邵天一

摘 要：介紹了4 300寬厚板加熱爐檢測元器件配置情況，針對檢測元件存在的問題，進(jìn)行了原因分析，確定主要原因。通過改進(jìn)檢測元件位置及運(yùn)行方式等，解決了存在的問題，有效延長檢測元件使用壽命，降低生產(chǎn)成本，減少故障時間，節(jié)約能源。對加熱爐檢測元件設(shè)備維護(hù)、改進(jìn)措施的實(shí)施效果進(jìn)行了總結(jié)，以供業(yè)內(nèi)其他中厚板廠參考。

關(guān)鍵詞：加熱爐；檢測元件

IMPROVEMENT AND OPTIMIZATION OF DETECTION ELEMENT OF HEATING FURNACE

Shao Tianyi

（Shandong Iron and Steel Group Rizhao Co.， Ltd? ? Rizhao? ? 276800，China）

Abstract：This paper introduces the configuration of detection components of 4 300 wide and thick plate heating furnace， analyzes the causes of the problems existing in the detection components， and determines the main causes. By improving the position and operation mode of the detection element， the existing problems are solved， the service life of the detection element is effectively extended， the production cost is reduced， the failure time is reduced， and the energy is saved. The implementation effect of the maintenance and improvement measures for the heating furnace detection element equipment is summarized， which can be used as a reference for other medium and heavy plate plants in the industry.

Key words：heating furnace;detection element

1? ? 4 300寬厚板加熱爐檢測元器件配置

山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司中厚板廠4 300厚板產(chǎn)線，主要生產(chǎn)中厚板，設(shè)計年產(chǎn)量180萬t，原料全部由煉鋼工程及其相配套的板坯連鑄機(jī)提供，配備兩臺步進(jìn)式加熱爐。4 300寬厚板兩臺加熱爐主要檢測元件有：出鋼測配置4套出爐激光檢查裝置；裝鋼側(cè)和出鋼側(cè)各有4個爐門，裝鋼爐門各有8個限位，為開限位、關(guān)限位，出鋼爐門各有3個限位為全開、半開、全關(guān)，爐門限位共計20個；裝鋼輥道配置高溫計，用于檢測入爐鋼坯溫度計算在爐時間；裝出鋼輥道配置相應(yīng)光柵檢測元器件用于坯料跟蹤定位。

2? ? 存在的問題及改進(jìn)措施

2.1? ? 爐門限位存在的問題及改進(jìn)措施

2.1.1? ? 問題

加熱爐爐門采用光電式接近開關(guān)，相比其他類型的接近開關(guān)，光電式接近開關(guān)具有檢測距離長的特點(diǎn)，現(xiàn)起重機(jī)械上非接觸式限位開關(guān)大多使用反射器型光電開關(guān)[1]。加熱爐裝，出鋼時，均與爐門狀態(tài)存在連鎖，爐門動作時通過擋鐵擋位置觸發(fā)限位來指示爐門位置。由于爐門運(yùn)行時鏈條擺動幅度大，運(yùn)行不規(guī)律，擋鐵變形撞壞限位，現(xiàn)場溫度高，限位油污沾染等一系列的因素，導(dǎo)致爐門限位多次出現(xiàn)故障，直接影響裝、出鋼，導(dǎo)致鋼坯在爐時間延長，不利于爐溫控制，影響出鋼溫度命中率的提升，制約厚板產(chǎn)線生產(chǎn)。

2.1.2? ? 原因分析

加熱爐爐門鏈條動作時晃動嚴(yán)重，行走軌跡變形不規(guī)律，經(jīng)常撞壞爐門限位，導(dǎo)致信號缺失，造成厚板產(chǎn)線停機(jī)故障時間。爐門限位位置溫度高，全開狀態(tài)下限位環(huán)境溫度120 ℃，半開85 ℃，全關(guān)60 ℃，高溫影響爐門限位信號，經(jīng)常出現(xiàn)閃現(xiàn)或信號丟失故障，點(diǎn)檢或故障維修處于高溫區(qū)域，導(dǎo)致修復(fù)時間延長，制約生產(chǎn)節(jié)奏。爐門限位支架結(jié)構(gòu)由網(wǎng)狀體構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單容易發(fā)生扭曲，導(dǎo)致限位脫落，限位擋鐵在跟隨鏈條運(yùn)行過程中容易發(fā)生變形，導(dǎo)致撞壞爐門限位產(chǎn)生故障時間屢見不鮮。圖1所示，現(xiàn)場鏈條油污較多，由于距離限位較近，限位容易沾染油污，剮蹭限位檢測部位，導(dǎo)致限位信號運(yùn)行不穩(wěn)定，剮歪、剮壞限位現(xiàn)場經(jīng)常發(fā)生。

2.1.3? ? 改進(jìn)措施

重新焊接限位支架，設(shè)計“品”字形限位支架，架構(gòu)牢固不容易變形，左側(cè)預(yù)留3.5 cm固定爐門限位，右側(cè)預(yù)留0.8 cm固定跟隨鏈條上下運(yùn)行的擋鐵導(dǎo)軌，確保限位擋鐵在導(dǎo)軌中穩(wěn)定運(yùn)行。將爐門擋鐵焊接至爐門液壓缸長方形固件處，此處振動小，液壓缸上下運(yùn)行軌跡規(guī)律，爐門信號穩(wěn)定性大大提高。將限位支架移位到爐門兩側(cè)，環(huán)境溫度低，無油污，確保了點(diǎn)檢和維護(hù)人員遠(yuǎn)離高溫加熱區(qū)域，避免燙傷、燒傷等風(fēng)險，故障的查找和消除更快捷方便。全關(guān)限位采用雙限位，避免液壓缸下滑信號丟失，保障信號穩(wěn)定性。根據(jù)生產(chǎn)需求，優(yōu)化程序，調(diào)節(jié)全開爐門限位，下降20 cm，減少爐門開啟時熱量損失，降低煤氣消耗量。見圖2。

2.2? ? 出鋼激光檢測裝置存在的問題及改進(jìn)措施

2.2.1? ? 問題

4 300產(chǎn)線加熱爐出鋼檢測裝置采用激光檢測設(shè)備進(jìn)行檢測，周圍環(huán)境溫度高，沒有有效的降溫設(shè)施，激光檢測設(shè)備受到嚴(yán)重影響，故障頻發(fā)，激光源衰減較快，檢測設(shè)備多次損壞，影響生產(chǎn)穩(wěn)定造成故障時間不受控。

2.2.2? ? 原因分析

加熱爐周圍環(huán)境溫度高，檢測裝置工作環(huán)境需在45 ℃以下，經(jīng)現(xiàn)場排查，發(fā)現(xiàn)沒有設(shè)計降溫設(shè)施，導(dǎo)致激光檢測光源衰弱速度快，設(shè)備穩(wěn)定性降低，使用壽命下降。

2.2.3? ? 改進(jìn)措施

通過咨詢各大知名激光檢測設(shè)備公司，交流檢測設(shè)備需工作環(huán)境與正常使用壽命。通過查閱資料，確定工作環(huán)境超過45 ℃時，需采用水冷方式。確定方案后對激光檢測冷卻接口進(jìn)行測量，確定冷卻管路接口及管路直徑。引兩路循環(huán)冷卻水至激光檢查裝置上，連接進(jìn)出兩路冷卻水，形成冷卻循環(huán)，降低裝置溫度，提高使用壽命。

2.3? ? 裝鋼高溫計存在的問題及改進(jìn)措施

2.3.1? ? 問題

原4 300產(chǎn)線加熱爐區(qū)紅送坯料無法判定，影響出鋼溫度命中率，造成極大不必要的浪費(fèi)和時間，加裝高溫計后，高溫計測量范圍小于鋼坯實(shí)際溫度范圍，不能準(zhǔn)確的檢測出鋼坯溫度，對鋼坯在爐時間的計算造成影響，使坯料的工藝把控和煤氣的消耗控制力較差。

2.3.2? ? 原因分析

原裝鋼無測溫裝置，加熱爐L1自動化無相應(yīng)檢測程序，L2系統(tǒng)無相應(yīng)運(yùn)算；增加高溫計及相應(yīng)程序后，現(xiàn)有高溫計測量范圍在600 ℃左右，不能達(dá)到鋼坯極低和極高溫度的準(zhǔn)確檢測?，F(xiàn)場測溫儀位置還需要優(yōu)化，現(xiàn)狀C12輥道距離裝爐較遠(yuǎn)，溫度測量有誤差。測溫儀量程不太適合，現(xiàn)場是300～1 100℃，根據(jù)現(xiàn)場紅送需要0～600 ℃量程，紅送鋼坯有時高于600 ℃，根據(jù)工藝要求，600 ℃以上不能裝爐，可能會拖后鋼坯裝爐時間，影響生產(chǎn)。

2.3.3? ? 改進(jìn)措施

為滿足加熱工藝需求，獲取板坯入爐溫度，實(shí)現(xiàn)溫度與板坯號一一對應(yīng)，向MES系統(tǒng)發(fā)送裝入溫度，實(shí)現(xiàn)入爐溫度可追溯，立即組織人員進(jìn)行現(xiàn)場情況調(diào)研、論證實(shí)施方案：采用點(diǎn)式高溫計進(jìn)行測溫，將測溫數(shù)據(jù)與加熱爐L1自動化系統(tǒng)跟蹤數(shù)據(jù)匹配后傳入L2系統(tǒng)，L2系統(tǒng)對其進(jìn)行處理后寫入裝爐報文發(fā)送至MES系統(tǒng)

改造完成后，根據(jù)板坯溫度信息采集數(shù)據(jù)可以對鋼坯溫度進(jìn)行判定，通過L1自動化系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)（見圖3）傳入L2系統(tǒng)（見圖4），減少了熱送待爐時間，提高了出爐溫度命中率。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際以及生產(chǎn)需求確定高溫計安裝位置為C12輥道，檢修時聯(lián)系安裝高溫計支架，由ER1電氣室1IP11控制柜內(nèi)通過地下室加熱爐爐底到電纜隧道敷設(shè)電纜至高溫計支架處。根據(jù)現(xiàn)場輥道寬度安裝高溫計探頭并調(diào)整位置。現(xiàn)場安裝完成后在控制柜內(nèi)安裝高溫，220 v電源兩線接進(jìn)DPU，DPU轉(zhuǎn)換出4-

20 ma信號進(jìn)處理器，并聯(lián)兩根電源線，對應(yīng)端子點(diǎn)號，電源連接DPU端子L，N，8號16號并出兩根線連接處理器端子16號8號。接線完成后對高溫計進(jìn)行了校準(zhǔn)。測溫數(shù)據(jù)傳至L1自動化系統(tǒng)后需要與跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配：調(diào)整程序觸發(fā)邏輯，上料核對后在C12輥道生成跟蹤數(shù)據(jù)，以頭部位置數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，輥道動作后頭部位置數(shù)據(jù)會發(fā)生變化，以此為觸發(fā)信號，將收到的測溫數(shù)據(jù)與跟蹤數(shù)據(jù)匹配后傳入L1系統(tǒng)與L2系統(tǒng)通訊接口程序中。L2系統(tǒng)：需要對原有邏輯進(jìn)行修改，新增數(shù)據(jù)處理邏輯讀取到的測量與跟蹤數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)庫輥道數(shù)據(jù)表中，對其他模塊的接口程序同時進(jìn)行調(diào)整，保證測量與跟蹤數(shù)據(jù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確地逐層傳遞最終傳遞至MES系統(tǒng)。

功能投用后，測得紅送板坯600 ℃左右，MES系統(tǒng)接收到到入爐溫度600 ℃左右，與現(xiàn)場手持測溫槍測得溫度一致。后期訂制大范圍高精度高溫計，校驗準(zhǔn)確后替換原有高溫計，將板坯實(shí)時溫度上傳L1系統(tǒng)，準(zhǔn)確的計算待爐時間，達(dá)到降本增效、提高生產(chǎn)效率的目的。所有節(jié)能降耗的措施中，生產(chǎn)效率提高是降低單位能耗最直接有效的辦法[2] 。

3? ? 結(jié)? ? 語

加熱爐作為厚板產(chǎn)線的重要組成部分，檢測裝置又是加熱爐重要的控制部分，設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和降低能源的消耗是重中之重，經(jīng)過不斷的改進(jìn)優(yōu)化后，加熱爐運(yùn)行穩(wěn)定，故障時間有效降低，設(shè)備損耗減小，有效提高了設(shè)備作業(yè)率，保障產(chǎn)線生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]? ? 張明華.光電式接近開關(guān)在起重機(jī)械行程限位上的運(yùn)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（4）：3.

[2]? ? 鄧靜波.寬厚板加熱爐節(jié)能改造與應(yīng)用[J].工業(yè)爐，2021，43（5）：55-57.