劉宏宇

（河鋼唐鋼信息自動(dòng)化部　河北唐山　063000）

前言

在實(shí)際應(yīng)用中，高線加熱爐具有節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)等優(yōu)良特點(diǎn)，本文結(jié)合唐鋼高線加熱爐為例來(lái)進(jìn)行論述。該加熱爐自裝料端口開(kāi)始，沿著整個(gè)爐長(zhǎng)方向主要為預(yù)熱、加熱、均熱等三個(gè)階段。其中預(yù)熱段長(zhǎng)度為6100mm加熱段長(zhǎng)度為7655mm，而均熱段長(zhǎng)度為6650mm。為了保證整體加熱爐工作期間爐內(nèi)溫度的合理控制，相對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)冷卻裝置進(jìn)行分析，具體如下：

1　高線加熱爐汽化冷卻自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成

高線加熱爐汽化冷卻自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要為基礎(chǔ)自動(dòng)化控制，在實(shí)際應(yīng)用中主要包括儀控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)兩個(gè)方面。該高線加熱爐汽化冷卻裝置主要負(fù)責(zé)對(duì)軟水進(jìn)水電控閥、循環(huán)泵、給水泵、汽包緊急排水電動(dòng)閥、自動(dòng)排污閥等幾個(gè)方面，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中還需要進(jìn)行軟水箱水位控制、壓力控制、除氧器水位控制、汽包水位控制、介質(zhì)參數(shù)控制等幾個(gè)方面。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用工藝要求的區(qū)別，高線加熱爐汽化冷卻控制裝置需要配置不同的硬件架構(gòu)。綜合考慮經(jīng)濟(jì)性及生產(chǎn)線運(yùn)行情況，在加熱爐設(shè)置獨(dú)立熱水循環(huán)系統(tǒng)，而給水除氧系統(tǒng)為公用設(shè)置，同時(shí)熱水循環(huán)系統(tǒng)采用統(tǒng)一的汽化冷卻控制系統(tǒng)，而公用給水除氧系統(tǒng)則采用單獨(dú)的控制系統(tǒng)終端。

2　高線加熱爐冷卻自動(dòng)控制軟件設(shè)計(jì)

2.1　板坯定位

在整體高線加熱爐冷卻控制系統(tǒng)中，為了保證鋼坯準(zhǔn)確入爐，需要對(duì)整條軋線實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行有效測(cè)量。在實(shí)際應(yīng)用中大多采用電子秤稱(chēng)重結(jié)果與板坯密度與截面積的比值，即鋼坯入爐長(zhǎng)度=鋼坯重量/（鋼坯密度×鋼坯截面積）

此外，為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的入爐定位，還需要結(jié)合入爐的不同長(zhǎng)度進(jìn)行一定的誤差控制措施，在實(shí)際誤差控制過(guò)程中，主要有開(kāi)環(huán)前饋、閉環(huán)控制兩種控制方法。其中閉環(huán)控制主要是通過(guò)自動(dòng)修正運(yùn)行的方法，通過(guò)適當(dāng)控制模型的制定確定關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，保證鋼坯入爐中心定位準(zhǔn)確無(wú)誤；而開(kāi)環(huán)前饋主要是在測(cè)量點(diǎn)數(shù)充足的情況下，對(duì)整體控制精度進(jìn)行不斷修正，從而達(dá)到良好的誤差控制效果[1]。

2.2　控制爐內(nèi)梁及順序

在確定鋼坯入爐準(zhǔn)確后，可在爐內(nèi)進(jìn)行長(zhǎng)度方向的控制。在爐內(nèi)控制過(guò)程中需要綜合考慮爐內(nèi)有效長(zhǎng)度、鋼坯間距、鋼坯寬度等因素，利用推鋼機(jī)將坯料推入固定位置。在保證與中心線呈90°的基礎(chǔ)上，控制爐內(nèi)梁進(jìn)行上下或左右移動(dòng)，從而保證鋼坯在整個(gè)爐膛內(nèi)的準(zhǔn)確移動(dòng)。在高線位置檢測(cè)過(guò)程中，可結(jié)合帶口絕對(duì)值位置砝碼的應(yīng)用，對(duì)凸輪開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)等進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制。對(duì)于鋼坯入爐后的位置控制大多為高線開(kāi)關(guān)量閥的控制，而對(duì)高線開(kāi)關(guān)量閥的控制主要是在比例環(huán)節(jié)及積分環(huán)節(jié)之間，可適當(dāng)添加比例閥專(zhuān)用控制閉環(huán)位置，達(dá)到良好的控制精度。爐膛內(nèi)相關(guān)設(shè)備間具有一定的聯(lián)系，即在整體汽化冷卻裝置應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)保障某個(gè)環(huán)節(jié)與下一級(jí)環(huán)節(jié)的聯(lián)動(dòng)觸發(fā)控制。在故障風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)時(shí)可進(jìn)行觸發(fā)停止，而在故障順利解決時(shí)可維持正常運(yùn)行。本系統(tǒng)主要采用Step7的編程控制整體爐膛內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行，通過(guò)對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)連鎖關(guān)系的觸發(fā)控制，可為整體系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供依據(jù)。

3　高線加熱爐冷卻自動(dòng)控制要點(diǎn)

冷卻爐梁是汽化冷卻裝置的主要應(yīng)用目標(biāo)，在整體汽化冷卻裝置運(yùn)行過(guò)程中可通過(guò)水分的持續(xù)循環(huán)，達(dá)到熱量帶走的目的。若在實(shí)際應(yīng)用中水循環(huán)過(guò)程中斷，則不僅會(huì)導(dǎo)致整體加熱溫度無(wú)法下降，而且會(huì)促使?fàn)t內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的損害。這種情況下，為了保證整體高線加熱爐汽化冷卻自動(dòng)控制裝置的安全運(yùn)行，可在常規(guī)冷卻自動(dòng)控制裝置的基礎(chǔ)上，進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)冷卻裝置的配置。在以往泵組型號(hào)的基礎(chǔ)上，可依據(jù)其冗余情況進(jìn)行后備泵設(shè)置，結(jié)合軟件互鎖聯(lián)控裝置，可保證在故障情況下水分循環(huán)過(guò)程的順利進(jìn)行。其中在軟水泵組位置可設(shè)置一定的電動(dòng)泵，主要分為主動(dòng)泵、備用泵兩種；而在給水泵組也可設(shè)置備用泵、主動(dòng)泵兩種類(lèi)型，同時(shí)結(jié)合事故柴油給水泵的設(shè)置，可保證電動(dòng)泵在整體高線加熱爐運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮良好的冷卻功能[2]。而在軟件設(shè)置過(guò)程中也可以在軟件互鎖的基礎(chǔ)上，在汽化操作站位置結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警畫(huà)面、歷史變化等因素，對(duì)整體設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一分析，從而保證整體參數(shù)運(yùn)行的良好控制。

4　總結(jié)

綜上所述，高線加熱爐裝置可以為鋼坯達(dá)到所需的溫度提供保障，是整體熱軋生產(chǎn)線路的基礎(chǔ)工序。高線加熱爐運(yùn)行效果直接影響了鋼坯加工品質(zhì)，而電氣自動(dòng)化控制可保證鋼坯加熱工序的順利進(jìn)行。因此在實(shí)際高線加熱爐運(yùn)行過(guò)程中，相關(guān)工作人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其冷卻自動(dòng)控制裝置進(jìn)行合理設(shè)定，保證鋼坯加工工序的正常進(jìn)行。