蓄熱式步進加熱爐電氣控制系統設計畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 .............................................................................................................30 步進梁平移 ......................................................................................................................................31 步進梁周期動作 ..............................................................................................................................32 步進梁的保護 ..................................................................................................................................33 報警 ..................................................................................................................................................33 與其他設備的連鎖 ..........................................................................................................................34 出爐側電氣控制 ........................................................................................................34 出鋼控制 ..........................................................................................................................................34 出爐輥道控制 ..................................................................................................................................37 出料爐門升降裝置 ..........................................................................................................................37 板坯跟蹤 ....................................................................................................................38 跟蹤斷的劃分 ..................................................................................................................................38 輥道跟蹤 ..........................................................................................................................................38 加熱區跟蹤 ......................................................................................................................................39 跟蹤轉換 ..........................................................................................................................................39 輥道間的配合運行 ....................................................................................................40 本章小結 ....................................................................................................................40結論 ......................................................................................................................................41參考文獻 ..............................................................................................................................42致謝 ......................................................................................................................................43安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書共 43 頁 第 1 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第 1 章 緒論 研究背景 能源的競爭是鋼鐵工業正在面臨的挑戰，降低能源消耗、建立環境友好的鋼鐵企業已經成為鋼鐵工業可持續發展的一個重要方面，也是鋼鐵工業利潤增長的一個重要的基礎工作。中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十一個五年規劃的建議中也提出， “十一五”期間單位國內生產總值能源消耗要比“十五”期末降低 20%左右，重點抓好冶金、建材、化工、電力等行業的節能降耗工作。軋鋼加熱爐的能源消耗約占冶金行業能源消耗的 10%左右，其中軋鋼加熱爐又占了 75%至 80%。中國冶金行業的軋鋼加熱爐在產量、爐型結構、機械化、自動化水平及理論操作上與國外還存在一定的差距，爐子噸鋼燃耗高、效率低，造成了能源的極大浪費因此提高加熱爐效率、搞好加熱爐節能工作，是降低軋鋼生產成本，實現鋼鐵企業可持續發展的有效方法之一。 因此，要想提高燃料利用率，降低能源消耗，減少鋼坯氧化燒損，提高加熱質量，從而充分創造整個軋線生產過程的經濟效益，就要合理地選用加熱爐。爐型結構的選擇：爐型結構是加熱爐節能與否的先天性條件，因此在加熱爐新建時應該盡量考慮到加熱爐節能的需要。爐型結構的新建或改造，要使燃料燃燒盡可能多的在爐膛內發生，減少出爐膛的煙氣熱損失；要盡可能多的江煙氣余熱回收到爐膛中來，提高爐子的燃料利用系數；盡量的減少爐膛各項固定熱損失，提高爐子熱效率。 減少爐膛熱損失：爐膛熱損失主要包括水冷、爐門輻射、逸氣、爐襯散熱等熱量損失。減少這部分熱量可以大幅度降低單耗。 煙氣余熱的回收利用：造成大量熱損失的主要原因還有煙道系統熱損失及換熱器換熱效率不高。 換熱器的合理選擇：燃燒器作為加熱裝置，越來越得到人們的重視，燃燒器的技術進步也飛速發展，應用比較廣泛，因此要選擇加熱質量和節能效果比較好的燃燒器。 國內外研究現狀 步進式爐的現狀 美國米蘭德公司于 1967 年 4 月成功設計出了世界上第一座步進梁式加熱爐。同年 5 月由日本中外爐公司為名古屋鋼鐵廠設計的第二座步進梁式加熱爐也成功面世。從此加熱爐進入了步進式爐的時代。 相對于其他爐型，步進梁式加熱爐的優點顯而易見。其具體優點如下： ①鋼料靠步進梁的運動在爐內通過，因此鋼料之間可以留出間隙，不會產生粘結，鋼料之間空出一定間隙，還能縮短加熱時間，對氧化、脫碳要求嚴格的鋼料，安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書共 43 頁 第 2 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊還因縮短在爐時間而能減少氧化和脫碳。 ②鋼料和步進梁之間沒有摩擦，避免鋼料表面在加熱過程中產生劃傷。 ③爐子長度不受推鋼長度的限制。 ④外形不太規整和厚薄不同的鋼料在裝護時不受限制。 ⑤爐內鋼料在必要時可以利用步進機構全部出空或退空，修爐時可以縮短停爐時間，減輕出空爐子的勞動強度，待軋時可將鋼料倒退一段距離，這樣避免了出料端鋼料的冷卻和氧化、脫碳。 ⑥通過改變鋼料之間的間隙、步進梁的水平行程和步進周期的時間，使加熱操作比較靈活。例如當爐子產量降低時可將鋼料間距加大，減少爐內裝料量，但鋼料在爐內加熱的時間不變。 我國的鋼鐵生產起步較晚，在建國后雖有所發展，但受歷史和技術原因，七十年代仍處于世界落后。八十年代后，在國家經濟建設的號召下，大量引入外國先進技術，國內鋼鐵生產有了長足進步。至今為止北京鋼鐵設計研究總院已經設計投產了 40 余座步進爐，已遍及熱連軋、型鋼、棒線材、帶鋼、無縫管、開坯、鍛壓等鋼廠以及鋼帶廠，1994 年相繼投產的太鋼、梅山熱連軋廠的步進梁式爐，額定產量分別為 180t/h 和 280t/h，重慶鋼鐵設計研究院為攀鋼 1450 熱連軋廠設計的步進梁式爐，額定產量為 150t/h，也在 1992 年投產。從此國內進入步進式加熱爐的時代。 蓄熱式爐的現狀 ①國外蓄熱式加熱爐的應用概況 用蓄熱室來預熱空氣和燃料是一項較早的技術, 早在 19 世紀中期就開始應用于高爐、熱風爐、焦爐等規模大且溫度高的爐子, 但傳統的蓄熱室采用格子磚為蓄熱體、傳熱效率低、蓄熱室體積龐大, 其換向閥結構復雜、效率比較低, 換向周期長, 因此沒有得到重視。由于 20 世紀 70 年代的能源危機后 , 節能工作得到各個國家的重視, 加之科學技術的不斷進步出現了結構簡單、控制方便、可靠性強的換向系統。1982 年英國 Hot Work Development 公司和 British Gas 研究院合作, 成功開發出第一座使用陶瓷小球作為蓄熱體的新型蓄熱式加熱爐，節能效果顯著。近 10 年來蓄熱式燃燒技術得到長足發展, 很多國家都在研究各種蓄熱式燒嘴和高效蓄熱式燃燒技術以及高風溫燃燒技術。 ②國內蓄熱式加熱爐的應用概況 我國蓄熱式加熱爐的開發研究雖然起步較晚，但在國內科研院和軋鋼企業的共同推動下得到了蓬勃發展。 加熱爐控制系統的概況 目前加熱爐生產控制系統廣泛應用有以下主要技術：安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書共 43 頁 第 3 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ PLC 及 DCS 控制技術隨著時代的進步和自動化控制技術的不斷發展，PLC 和 DCS 已經成為工業生產中應用最為廣泛的控制系統，它將計算機網絡技術應用到基礎自動化級和過程控制管理級中同時還采用了 Field Bus 現場總線技術進行通訊。在以前，對于大規模的系統通常采用 PLC 作為其電控系統部分，而采用 DCS 作為其回路控制即過程量控制。近年來 DCS 增強了邏輯控制的功能，同樣 PLC 也加強了回路控制的功能，且彼此能互相覆蓋。但對于加熱爐來說通常采用 DCS 來控制儀表系統，因為儀表系統的控制比較復雜，而開關量的控制卻相對簡單。電氣控制系統則對 PLC 的開環模擬量循環控制周期、采樣刷新周期、模擬量分辨等有嚴格的要求。因此要保證步進梁的檢測控制精度，減少坯料從入爐到出爐的跟蹤誤差，最好采用高速 PLC優化軟件設計，以保障系統的正常運行。 全數字式傳動技術的應用全數字直流調速技術隨著電子信息技術的發展而日趨完善。由于其具有模擬系統無法比擬的優點，即高智能化的數字系統，使其具備了高性能的靜、動態特性以及可靠性高，體積小，免維護，調試方便等特點。讓其成為近幾年各工業生產環節中最為廣泛應用的調速裝置。如今全數字化的交流逆變裝置和全數字化