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步进式加热炉自动控制系统方案--第1页
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步进式加热炉自动控制系统的设计
1引言
加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展,现代化
的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉,其生产应符合高产、优质、
低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求,以提高其产品的质量,增强产品的
市场竞争力。
我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种,但推钢式炉有长度短、产量
低,烧损大,操作不当时会粘钢造成生产上的问题,难以实现管理自动化。由于推钢式炉
有难以克服的缺点,而步进梁式炉是靠专用的步进机构,在炉内做矩形运动来移送钢管,
钢管之间可以留出空隙,钢管和步进梁之间没有摩擦,出炉钢管通过托出装置出炉,完全
消除了滑轨擦痕,钢管加热断面温差小、加热均匀,炉长不受限制,产量高,生产操作灵
活等特点,其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要
求。全连续、全自动化步进式加热炉。这种生产线都具有以下特点:
①生产能耗大幅度降低。
②产量大幅度提高。
③生产自动化水平非常高,原加热炉的控制系统大多是单回路仪表和继电逻辑控制系
统,传动系统也大多是模拟量控制式的供电装置,现在的加热炉的控制系统都是PLC或
DCS系统,而且大多还具有二级过程控制系统和三级生产管理系统。传动系统都是全数字
化的直流或交流供电装置。
本工程是某钢铁集团新建的φ180小口径无缝连轧钢管生产线中的热处理线部分的步进
式加热炉设备。
2工艺描述
本系统的工艺流程图见图1。
步进式加热炉自动控制系统方案--第1页
步进式加热炉自动控制系统方案--第2页
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图1步进式加热炉工艺流程图
淬火炉和回火炉均为步进梁式加热炉。装出料方式:侧进,侧出;炉子布料:单排。
活动梁和固定梁均为耐热铸钢,顶面带齿形面,直径小于141.3mm钢管,每个齿槽内放一
根钢管。直径大于153.7mm的钢管每隔一齿放一根钢管。活动梁升程180mm,上、下各
90mm,齿距为190mm,步距为145mm。因此每次步进时,钢管都能转动一角度,使钢管
加热均匀,并防止在炉内弯曲变形。步进梁能进行正循环,送循环、单动、点动各种动
作,升降时对钢管轻托轻放,前进时缓起缓停,无振动冲击和失控现象。同时,具有踏步
功能,踏步时向后步距为45mm,使钢管在原齿槽内不断转动。
固定梁用带保温支柱支撑其顶面高出炉底520mm。使炉气能围绕钢管形成良好的循
环,保证均匀加热。
淬火炉沿炉长方向分为装料段、加热段和保温段。装料段炉顶压低,不装排烟予热钢
管三个测量温度点),以免钢管突然受到强大热流冲击产生弯曲变形。
加热段沿炉宽方向分为四个区段进行比例燃烧和温度控制。保温段沿炉宽方向分4区
段进行脉冲燃烧和温度控制用二套控制器),以确保保温区炉温±5℃和保温后钢管全长
温度均匀性在10℃以内的要求,同时更方便用户控制钢管端温度,满足淬火需要。淬火炉
最高控制炉温960℃,允许max1050℃。
回火炉沿炉长方向分为装料段,加热段,均温段和保温段。同样装料段不设烧嘴。加
热段沿炉宽方向分二个温区,中间8个烧嘴为一个温区,两边各4个烧嘴合起来为一温
区,用一个脉冲控制器控制。均温段、保温段沿炉宽方向各分为四区每二个温区一个控
制器),均采用脉冲燃烧温度控
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