浅析轧钢设备与技术

浅析轧钢设备与技术

吕纪委

河南省春秋建设工程有限公司

摘要：在当前信息时代背景下，网络信息技术在各行各领域的应用越来越广泛，并且也取得了显著的应用成效。钢铁企业作为关系国民经济发展的重要支柱型产业，对于它的技术改造和生产优化具有重要意义，电气自动化技术的应用可以有效改善生产方式，促进生产效率的提高，结合当前时代发展趋势，实现钢铁企业的自动化技术创新还需要在实践中不断强化，创造一系列有利条件，为其未来更好的发展奠定良好基础。本文在对轧机设备分类阐述的基础上对轧钢电气自动化技术进行探讨和研究。

关键词：轧钢设备；电气自动化；技术

1．轧机分类

轧机可按所轧延的材料分为:轧延钢材的和轧延铝、铜等有色金属的两类。各类轧机的工作原理和主要结构基本相同，只是轧延的温度、压力和速度有所差异。轧机中使用最多的是轧钢机。轧机又可分为半成品轧机和成品轧机。半成品轧机主要是开坯机，包括初轧机、板坯轧机和钢坯轧机。随着连铸机的逐步推广，某些装有连铸机的钢厂已不再使用开坯机开坯。成品轧机有型材轧机、轨梁轧机、线材轧机、厚板轧机、薄板轧机、带材轧机、箔带轧机、无缝管轧机、铜板轧机、铝板轧机和某些特殊轧机。它们的主要区别是轧辊的布置和辊的形状不同，并且在精度、刚度、强度和外形尺寸上也有很大的差别。辅机是成套的辅助设备，可分为加工用辅助设备和储运包装等辅助设备。加工辅助设备包括:切成一定尺寸用的各种锯床、剪断机和圆盘剪;精整轧材用的矫正机和平整机;热处理用的各种工业炉(包括推料出料机)和可控气氛装置;表面加工和清理用的除鳞(清氧化皮)、抛丸(铁丸喷射钢材表面)、酸洗、清洗、镀层、涂塑、涂油和打印等机组。储运包装辅助设备有运锭车、各种辊道、推床(横移轧件)、升降台、翻转机、回转台，以及带材卷取机、开卷机、堆垛机和打捆机等。此外，轧延机械还包括复杂的机械传动系统和相应的电力拖动系统，以及先进的电气控制系统。

2．电气自动化技术在我国钢铁生产企业的应用现状分析

我国引入电气自动化技术来提高轧钢工艺的精度以及成品的质量时间较早，在漫长的发展历程之中，电气自动化技术已经深入到钢铁生产企业的每一个角落，大到成套机械设备的控制，小到电器元件的使用，都能看到电气自动化技术的身影。

2.1可编程逻辑控制器

目前国内钢铁企业使用较多的一项自动化控制技术就是可编程逻辑控制技术，也就是常说的PLC技术。该项技术具有高度的稳定性，而且简易性的操作也为生产效率的提高贡献不小。并且该项技术对于工作条件的要求并不高，较比于其他控制系统具有明显的低成本、高效率的特点。对于该项技术设备的使用主要是在轧钢工艺流程的贴水脱硫、除渣除尘以及转炉卸料等环节。PLC技术的使用使得钢铁生产流程的效率得到了大大的提升，而且还在很大程度上保证了成品钢材的质量。是目前国内钢铁企业节约生产资源，提高经济效益的有效途径。

2.2电气元件

传感器、断路器、继电器和变频器等电气元件在轧钢生产工艺中极为常见。许多电气元件的使用使得轧钢生产工艺的每一个细小的环节都能够做到实时有效的监控，从而有效的保证成品钢材的质量。例如传感器，这类电气元件应用在整条生产线的许多环节，承担着接收、传导生产线运转情况的职能，如压力传感器、温度传感器等等，都是这类电气元件的应用代表。各类电气元件的使用不仅提高了轧钢生产工艺的精度以及产生品的质量，同时也有效的保护了各生产设备，降低了维护的费用。而且很多有关于环境监测和保护的电气元件更是大大的提高了钢铁企业社会效益，让钢铁企业能够更好的服务社会，促进经济发展。

2.3检测设备

钢铁生产企业不仅要从生产过程保证成品钢材的质量，同时也要从成品质量检验方面保证质量。在这个环节之中，电气自动化设备的应用更是无处不见。对于钢材质量的保证要遵循全过程控制原则，即要从原材料检测到最终成品检验的全程监控。例如在钢材铸造成型过程中，利用红外温度自动化测试仪，将钢材成品进行红外线扫描，用计算机成像并且进行分析其尺寸精度。这个过程显著的提高了钢材成品的质量和精度，也大大提高了检测的效率。而且检测设备不仅用于钢材成品的质量检验，也包括对于环境的检测和监测。钢铁企业在生产过程中会对周围的空气环境造成影响，例如在加热过程中会释放含硫等废气元素。加强这方面的监测和检测也是提高钢铁企业社会效益和环境效益的重要举措。

3．轧钢电气自动化技术的综合分析

3.1控制系统

轧钢在生产线上的制造完成，需要经过多个程序和流程，这其中必然会涉及到各种自动化设备，而且处于轧钢性能的要求，它对于技术性要求也比较高，需要生产企业在技术方面做好准备。随着轧钢电气自动化控制系统的研究发展，对于轧钢的生产过程来说，也呈现出集成化和连续化的特点，各个级别的自动化控制程度也比较高。但是结合轧钢实际生产来看，轧钢生产线前面蓄热式步进加热炉和轧钢生产线后面的风冷辊道都是不在自动化控制系统中的，它具有一定的独立性特征，它是需要独立完成的。

3.2合理控制速度级配

在实际的工业生产中，对于级配速度的调节和控制可以从两个方面来讲，第一，以11H粗轧机为主；第二，以精轧机为末机架为主。按照级配控制的要求和目的来讲，两者的调节原理基本上是相同的，对于其的具体描述，可以以粗轧机11H为末机架来说明。如果在实际运行中，11H轧机的运行速度较慢，作为主控台负责操作的人员就要选择11H轧机按钮，还要拨动增速开关，这样的话，需要增速的信号就会发送给PLC，PLC程序就会按照具体控制的要求来对其运行速度进行调整。但是，需要注意的是，如果全部轧机的运行速度都比较慢，就需要对轧机进行联调，联调的同时还要将11H作为基准，将联调向上游推进。

3.3输入输出集中集控方式

这种方式主要指的是在电气系统中，它的各个馈线在现场设置、设备的输入输出接口部位，通过电缆电线来连接集控室DCS的输入输出通道，同时转换模数来进入PCS组态，从而促使DCS充分发挥监控全厂电气设备的作用。这种方式的优点就是在维护时较为简单，不需要过多的设备和操作，并且维护速度也很快，监控防护的等级较低，但是，它的缺陷就是监控对象的不断增多使得DCS主机的冗余不断下降，从而增加了电缆的使用量，在进行远程输送时还有可能导致DCS的可靠性下降，难以得到确保。

3.4远程智能输入输出方式

这种远程智能输入输出方式主要是在数据采集集中和距离控制室较远的地方来设置远程输入输出采集柜，传输所需要的各种设备的输入输出信号也是以硬接线电缆和采集柜相互连接的，控制室中的DCS控制器主机柜和采集柜也是由双绞线或者是光纤线来完成相互之间的衔接的。此外，这种远程智能输入输出方式所需要的电缆电线数量比较少，可以省去不必要的安装环节，并且它的可靠性也非常好，在实际运行中还具备有数据处理、数据校验以及数据校正等的功能作用，是一种应用价值非常好的方式。

4.结语

轧钢工艺自动化技术的应用程度在很大程度上反应着钢铁企业的质量保证能力，而且我国钢铁企业目前正面临着突破瓶颈、做大做强的关键性时期，这个阶段对于电气自动化技术的研究和创新意义重大。在进行电气自动化技术研究和创新的过程中既要重视各个工艺环节电气自动化设备的独立性研究，也要重视整个工艺流程的集中性控制系统的完善，推动钢铁生产企业的进一步发展。

参考文献：

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