)域管理船,相互之間通過以太網(wǎng)SCC光纖數(shù)據(jù)大道組成多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。[6,7]步進(jìn)爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本功能是信號(hào)傳遞、加工和比較。這些功能往往是由測(cè)量元件、變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來完成的。步進(jìn)爐自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。1580加熱爐計(jì)算機(jī)管理和控制系統(tǒng)控制的區(qū)域范圍是從爐子區(qū)的A1輥道開始,經(jīng)過A輥道、B輥道以及3個(gè)加熱爐,一直到板坯從爐內(nèi)抽出過程結(jié)束。1580加熱爐控制系統(tǒng)的工藝過程的簡(jiǎn)要和分析為:步進(jìn)式加熱爐控制系統(tǒng)首先接收上位計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱PCC)傳輸?shù)能堉朴?jì)劃,然后板坯庫(kù)搬送計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱SYC)按照計(jì)劃利用板坯搬運(yùn)小車、板坯升降機(jī)等等搬運(yùn)工具移到A1輥道。把板坯從板坯庫(kù)放入A1輥道結(jié)束后,SYC向SCC1(1580熱軋加熱爐計(jì)算機(jī)系統(tǒng))發(fā)送板坯電文,然后SCC1對(duì)該板坯開始進(jìn)行跟蹤并控制。板坯進(jìn)爐控制流程分析和優(yōu)化如下:流程基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)啟動(dòng)Al輥道,將扳坯從A1輥道移動(dòng)到A2輥道。在A2輥道完成對(duì)中后,SCC1向秤重機(jī)發(fā)出秤重命令請(qǐng)求。秤重機(jī)完成稱重后,通過基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)DATAWAY把結(jié)果傳送給SCC1。測(cè)長(zhǎng)則在板坯進(jìn)入A2輥道的時(shí)候進(jìn)行。這樣就簡(jiǎn)化了工藝流程,在提高效率的同時(shí)降低了能耗。SCC1根據(jù)板坯的長(zhǎng)度和重量確定該板坯合適裝入的爐號(hào)、列號(hào)。
并由操作工對(duì)計(jì)算機(jī)的判定結(jié)果和板坯號(hào)進(jìn)行板坯是否裝爐的最終確認(rèn)。確認(rèn)完畢后,SCC1便向基礎(chǔ)自動(dòng)化發(fā)出A2輥道啟動(dòng)命令,基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)把此板坯移動(dòng)到SCC1指定的爐前以及列前,并對(duì)此板坯進(jìn)行B輥道對(duì)中,SCC1收到對(duì)中完成信號(hào)后,向裝鋼機(jī)發(fā)出裝鋼的命令,由基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)將板坯裝入爐內(nèi)。板坯出爐控制流程分析和優(yōu)化如下:在板坯裝入爐內(nèi)后,SCC1向基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)發(fā)出步進(jìn)梁開始啟動(dòng)命令。然后基礎(chǔ)自動(dòng)化根據(jù)SCC1的命令把板坯從加熱爐的入口處逐步移動(dòng)至出口,在這過程當(dāng)中,SCC1周期性地進(jìn)行板坯的溫度以及爐溫設(shè)定計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送給儀表DDC控制系統(tǒng),儀表DDC控制系統(tǒng)同時(shí)把爐況的實(shí)際數(shù)據(jù)傳送給SCC1,隨后提供給自動(dòng)燃燒控制模型,作為周期控制的設(shè)定值計(jì)算。當(dāng)板坯到達(dá)出爐口時(shí),到達(dá)抽出時(shí)刻后,由SCC2向SCC1發(fā)抽出命令,之后SCC1向基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)發(fā)出抽鋼命令,基礎(chǔ)自動(dòng)化把由SCC1指定的爐列號(hào)的板坯從爐內(nèi)自動(dòng)抽出。等到板坯抽出后,SCC1向軋線過程監(jiān)控計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱SCC2)發(fā)出抽出完成電文,并向SCC2發(fā)出下一塊抽出板坯的信息,將出爐板坯的跟蹤任務(wù)移交給SCC2,SCC2從出爐輥道—C輥道開始進(jìn)行跟蹤和控制,SCC1對(duì)該板坯的跟蹤和控制宣告結(jié)束,盡量實(shí)現(xiàn)控制的最優(yōu)化。
4結(jié)語(yǔ)
為了適應(yīng)國(guó)際新技術(shù)的發(fā)展,使我國(guó)加熱爐水平與國(guó)際接軌,就必然要求我們從設(shè)計(jì)步進(jìn)梁式爐結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)到設(shè)備加工制造安裝,必須堅(jiān)持技術(shù)先進(jìn)和節(jié)能環(huán)保的方針。本文以1580步進(jìn)梁加熱爐控制系統(tǒng)為例進(jìn)行分析,給出了相關(guān)控制系統(tǒng)技術(shù)分析及優(yōu)化思想,對(duì)于今后加熱爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的幫助。另外,利用微機(jī)技術(shù)對(duì)步進(jìn)爐進(jìn)行優(yōu)化控制也是今后進(jìn)一步研究的方向。
【冶金業(yè)加熱爐控制體系完善論文】相關(guān)文章:
冶金業(yè)液壓伺服體系分析論文10-05
控制體系安全生產(chǎn)論文05-05
加熱爐論文04-30
完善制度體系05-02
納米材料標(biāo)準(zhǔn)體系完善的意義及措施論文04-27
電阻加熱爐溫度控制04-30