宣鋼高線加熱爐電氣系統改進與優化

楊陽

（河鋼集團宣鋼公司二鋼軋廠，河北 張家口 075100）

1 概述

宣鋼線材工程是由全連軋、高架式布置的大盤卷和高速線材復合熱軋生產線組成，建設規模為年產600000 t合格卷材，其中大盤卷250000 t/年，高速線材350000 t/年。在投產初期，由于設計、制造、控制等一系列問題的存在，導致了全線部分電氣設備運行不穩定，控制程序不完善，嚴重阻礙了生產的正常進行，影響全線作業率。高強度棒線材工程在投產以后不久，由于原設計、制造、控制等方面存在諸多不合理的地方，沒有充分考慮到過鋼節奏的加快和現場環境等諸多因素的影響。隨著高速生產線的建成投產，盡快地達產達效、提高平均產量水平、提高生產作業率成為了檢修公司電控四車間的首要任務。此時，部分設備表現出來的運行不穩定及其使用壽命情況存在很大的隱患問題。如果這些問題得不到解決，不僅制約著上述目標的實現，而且給生產成本下降帶來了極大的困難。在技術改造的基礎上進一步改造和優化，并根據高強度棒線材工程自身設備的特點提出適當的方案。實踐證明，改造后的設備事故停機率要比改造前大幅度降低，設備運行穩定。

2 消除加熱爐穩定性的因素

2.1 入爐冷檢檢測不穩定

加熱爐裝鋼口處兩個冷金屬檢測器是由反光板反射其發出的紅外線來檢測是否有鋼的。由于鉗工對入爐輥道進行了改造，加上周圍環境震動大，有時會有檢測不到鋼坯的情況，造成入爐輥道不能高速運行，只能以低速裝鋼，嚴重影響了運行效率。

2.2 加熱爐頂換向閥接近開關頻繁損壞

蓄熱式加熱爐的特點就是利用燃燒產生的煙氣余熱來預熱未燃燒的煤氣和空氣，使熱量能夠充分利用，達到提高燃燒效率的目的。其關鍵部分就是換向系統。其中檢測換向閥采用的是行程開關。由于運動頻繁，開關經常損壞，影響加熱爐運行，造成故障時間。而且其個體差異較大，不適用定期更換的維修方案。

2.3 爐區輥道變頻器不能遠程和集中控制

軋鋼系統中加熱爐是十分重要的設備之一，而與加熱爐配套的輸送輥道也是軋鋼流程中不可缺少的重要環節，入爐和出爐懸臂輥道擔負著將鋼坯裝入和送出爐體的重要任務。由于爐區現場的惡劣環境以及鋼坯本身的原因等等諸多因素的影響，入爐出爐懸臂輥道及其相關設備事故頻發，這極大地制約了軋鋼生產線的穩定運行。

2.4 出入爐懸臂輥冷卻水系統缺陷

出入爐懸臂輥是加熱爐區域的重要設備，入爐懸臂輥由6臺電機組成，裝鋼時鋼坯經上料臺架、測長輥道、入爐輥道進入加熱爐內送到入爐懸臂輥上。推鋼機將鋼坯推到步進梁定梁上完成一根鋼坯的裝鋼。鋼坯出爐時由步進梁動梁將鋼坯送到出爐懸臂輥上，當條件滿足時出爐懸臂輥將鋼坯送到出爐輥道上，完成鋼坯的加熱過程。出入爐懸臂輥是加熱爐區域的重要設備，由于原來出入爐懸臂輥冷卻水系統沒有報警，經常會發生因為工作人員未知已停泵，導致燒損懸臂輥，影響了正常生產。為了能夠在停泵時及時報警，避免懸臂輥燒損，我們需要加裝冷卻水報警系統。

3 穩定加熱爐運行的措施

3.1 入爐冷檢改造

加熱爐裝鋼口處兩個冷金屬檢測器是由反光板反射其發出的紅外線來檢測是否有鋼的。由于鉗工對入爐輥道進行了改造，加上周圍環境震動大，有時會有檢測不到鋼坯的情況出現，造成入爐輥道不能高速運行，只能以低速裝鋼，嚴重影響了運行效率。經過討論與實驗，我們用高精度直接反射型冷金屬檢測器代替原來的冷檢，又對其基座進行了進一步的加固。這種冷檢把紅外線直接投射到鋼坯表面，利用其反射回來的紅外線來檢測是否有鋼，從而縮短了紅外線發射的距離，減少了散失，提高了檢測精度。經過多月來的運行，狀況令人滿意，裝鋼效率有了明顯的提升。

3.2 加熱爐頂換向閥接近開關改造

蓄熱式加熱爐的特點就是利用燃燒產生的煙氣余熱來預熱未燃燒的煤氣和空氣，使熱量充分利用，達到提高燃燒效率的目的。其關鍵部分就是換向系統。其中，檢測換向閥采用的是行程開關。由于運動頻繁，開關經常損壞，影響加熱爐運行，造成故障，且其個體差異較大，不適用定期更換的維修方案。經過反復比較與討論，我們采用了行程開關和接近開關并聯雙保險的方法進行改造。兩種開關檢測方式不同，同時損壞的可能性極小。加上定期檢查更換，將故障發生的可能性降到了最低。經生產實踐，故障時間大大縮短。

3.3 爐區輥道變頻器改造

軋鋼系統中加熱爐是十分重要的設備之一，而與加熱爐配套的輸送輥道也是軋鋼流程中不可缺少的重要環節，入爐和出爐懸臂輥道擔負著將鋼坯裝入和送出爐體的重要任務。由于爐區現場的惡劣環境以及鋼坯本身的原因等等諸多因素的影響，入爐出爐懸臂輥道及其相關設備事故頻發，這極大地制約了軋鋼生產線的穩定運行。為了解決這方面的難題，技術人員決定采取遠程與現場相結合集中控制備用變頻器的方法來縮短故障時間給生產線造成的影響。入爐及出爐懸臂輥道采用的是遠程變頻器的自動控制，是由操作人員通過現場的操作，把操作信號通過現場遠程站給到爐區控制主PLC（PLC1），由PLC1再把信號傳遞給爐區電磁站（1#電氣室）內相應的變頻器來實現的。我們首先在原有的備用傳動柜內安裝一臺備用變頻器，將其組態到原有的PLC硬件組態中，用DP網將其與原有網絡連接起來，更改其為一個獨立的地址，將原有的入爐或出爐輥道變頻器參數下載到新備用變頻器中，并修改其相應地址。將其變頻器進線端與其他兩路變頻器連接起來，出線端分別用兩個刀閘開關控制。

3.4 出入爐懸臂輥冷卻系統升級

當出入爐懸臂輥出現故障時，鋼坯由入爐到出爐的過程就不能順利完成，進而影響正常生產。由于原來出入爐懸臂輥冷卻水系統沒有報警，經常會發生燒損懸臂輥的現象。為了能夠在停泵時及時報警，避免懸臂輥燒損，我們加裝了冷卻水報警系統。具體操作為：在冷卻水回水管路上加裝了壓力變送器和熱電阻，用來檢測回水管路上的回水壓力和水溫。這兩個電氣信號并聯使用，當停泵后，回水管壓力減小，管路水溫升高。兩個檢測元件同時使用，就可以準確地判斷出懸臂輥冷卻水系統停泵，這樣能夠更加可靠地檢測冷卻水的情況。我們把兩個信號都直接引入加熱爐PLC系統，安裝了相應的報警程序，并在主畫面制作了相應的報警畫面和聲光報警，這樣當懸臂輥冷卻水出現問題時，就能夠及時報警，及時發現問題，減少出入爐懸臂輥的燒損，避免了材料、備件費用的浪費，避免了重大事故的發生，從而保證了生產的順利進行。

4 結束語

宣鋼線材加熱爐設備改造項目是建立在多年積累的生產經驗上的，在不斷改進、優化，使其不斷成熟、穩定，使設備更適宜于現代化的快速的生產節奏，具有實際推廣意義。