宣钢高线加热炉电气系统改进与优化

2018-11-29杨阳

科技与创新 2018年11期

杨阳

（河钢集团宣钢公司二钢轧厂，河北张家口 075100）

1 概述

宣钢线材工程是由全连轧、高架式布置的大盘卷和高速线材复合热轧生产线组成，建设规模为年产600000 t合格卷材，其中大盘卷250000 t/年，高速线材350000 t/年。在投产初期，由于设计、制造、控制等一系列问题的存在，导致了全线部分电气设备运行不稳定，控制程序不完善，严重阻碍了生产的正常进行，影响全线作业率。高强度棒线材工程在投产以后不久，由于原设计、制造、控制等方面存在诸多不合理的地方，没有充分考虑到过钢节奏的加快和现场环境等诸多因素的影响。随着高速生产线的建成投产，尽快地达产达效、提高平均产量水平、提高生产作业率成为了检修公司电控四车间的首要任务。此时，部分设备表现出来的运行不稳定及其使用寿命情况存在很大的隐患问题。如果这些问题得不到解决，不仅制约着上述目标的实现，而且给生产成本下降带来了极大的困难。在技术改造的基础上进一步改造和优化，并根据高强度棒线材工程自身设备的特点提出适当的方案。实践证明，改造后的设备事故停机率要比改造前大幅度降低，设备运行稳定。

2 消除加热炉稳定性的因素

2.1 入炉冷检检测不稳定

加热炉装钢口处两个冷金属检测器是由反光板反射其发出的红外线来检测是否有钢的。由于钳工对入炉辊道进行了改造，加上周围环境震动大，有时会有检测不到钢坯的情况，造成入炉辊道不能高速运行，只能以低速装钢，严重影响了运行效率。

2.2 加热炉顶换向阀接近开关频繁损坏

蓄热式加热炉的特点就是利用燃烧产生的烟气余热来预热未燃烧的煤气和空气，使热量能够充分利用，达到提高燃烧效率的目的。其关键部分就是换向系统。其中检测换向阀采用的是行程开关。由于运动频繁，开关经常损坏，影响加热炉运行，造成故障时间。而且其个体差异较大，不适用定期更换的维修方案。

2.3 炉区辊道变频器不能远程和集中控制

轧钢系统中加热炉是十分重要的设备之一，而与加热炉配套的输送辊道也是轧钢流程中不可缺少的重要环节，入炉和出炉悬臂辊道担负着将钢坯装入和送出炉体的重要任务。由于炉区现场的恶劣环境以及钢坯本身的原因等等诸多因素的影响，入炉出炉悬臂辊道及其相关设备事故频发，这极大地制约了轧钢生产线的稳定运行。

2.4 出入炉悬臂辊冷却水系统缺陷

出入炉悬臂辊是加热炉区域的重要设备，入炉悬臂辊由6台电机组成，装钢时钢坯经上料台架、测长辊道、入炉辊道进入加热炉内送到入炉悬臂辊上。推钢机将钢坯推到步进梁定梁上完成一根钢坯的装钢。钢坯出炉时由步进梁动梁将钢坯送到出炉悬臂辊上，当条件满足时出炉悬臂辊将钢坯送到出炉辊道上，完成钢坯的加热过程。出入炉悬臂辊是加热炉区域的重要设备，由于原来出入炉悬臂辊冷却水系统没有报警，经常会发生因为工作人员未知已停泵，导致烧损悬臂辊，影响了正常生产。为了能够在停泵时及时报警，避免悬臂辊烧损，我们需要加装冷却水报警系统。

3 稳定加热炉运行的措施

3.1 入炉冷检改造

加热炉装钢口处两个冷金属检测器是由反光板反射其发出的红外线来检测是否有钢的。由于钳工对入炉辊道进行了改造，加上周围环境震动大，有时会有检测不到钢坯的情况出现，造成入炉辊道不能高速运行，只能以低速装钢，严重影响了运行效率。经过讨论与实验，我们用高精度直接反射型冷金属检测器代替原来的冷检，又对其基座进行了进一步的加固。这种冷检把红外线直接投射到钢坯表面，利用其反射回来的红外线来检测是否有钢，从而缩短了红外线发射的距离，减少了散失，提高了检测精度。经过多月来的运行，状况令人满意，装钢效率有了明显的提升。

3.2 加热炉顶换向阀接近开关改造

蓄热式加热炉的特点就是利用燃烧产生的烟气余热来预热未燃烧的煤气和空气，使热量充分利用，达到提高燃烧效率的目的。其关键部分就是换向系统。其中，检测换向阀采用的是行程开关。由于运动频繁，开关经常损坏，影响加热炉运行，造成故障，且其个体差异较大，不适用定期更换的维修方案。经过反复比较与讨论，我们采用了行程开关和接近开关并联双保险的方法进行改造。两种开关检测方式不同，同时损坏的可能性极小。加上定期检查更换，将故障发生的可能性降到了最低。经生产实践，故障时间大大缩短。

3.3 炉区辊道变频器改造

轧钢系统中加热炉是十分重要的设备之一，而与加热炉配套的输送辊道也是轧钢流程中不可缺少的重要环节，入炉和出炉悬臂辊道担负着将钢坯装入和送出炉体的重要任务。由于炉区现场的恶劣环境以及钢坯本身的原因等等诸多因素的影响，入炉出炉悬臂辊道及其相关设备事故频发，这极大地制约了轧钢生产线的稳定运行。为了解决这方面的难题，技术人员决定采取远程与现场相结合集中控制备用变频器的方法来缩短故障时间给生产线造成的影响。入炉及出炉悬臂辊道采用的是远程变频器的自动控制，是由操作人员通过现场的操作，把操作信号通过现场远程站给到炉区控制主PLC（PLC1），由PLC1再把信号传递给炉区电磁站（1#电气室）内相应的变频器来实现的。我们首先在原有的备用传动柜内安装一台备用变频器，将其组态到原有的PLC硬件组态中，用DP网将其与原有网络连接起来，更改其为一个独立的地址，将原有的入炉或出炉辊道变频器参数下载到新备用变频器中，并修改其相应地址。将其变频器进线端与其他两路变频器连接起来，出线端分别用两个刀闸开关控制。

3.4 出入炉悬臂辊冷却系统升级

当出入炉悬臂辊出现故障时，钢坯由入炉到出炉的过程就不能顺利完成，进而影响正常生产。由于原来出入炉悬臂辊冷却水系统没有报警，经常会发生烧损悬臂辊的现象。为了能够在停泵时及时报警，避免悬臂辊烧损，我们加装了冷却水报警系统。具体操作为：在冷却水回水管路上加装了压力变送器和热电阻，用来检测回水管路上的回水压力和水温。这两个电气信号并联使用，当停泵后，回水管压力减小，管路水温升高。两个检测元件同时使用，就可以准确地判断出悬臂辊冷却水系统停泵，这样能够更加可靠地检测冷却水的情况。我们把两个信号都直接引入加热炉PLC系统，安装了相应的报警程序，并在主画面制作了相应的报警画面和声光报警，这样当悬臂辊冷却水出现问题时，就能够及时报警，及时发现问题，减少出入炉悬臂辊的烧损，避免了材料、备件费用的浪费，避免了重大事故的发生，从而保证了生产的顺利进行。