轧钢电气自动化技术及创新

凌夏楠

摘要：本文主要针对轧钢生产线概述以及轧钢电气自动化技术及其创新进行简要分析，仅供参考。

关键词：轧钢；电气自动化；技术；创新

中图分类号：C35文献标识码： A

一、轧钢生产线概述

1、轧钢概念

所谓轧钢是指在轧辊之间促使钢锭与钢坯形状在受到压力条件下加工时不断改变的过程。轧钢与其它压力加工目的相同，都是为了取得所需形状，如：带钢、钢板及线材等造型各异的钢材。同时，轧钢也是为了有效改善钢材内部质量，现代人们生活中常见的锅炉钢、汽车板、螺纹钢、桥梁钢及镀锌板、管线钢、电工硅钢等均是由轧钢工艺技术加工形成的。

2、轧钢生产线构造

2.1加热炉

以某线材三厂的前道加热炉为例，这台加热炉名字是210t/h蓄热步进梁式加热炉，属于蓄热式燃烧，它将纯高炉煤气当作燃料，同时对煤气、空气实施双蓄热预热，预热温度至1千摄氏度左右，在一定程度上可以减少排烟损失，并节约燃料。该方式保证炉温均匀，并可有效消除小范围内高温，并对加热工艺流程有一定程度的改善，继而提升产品质量，缩减氧化烧损程度，延长炉子使用期限。

2.2轧机

轧机作为进行轧制金属整个流程的重要设备，主要指完成轧材生产整个过程的装备，包括起重运输设备、主要设备及各种附属辅助设备等。通常所说的轧机只指主要设备。现代冶金行业不断进步，产生了各种类型的轧机，其主要设备包括工作机座与传动装置两部分。

二、电气自动化在钢铁企业的具体应用分析

电气自动化技术的触角已经深入钢铁企业中的大到机器设备，小到电器元件的应用当中，成为钢铁企业中独特的钢铁自动化的发展系统。随着钢铁企业内部各方面力量的提高和技术的完善，电气自动化技术的发展也日渐成熟，下面将列举重要内容以阐述该项技术在钢铁企业的具体应用。

1、可编程逻辑控制器

可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）的操作系统具有较高的稳定性，操作方法简易，且对客观的工作条件无过高要求等优势，因此深受众多钢铁企业的青睐。PLC的操作设备主要使用在主要环节是贴水脱硫的处理、转炉卸料和出渣除尘等流程，以实现各个流程的自动化，从而有助于提高企业炼钢的质量和工作效率，是企业节约资源、能源，创造更多经济效益的重要途径。

2、电气元件

电气元件在钢铁企业的应用较广，不仅涉及生产工序，也深入活跃在检测程序中，应用的电器元件主要有：传感器和继电器、变频器和断路器等。例如传感器（transducer/sensor）的应用，是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，是实现自动化检测与自动控制的最重要的环节。传感器的类型较为多样化，有压力式传感器、和温度式传感器等。

3、检测设备

钢是钢铁企业重要的生产产品，对其制造的品质具有严格的标准限定，所以在制造环节必须严格按照相关标准进行测试和检验。通过应用电气自动化的技术，能够有效实现制造全程的动态监管，保障良好的产品制造品质。钢铁企业制造条件的优劣不仅对生产工作者产生影响，也会对客观环境产生影响，所以，需要对工作条件给予严格的测试和监控。通过应用电气自动化进行动态监测，例如检测释放的气体中含有元素、检测加热程序中含有的废气元素等，能够有效减少和控制对环境造成的污染，规范钢铁企业的生产经营行为。电气自动化中的检测技术避免了人工测量产生的误差，并且具有测量效率高效，测量数据准确等优势。例如在轧钢环节中，应用红外温度自动化测试的仪器，利用红外线的特性将铸件产品的数据进行扫描和成像，提高了测量的精准度。总而言之，电气自动化普遍应用与钢铁企业生产制造的各个环节中，在钢铁企业的发展中创造了不可估量的价值。

三、轧钢电气自动化技术及其创新研究

1、轧钢电气自动化控制体系

在生产轧钢的过程中，需用多种自动化装备及先进的技术。随着轧钢电气自动化控制体系的发展，其生产慢慢向着连续化、大型化的方向发展，且生产越来越高速、精密，各种自动化控制程度越来越高。然而在轧钢生产线前蓄热式步进加热炉及后风冷辊道均需单独操作使用，不属于自动化控制体系。

2、速度级配控制与直流调速装置

2.1速度级配控制

将速度调节分成两部分，即以精轧机与11H粗轧机作为末机架的重要组成部分，且二者调节原理相同。本文主要以11H粗轧机当作末机架为例阐述轧钢电气自动化速度的单调和联调过程与原理。在具体生产过程中，若11H轧机速度较慢，则主控台操作人员可能会按下11H轧机按钮，并拨动增速开关，此时要求增速信号发送至PLC，继而PLC流程开始对处理速度进行调节，并提高11H速度，此为单调过程，每台轧机均可进行单调。若全部轧机的速度均较慢，那么主控台相关操作者可对其实施联调，并将11H当作标准向上游进行联调，但需遵照联调规律。

2.2直流调速装置

本文所研究的直流调速装置主要将西门子6RA70作为中心组成部分，同时将西整大功率晶闸管作为核心构建功率部分，然后借助嫁接技术组成。其传动体系用西门子6RA70装置进行扩容，并配备了型号为PROFIBUSDP的通讯设施，当该调速装置接收到由S7-400PLC借助网络系统传输过来的各种轧机速度数据以后，通过相应处理西门子的6RA70装置则会发出触发脉冲信号，这种信号由放大电路放大之后为西整大功率晶闸管提供服务，并导通晶闸管，促使其回馈电压电流信号通过一定程度的缩小处理送入西门子6RA70装置内部，进而判断触发角度大小。

3、轧钢电气自动化技术创新

现阶段，国内轧钢电气自动化技术创新性研发工作表现出投资少、流程短、效益高及环保、适应性强的特点，新的工艺技术被不断运用。同时产品的外观尺寸精度得到进一步提升，行业内相关人士越来越重视应用改变产品的外观形貌及内部质量的技术。且各种生产技术装备向着连续化、现代化及大型化的方向发展。随着现代企业对于信息化建设程度的重视，轧钢自动化技术取得了飞速发展，相应地要求各大企业结合自身实际发展需求，合理吸纳国内外同行业的技术成果，深入研究冶金自动化信息技术，并对轧钢声场工艺流程进行严格的控制，强化各种冶金装备的日常维护、检修工作，确保企业和谐全面发展。创新轧钢电气自动化技术既能提升产品质量，又能与生产精细管理需求相吻合。

四、轧钢电气自动化技术系统配置创新

1、输入输出集中监控方式

这种方式主要指把电气系统中的各种馈线在现场设置、设备的输入输出接口部位，借助电缆线把集控室DCS的输入输出通道进行连接，并转换模数进入PCS组态，促使DCS充分发挥监控全厂电气设备的作用[5]。这种监控方式易于维护，且速度快，监控防护等级较低，以较低的资金投入获得DCS对各种电气设备的有效监控。其缺点在于随着监控对象的增多促使DCS主机冗余不断下降，增多电缆使用量，同时远程输送时带来的干扰可能导致DCS的可靠性降低。

2、远程智能输入输出方式

这种方式主要在数据采集集中、距离控制室较远的地方设置远程输入输出采集柜，各种设备的输入输出信号主要由硬接线电缆和采集柜相连接，控制室中的DCS控制器主机柜和采集柜由双绞线或者光纤线相衔接。远程智能输入输出所用的电缆线数量少，进而节约了安装各项环节，且其拥有较高的可靠性，还能完成类似数据处理、检验及校正的相关功能。

结束语

研究分析轧钢电气自动化技术的创新性，先要熟悉各个轧钢厂轧钢生产线的组成部分，在此基础上合理应用速度级配控制体系与直流调速装置，才可能对轧钢电气自动化技术进行合理化创新，进一步为轧钢厂带来巨大的经济效益。未来的轧钢电气自动化技术将以计算机网路技术、PLC控制技术为基础，进一步提升信息加工与资源共享水平，组建更加先进的技术系统，促进机电一体化进程，推动轧钢电气事业的发展。

参考文献

[1]李燕妮.钢铁行业成本管理问题及对策研究[J].中国新技术新产品,2014,14:142.

[2]徐翀.自动化仪表在钢铁工业中的应用与发展[J].价值工程,2014,21:24-25.

[3]方海明.钢铁工业自动化发展状况及展望[J].经营管理者,2014,21:89.

[4]牛翠英,席忠.电气自动化技术在钢铁企业中的重要意义分析[J].科技创新与应用,2014,21:116.