哈尔滨松江电炉厂为您叙述钢丝氢气罩式退火炉退火工艺

0 导言

 

    钢丝氢气罩式退火炉具有出产效率高、退火产品质量优、介质和能量消耗低、削减环境污染等优点，是改进和进步钢丝产品质量的一种重要设备，罩式退火炉的主动操控体系是确保设备安稳运转的要害。丹阳嘉恒炉业主动规划和开发出了氢气罩式退火炉的设备和操控体系，以退火进程数学模型为根底，完结退火进程操控以及炉温、炉压、安全维护的操控。运转结果表明该主动操控体系运转安全可靠，出产率高，并且退火钢丝产品的功用和质量有较大 的进步。

 

1 钢丝氢气罩式退火炉退火进程简述

 

    罩式退火炉设备包含炉台、内罩、加热罩和冷却罩。其工艺进程如下：炉台装料，放置内罩并手动压紧内罩；查验氮气和氢气进口压力确保体系安全；用抽真空方法置换内罩内空气，使炉内氧含量削减到1％以下，为通入维护气作好预备（在内罩外放置加热罩，内罩和加热罩之间为焚烧区间）；用氮气抽真空置换空气完结后，再用维护气置换氮气，开始加热焚烧，完结在全维护气氛下的退火进程；退火进程的加热段、均热段，维护气定时刻吹扫；带加热罩冷却、辐射冷却；带冷却罩冷却；用氮气置换炉内维护气；钢丝出炉。

 

2 主动操控体系规划

 

    依据钢丝氢气罩式炉退火工艺的特色和退火进程主动操控的需求，氢气罩式炉主动操控体系结构。

 

    操控体系由一套PLC操控2台罩式退火炉，选用丹阳嘉恒炉业有限公司的Profibus现场总线，包含S7－300操控器、分布式I/OET200和OP操作面板。根底操控单元（PLC）完结退火进程及监控的操控功用。操作面板（OP）完结退火参数的设定、退火进程的监督及事情报警记载的短时存储功用。当上位监控核算机毛病时，由根底操控体系独自完结炉台的退火操作并记载相应退火进程数据。现场电气柜有温度显现和报警以及毛病报警显现功用。

 

    体系通讯由两级网络组成。上位监控核算机和S7－300之间为Profubus-FMS协议，主操控站S7－300与长途I/O之间为Profibus－DP协议，两个操控器之间选用MPI协议通讯。

 

    罩式退火炉退火车间一般由炉群组成，其共用介质体系由独自操控单元完结操控功用，通过网络与每个炉台操控单元通讯来完结信息共享。

 

    操控体系选用了涣散操控计划，进步了操控体系的可靠性和抗搅扰才能，一起又降低了造价，到达了合理装备的意图。分布式I/O由2个炉台阀站子站（ET200M,一个子站包含两个炉台）和2个加热罩子站（ET200M）组成。各类风机的操控功用在主PLC信号模板上完结。其特色如下：

①可靠性高

    信号线和功率线分隔并走不同的管槽；分布式I/O就近处理信号，连接线短，引进的搅扰小；选用二线制外表，削减了线路毛病，进步了体系抗搅扰才能，使检测数据更准确；卡件涣散供电有效地削减了由电源毛病引起的体系毛病。

 

②体系扩展便利

    Profibus－DP子站可随时从网络中免除或挂入，而不影响体系的运转；因工艺改变而需添加的信息只需接入邻近分布式I/O柜即可，设备便利。

 

③具有显着的经济效益

    一切需进PLC的信号接至现场分布式I/O柜即可，从分布式I/O柜到PLC柜只需一根电源线和一根通讯电缆，所需设备资料及人力可很多削减。

 

3 操控功用

    操控体系接纳来自上位监控核算机的设定退火曲线，完结退火全进程的主动操控，包含主动焚烧操控、焚烧进程操控、升温速度和保温进程、循坏风机的变频操控、冷却风机的运转、氮气和维护气操控吹扫、炉温炉压监测与操控、紧迫吹扫操控、冷却水体系监控和各种阀门操作。

 

依照工艺进程，该体系完结以下的使命：

①内罩设置的操控；

②进行阀站和炉台体系的密封性实验；

③抽真空完结维护气的置换进程；

④加热罩的设置和焚烧，退火进程的加热和均热，以及炉台热态密封实验和冷却进程操控；

⑤各种进程变量的监测，包含炉台温度丈量、冷却水流量及温度监测、内罩压力监测、内罩压力安全设备监测、氮气和氢气流量监测等；

⑥在退火进程中各类毛病的监测以及报警，并依据相应的状况给于特别状况下的退火处理；

⑦和操控核算机的通讯，接纳来自操控核算机的离线数学模型的各类数据（包含退火时刻、退火温度、吹扫时刻和吹扫量等各种设定值），并把进程监控状况信息以及毛病信息从PLC传至操控核算机；

⑧用于测试和维护意图的手动运转功用。

 

4 体系重要操控战略及功用完结

4.1 抽真空进程

    为了满意钢丝退火体系快速、高效、安稳、可靠的出产工艺要求，在维护气置换时选用抽真空的方法完结内罩内气氛置换。通氢气前进行两次抽真空置换：首要，用抽真空方法置换内罩内空气，为通入氢气作好预备；再抽真空一次用氢气置换氮气。在满意工艺要求的前提下运用少数氢气，到达经济运转的作用。

 

4.2 内罩压力主动调理

    为坚持内罩压力的安稳，在不同的退火阶段选用不同的稳压方法。退火加热和均热期间要进行维护气吹扫，在确保钢丝质量状况下运用少流量的维护气，以节省本钱，而且炉内压力有必要坚持安稳，据此，由电磁阀直接将内罩压力操控在一定范围内。退火冷却进程中，选用补气方法完结内罩压力的安稳。

 

4.3 退火进程温度操控

    退火进程温度操控按工艺进程分为三段：加热段、均热段和冷却段。加热段的焚烧操控选用接连量操控方法，用PID调理器来完结，由热电偶收集到的温度信号通过PLC的PID运算，输出4～20mA的信号操控执行机构来调理阀门开度；均热段选用脉冲焚烧操控来确保温度的均衡性，使体系一直运转在状况，它具有动态功用好、温度动摇小、节省燃料等优点；在冷却段，通过冷却速度的核算，操控空气电动调理阀的开度巨细来操控退火冷却进程。

 

4.4 循环风机的变频操控

    在退火进程中，炉内气氛随工艺进程不同而不同。在不同介质和不同温度状况下循环风机的转速由日本富士变频器完结变速操控。通过重复实验和验证，此变频操控方法满意退火进程的工艺要求。

 

4.5 数据处理中的抗搅扰

    工业现场环境中大功率风机等的变频操控引起的电磁搅扰比较强，会导致丈量信号的瞬时非实在动摇，乃至可能是尖峰脉动，形成操控体系不安稳。所以有必要对工艺进程的丈量信号进行抗搅扰处理。硬件方面，选用抗搅扰的信号输入模板，并运用抗搅扰的接线方法；操控软件对收集来的实时信号进行超差信号的短时延迟处理以求大极限地消除各种搅扰信号。

 

5 结束语

    钢丝高氢罩式退火炉设备和操控体系于2003年6月投入运用以来，设备功用可靠，运用便利，运转安稳，操控作用好，取得了较好的经济效益和社会效益，出炉钢丝各项功用指标到达出产规范，满意用户要求。

 

 

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