加热炉自动装钢故障的研究与处理

李健 余邦民

摘  要：本文主要针对加热炉自动装钢故障及其处理措施进行分析，目的是促使设备稳定运行，确保生产安全。

关键词：加热炉;自动装钢;故障

中图分类号：TE963                                    文献标识码：A                                            DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.05.193

加热炉自动装钢故障问题在实际生产中发生率最高。95%以上的故障都是因为加热炉自动装钢故障导致，据统计每个班次加热炉自动装钢失效的次数可以超过六次。由此可见，加热炉自动装钢故障直接耽误了工厂的正常生产，需要相关人员加强对该故障问题的分析，总结故障处理措施。

一、加热炉自动装钢步骤及故障分析

工作人员要想对加热炉自动装钢故障进行全面分析，就需要将PDA实时监控系统安装上。之前的自动装钢控制系统中没有纳入实时监控装置，明显增加了故障处理难度。而将PDA实时监控装置安装到自动装钢控制系统中可以满足工作人员实时监控的需求。一是将iba服务器和锟道PLC借助以太网连接在一起，将NetPro网络在程序中打开，构建起iba和PLC之间的连接。锟道PLC程序中要构建起新的功能块，如数据功能块、PC401功能块以及DB2001数据块。在PC401功能块中需要将开关量赋值到DB2001上，模拟量也要赋值到DB2001上。重新设置iba服务器，满足工作人员实时监控的需求。工作人员量ibaI/O管理画面打开就可以清楚知道新增加的锟道PLC中IP地址，并检测到数据流量[1-2]。

准备装钢、自动对中、钢坯在装钢机的帮助下装入炉内是加热炉自动装钢的主要步骤。自动装钢环节操作交单，设备出现问题的情况不多。钢坯在装钢机的帮助下装入炉内该环节出现问题的情况也不常见。故障发生率最高的就是在自动对中环节，由于该环节导致自动装钢失效达到了96%。

自动对中环节需要参照允许装钢的信号，操作人员在二级画面上操作。二级命令会被一级锟道PLC接收到，之后将需要装的板坯在锟道的帮助下向炉前运送，并在炉前减速对中。通过PDA监控可以发现自动装钢故障实际情况，其中冷金属检测器稳定性不佳和锟道控制程序有待完善是導致自动对中失效的主要原因。金属检测器主要起到跟踪物料的作用，其优点如下，一反射镜和传感器可以一起作业，可在不需要借助电路的情况下将反射镜安装在锟道下方;二铸铝外壳，并配置空气吹扫功能可以对冷却旁板和透镜窗罩进行保护;三是二极管发射出来的可见光，有效距离在8m，缺少对环境光的敏感性;四是灵敏度电位器在调节时，可将辅助信号接线插孔和动作指示灯向外提供。该设备的缺点是环境振动大，光栅的光通道会偏离原来的位置。即便是很小的震动都会导致金属检测器工作失误。锟道下方安置的反光镜，一旦锟道冷却水喷射到反射镜上，将出现检验失误的情况。此外，自带保护罩的反射镜设计不合理，重新设计后并增加了空气吹扫功能效果显著。最后热装坯料不断增多会破坏反光镜面。由此可见，自动装钢失效的主要原因与光栅稳定度较差有关。

锟道PLC的启动、停止、控制与钢坯位置有关。厚板钢坯规格较多，通过PAD监控发现速度不匹配的情况经常出现在宽度和厚度分别为1450mm、220mm以下的钢坯对中作业中。钢坯斜在锟道上会引起自动装钢失效。

二、加热炉自动装钢故障解决措施

分析加热炉自动装钢故障发生的原因可制定针对有效的解决措施。工作人员借助软件编程实现光栅功能的思路，改变了对硬件光栅过度依赖的情况，并促使板坯运输锟道程序进一步优化，降低了钢坯打斜的发生率。以上问题得到解决加热炉自动装钢失效发生率就会极大减少。

工作人员根据锟道速度跟踪钢坯头部，发现光栅只有在正常运行的情况下才可以启动钢坯头部计数。呈现在HMI画面上的钢坯头部数据如果出现异常，则可以对其屏蔽上，避免了异常数据对跟踪程序计算的影响。对复位程序进行设置，每次对中钢坯只有一块，一块钢坯跟踪计算后要复位程序，计数器清零，进行下块钢坯对中。对装钢锟道跟踪布置图重新规划，如图1所示。

钢坯头部跟踪数据是四道装钢定位采取的方式。计数Y=KX是钢坯头部位置计算公式，其中K代表锟道实际速度，X代表钢坯运行时间。锟道运行速度要确保设计合理，合理的运行速度才能实现准确的对中。装钢速度设计为2.m/s，可以有效防止钢坯打滑，惯性较大的问题。此时钢坯与目标位置相距2m时，锟道要想实现准确对中需要将之前的速度降低为0.5m/s。编写程序。将一个FC170功能块增加到锟道PLC上，且FC170也纳入了新增的跟踪程序。此项跟踪程序可分为三部分，分别是速度跟踪计算、复位清零、CMD替换。最后PLC会将板坯运行时间计算出来，并通过以下公式计算出钢坯计算位置，钢坯计算位置=锟道实际速度×板坯运行时间。板坯距离目标位置相差2m时，运行速度会减慢，直到板坯与目标位置一样时方可停止[3-4]。

厚板钢坯规格多种多样，小钢板在惯性不足的情况下，难以确保钢坯与锟道同步运转。一旦两者运转不同步将引起钢坯在锟道中打斜。针对该问题需要对板坯搬运锟道程序进一步优化，将下一组锟道提前启动改为下面三组锟道提前运转，这样可延长钢坯走后时间，至少延时5秒钟，由此可将CMD对应锟道的功能停止。经过以上方式处理后，极大减少了每天装钢失效的发生次数，因为事故耗费的时间明显减少，自动化装钢效率明显提升。

三、结语

综上所述，引起加热炉自动装钢故障的原因较多，工作人员对各项原因展开分析，制定对应的故障解决措施，可明显减少每天自动装钢失效的发生率，对于提高自动装钢效率，促进工厂的稳定生产具有重要作用。

参考文献：

[1]吕际洋，赵立军，曲立山.加热炉自动装钢故障的研究与处理[J].冶金设备管理与维修，2016，34（3）：27-30.

[2]王立平.唐钢1700线加热炉自动装钢功能实现[J].大陆桥视野，2017，（20）：68-69.

[3]董一鸣.加热炉全过程自动控制[J].中国科技纵横，2018，（8）：43，45.

[4]王云峰.步进式加热炉全自动控制系统设计与实现[D].中国科学院大学，2018.

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