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連鑄坯在線補溫案例

名稱1600KW120連鑄坯在線補溫感應加熱爐

主要技術參數: ?●供電系統:雙整流十二脈或二十四脈1000~12000KW/1200Hz單臺電源獨立使用或多臺電源并機使用。 ●送料系統:每軸獨立電機減速機驅動,設置多軸驅動,單臺變頻器控制,使多軸運行同步。 ●導向系統:采用304無磁不銹鋼導輪,并保持導輪軸向具有適度彈性,以適應鋼坯允許范圍內的彎曲。▲ 能量轉換:據鋼坯表面溫度不同,噸鋼耗電20~60度。
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1600KW120連鑄坯在線補溫感應加熱爐

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鋼坯在線感應加熱代替煤氣、天然氣加熱爐技改項目:
傳統的軋鋼工藝為煉鋼煉出的鋼坯經堆垛冷卻后,運至軋鋼廠,再經加熱爐進行加熱后軋制成鋼材。此工藝有二方面的缺陷:
1、鋼坯從煉鋼連鑄機拉出后在冷床上有700-900℃的溫度,鋼坯潛熱沒有得到有效利用。
2、鋼坯經加熱爐加熱后,鋼坯表面由于氧化損失達1.5%左右。
軋鋼車間節能減排技術改造項目針對上述問題實行連鑄連軋,但采用蓄熱式加熱爐加熱第2點缺陷,仍存在。為了充分節約能源,我公司與河北鋼鐵集團承鋼有限公司進行聯合研究,在棒線材一軋廠采用感應加熱對連鑄坯進行在線提溫和均溫加熱。
節能效益分析:

1、原加熱爐加熱鋼坯工藝煤耗為80千克/噸鋼(發熱值6400千卡/千克),折合72千克標準煤;技改后工藝能耗為每噸鋼耗電38千瓦小時,折合13.3千克標準煤;
2、軋鋼廠年預計產鋼材60萬噸計,則年節約標準煤為:(72-13.3)÷1000×600000噸=35220噸標準煤。
3、節能原理:
    鋼坯從連鑄機拉出后,表面有750~850的溫度,內部溫度甚至高達950~1000℃,而感應加熱的基本原理之一集膚效應,就是熱能是由表面加熱逐步向內傳導,事實上,鋼坯內部三分之一不需要提溫的,依據不同鋼坯截面尺寸,選擇不同的頻率,即可得到最佳加熱效率。
4、節能點:
    a)感應加熱的高能源利用率可高達65~75%,而傳統蓄加熱爐僅為25~30%。
    b)感應加熱鋼坯表面氧化僅為0.5%,而蓄熱爐可達1.5~2%。

感應加熱原理:

   感應加熱的加熱線圈與被加熱物(金屬)的關系就如同變壓器的1次側、2次側線圈的關系一樣。
   如圖所示,由加熱線圈通高頻電流產生的磁力線集中在被加熱物上、由電磁的感應作用,產生渦旋電流,將被加熱物加熱。在這個時候,根據鋼材的種類和形狀選擇適當的交流電流的頻率、功率、加熱時間、保持時間、線圈的形狀等,就能使各種鋼材得到適當的品質特性。其熱效率為95%,感應加熱,是把三相工頻交流電,整流后變成直流電,再把直流電變為可調節的中頻電流,供給由電容和感應線圈里流過的中頻交變電流,在感應圈中產生高密度的磁力線,并切割感應圈里盛放的金屬材料,在金屬材料中產生很大的渦流。工件依靠這些電流的焦耳熱達到預計溫度。如果圓柱體放在線圈中心,那么圓柱體周邊的溫度是一樣的,圓柱體加熱過程中也不會產生有害氣體、強光污染環境等。正因為感應加熱有以上的優點,在各種行業得到了廣泛推廣使用。


連鑄坯電磁感應加熱的優越性:
(1)鋼坯在電磁感應爐內加熱的時間比火焰爐加熱所需的時間要短得多,這不僅有利于減少鐵損,而且能提高鑄坯在軋制過程中的表面質量;
(2)采用電磁感應加熱,在加熱區沒有燃燒生成物,從而有效地免除了鑄坯的氧化和脫碳,因而通過這種快速加熱可得到潔凈的鋼坯;
(3)由于感應加熱爐沒有燃燒產物,有利于環保,且大大減少了熱輻射;
(4)采用感應加熱爐不僅較方便地快速精確地自動控制溫度,且能做到節能;
(5)采用感應加熱爐加熱鋼坯,其設備維護費遠比火焰爐要小;
(6)感應加熱鋼坯可以較方便地加熱超長鋼坯,有利于實現半無頭軋制,提高軋制效率。

主要技術參數:

●供電系統:雙整流十二脈或二十四脈1000KW~12000KW/500HZ~1200Hz單臺電源獨立使用或多臺電源并機使用。
●生產效率:小時產量40噸-300噸
●適用范圍:120mm-160mm方坯,長3000mm-12000mm
●送料系統:每軸獨立電機減速機驅動,設置多軸驅動,單臺變頻器控制,使多軸運行同步。
●導向系統:采用304無磁不銹鋼導輪,并保持導輪軸向具有適度彈性,以適應鋼坯允許范圍內的彎曲。
●溫度閉環系統: 由美國雷泰紅外測溫儀及德國西門子S7 組成閉環控制系統, 依鋼坯進入感應器的初始溫度和進給速度自動調整電源功率,使加熱溫度在出爐前保持恒定。
●工控機系統:實時顯示當前工作參數和狀態、坯料參數記憶、存儲、打印,故障報警、電源功率自動下降并保持恒溫等諸多強大功能。
▲ 能量轉換:據鋼坯表面溫度不同,噸鋼耗電20~60度。
●根據用戶需要提供帶觸摸屏或者工控機系統的遠程操作臺。
●專門定制的人機界面,高度人性化的操作指示。
●全數字、高深度的可調節參數,讓您對設備的控制得心應手。
●嚴格的等級管理制度,完善的一鍵還原系統。
●根據不同國家和地區提供相應的語言切換。
配方管理功能:
    強大的配方管理系統,輸入待生產的鋼種、直徑、長度等參數后,自動調用相關參數,不用再手動記錄、查閱、輸入各種工件所需的參數值。
歷史曲線功能:
    可追溯的工藝歷史曲線( 工控機系統標配), 精確至0 . 1 秒的記錄精度,形象、準確的再現單支產品的處理溫度趨勢圖。高達1T 的容量儲存空間,永久保存數十年內的所有產品工藝記錄。
歷史記錄:

    可追溯的工藝數據表格,可以在每支產品上取出多組采樣點, 準確的再現單支產品各段的處理溫度值。觸摸屏系統中可儲存約3 萬條工藝記錄, 可以U盤或者網絡備份; 工控機系統中則完全不受儲存空間限制,永久保存數十年內的所有產品工藝記錄。

成套設備組成及主要元器件廠家:
1.智能串聯感應加熱電源                   
2.爐架(含水路、電路、水冷輸送輥道)                     
3.電容器柜組                                             
4.感應加熱爐體                              
5.連接導線/銅排(電源到爐體)                            
6.紅外測溫系統                                            
7.遠程操作操作臺(PLC控制)


主要元器件廠家及零部件材質

序號

名稱

產地或品牌

1

開關、按鈕

施耐德

2

PLC控制系統硬件

SIEMENS-1516

3

變頻器

SIEMENS

4

紅外線測溫儀

美國雷泰

5

接近開關

歐姆龍

6

減速機

SEW、諾德

7

逆變可控硅

襄樊臺基半導體

8

電抗器

遠拓機電

9

主控板

遠拓機電

10

感應線圈

遠拓機電,線圈絕緣材料進口,線圈使用壽命和無故障使用時間長,加熱效率高

11

調諧電容

杭州科昂,該電容耐高溫高壓,使用穩定,壽命長

12

冷卻水管

韓國三山優質多層無碳絕緣管,不會斷裂、不導電。

13

卡箍

不銹鋼不導磁,強磁場下不發熱,不會斷裂

14

銅材

中國洛銅,T2高純度99.99%導電率無氧銅管,大截面母排,傳導性好,發熱小,能耗損失小,壽命也長

15

耐火水泥

美國聯礦(天津分公司),特別配方,和銅材熱膨脹系數接近,不易開裂、脫落,使用壽命長。

16

輸送輥道

304無磁不銹鋼材質



設備機械系統工作過程:
   
本成套設備采用工控機PLC紅外線測溫溫度閉環控制,坯料只需通過感應加熱線圈,補溫要求由紅外線測溫PLC控制下的系統自動完成。
   需要補溫的連鑄坯→紅外線測溫系統→進入感應加熱爐→紅外線測溫控溫系統→軋機

    該系統裝備有圖形顯示和操作控制屏幕,自啟動控制采用PLC程控器和WPS人機界面組合系統,具有自動顯示、控制、記憶功能。能將操作過程中各項參數和數據進行存儲,配有多個控制操作屏幕。
對每臺感應加熱電源上都有裝于電氣柜板上的顯示器,采用微處理器控制,并具有以下功能:
(1)運行狀態顯示,可顯示功率、頻率、電壓等檢測參數,接地泄漏電流、總的kW·h值(累計值)和逆變器的運行狀態等;
(2)具有下列關鍵參數的限制保護功能,并能通過顯示屏幕指示感應加熱爐的極限情況:逆變電壓和頻率極限、電容器檢測參數極限、電壓極限和頻率極限、交流斷路出流極限;
(3)有系統的報警顯示和鳴叫(同時切斷主電源,停止供電),柜門打開、電器柜運行異常、過電壓保護、電源冷卻水水溫過高或過低、交流斷路器中斷,所有故障報警信息均可存儲,并可隨時查找;
(4)通過WPS面板可以控制電源的開/關和進行功率控制;
(5)可以通過面板上的功率控制盤,提供保溫功率和升溫,功率實行無級分配。
    采用多點測溫:入口勻速段距入口1米的位置,設一路測溫儀,檢測鋼坯的溫度,用以判斷溫度分布,并選擇適合的中頻電壓,每套爐子出口均距設一路測溫儀,顯示鋼坯經過感應爐體加熱后的溫度,用于和入口測溫儀配合自動校正運行參數。
    溫度控制系統對預定溫度點的任何偏移都將產生一個與偏移量成比例的信號,該信號被輸入到比例控制單元并被放大,將放大后的信號輸人到PID調節器,經運算后輸出到中頻電源的溫度調節器,以維持溫度恒定的最佳功率點,因此,任何溫度變化都會引起少量的功率補償以消除誤差,最終達到設定溫度的要求。
溫度控制模式:
a)采用plc溫度閉環自動模式,將鋼坯的溫度以800℃為起點按10℃的步幅進行分段,各段對應不同的中頻電壓(通過現場試驗設定各段對應的中頻電壓根據需方要求可設定);
b)舉例而言,若鋼坯溫度在800℃范圍時,選擇中頻電壓為1200V;若鋼坯溫度在900℃范圍時,選擇中頻電壓為1100V;對應1000℃以上的中頻電壓為1000V;依次設定。
c)當感應爐空載(無鋼坯)時,中頻輸出電壓自動降低到能夠穩定工作的最低幅度約為200V(功率約為滿功率的二十分之一)



PLC總操作控制臺

人機界面


定制:1600KW120連鑄坯在線補溫感應加熱爐

電話:15731716669 郵箱:yuantuojidian@aliyun.com 地址:吳橋縣經濟技術開發區嘉陵江路北燕山道西側
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