层流控制冷却系统

层流控制冷却系统（精选7篇）

层流控制冷却系统 第1篇

1 层流冷却控制系统模块结构

马鞍山钢铁CSP生产线层流冷却控制系统由德国西门子公司负责设计。层流冷却控制系统分为过程自动化和基础自动化两级, 模块结构如图2所示。过程自动化的主要任务是根据冷却模型和冷却入口带钢参数计算出合适的阀门开启数目及位置, 并不断根据测量的卷取温度修正模型以提高控制精度, 功能模块包括有限差分温度模型、预设定、带钢段跟踪、动态修正设定、模型自适应等。基础自动化级的主要任务是按照过程自动化的设定值开启和关闭指定阀门, 实时收集并向过程自动化级发送带钢速度、厚度、温度、集管开启状态等测值, 功能模块有带钢头尾跟踪、测量值收集处理等。

2 过程自动化控制

2.1 有限差分温度模型

层流冷却控制系统根据模型预测的带钢卷取温度设定和调整冷却水量, 因此卷取温度的预测精度决定了控制系统的水平。过程自动化系统的核心是卷取温度模型的建立。影响卷取温度模型的因素多且复杂, 包括带钢的材质、厚度、速度、终轧温度、板形、水温、水压和水流量等参数, 传统的经验统计回归模型或基于平均温降所推导的理论温度模型都对这些因素作了太多的简化, 很难达到预期的预报精度和稳定性。马鞍山钢铁CSP生产线采用德国西门子的卷取温度模型。

带钢在层流冷却区域主要有空冷时辐射换热和水冷时对流换热两种情况。

辐射换热系数计算公式:

式中, ar为辐射热换系数, TS为带钢表面温度, Te为环境温度, ε为黑度系数, σ为黑体辐射常数。

水冷对流换热系数计算公式:

式中, aT、aB分别为上下表面水冷对流换热系数, Ka为模型系数, qT、qB分别为上下集管冷却水流量, W为层流冷却设备宽度, k1-k5分别为上下表面的冷却影响系数 (根据现场数据回归确定) , KW为水温影响系数, L为带钢长度方向上带钢段的距离, A为下集管喷射到带钢的面积。

2.2 模型预设定

在精轧首机架咬钢时, 系统根据精轧的设定值、冷却策略和现场参数启动预设定计算, 并把设定值下发给L1级, 以便L1级能够根据头部跟踪提前执行预设定数据。

由于有限差分温度模型只能根据带钢入口数据和集管开启模式组态来预报卷取温度, 因此需要调用温度模型进行多次尝试迭代, 以保证计算出满足目标卷取温度要求的集管开启模式组态。

2.3 带钢段跟踪

带钢段跟踪模块的作用:钢经过终轧高温计后, 系统根据L1级的实测数据, 按分段原则, 对带钢进行分段, 并且跟踪每段带钢通过每个集管的状态和速度, 并根据目标要求的温度和冷却速率, 启动动态设定模块。

2.4 动态修正设定

在轧制过程中, 为了弥补轧制速度、终轧温度和终轧厚度波动的影响, 系统不定期地根据实测终轧温度、终轧厚度和微跟踪速度对每段带钢的控制进行前馈修正, 提高模型的控制精度;在计算过程中, 系统会调用和预设定一样的有限差分模型。

2.5 模型自学习

在模型的计算中, 水冷对流换热系数很难做到精确的描述, 因此, 为了提高模型精度, 当每段带钢检测到卷取温度或带钢完全通过层流冷却出口高温计时, 利用模型计算出水冷换热系数的修正参数, 采用自学习算法更新自学习系数, 用于后段带钢或后续带钢的温度控制模型计算中。

3 基础自动化控制功能

3.1 带钢头尾跟踪

带钢头尾跟踪模块由精轧首机架咬钢信号启动, 根据精轧末机架的出口速度, 计算出带钢头尾的位置, 同时, 考虑阀门开启延时和带钢速度, 及时根据过程控制系统要求开启 (头部到达) 或关闭 (尾部离开) 阀门。

3.2 实测值处理

对于带钢的终轧温度、厚度、速度、卷取温度、水温等测量值, 基础自动化每10ms从现场采集一次, 然后将滤波处理过的结果传送给过程自动化。

4 生产实绩

此系统于2003年10月投入所有功能, 运行稳定。图3为该厂2014年10月份生产统计控制误差为±15℃时的带钢全长卷取温度命中率。2014年10月的生产数据 (不去除带钢头部, 不区分换规格、首卷钢以及调试钢种) , 钢卷的厚度范围为1.3~10mm, 共计7717块, 平均命中率为95.49%。

5 结语

生产实践表明, 马鞍山钢铁CSP生产线层流冷却控制系统具备很好的适应性, 达到了较高的控制水平。

参考文献

[1]宋勇, 苏岚, 谢新亮.基于有限差分算法的带钢卷取温度在线控制模型[J].钢铁, 2009, 44 (5) :44

[2]谢新亮, 宋勇, 荆丰伟, 等.一种宽带钢热轧卷取温度控制模型[J].金属世界, 2010

手术室层流系统故障应急预案 第2篇

(一) 组织指挥人员

白天：科主任、护士长。 夜间：值班麻醉医师。 主要职责：负责麻醉科、手术室火灾消防抢险指挥工作。

(二)火灾应急程序

全科工作人员要树立“灾情就是命令，时间就是生命”的观念，不论何时，一旦发现火情，视火情的严重程度进行以下操作： 1、局部轻微着火，不危及人员安全、可以马上扑灭的要立即切断电源并采取相应措施予以扑灭。通知保卫科及总值班，必要时立即拨打消防报警电话119。

2、局部着火，可以扑灭但有可能蔓延扩大的，立即敲碎火警破玻器报警，在不危及周围人员安全的情况下，一方面立即切断电源并采取相应措施灭火，防止火势蔓延扩大，一方面向保卫科及总值班汇报。必要时立即拨打消防报警电话119。

3、着火火势开始蔓延扩大，不可能马上扑灭的，按照以下情况处理：

(1)立即敲碎火警破玻器报警。

(2)通知保卫科及总值班。

(3)指挥人员立即组织手术患者及家属、手术医生、麻醉医生、手术室护士紧急疏散。

(4)若有人员受伤，把伤员转移至安全地带立即进行抢救。

(三)人员疏散程序

1、方针原则：当手术室发生火灾时，所有工作人员应遵循“患者先撤、重患者先撤、医务人员最后撤”的原则，“避开火源，就近疏散，统一组织，有条不紊”，紧急疏散患者。

2、手术室护士、手术医生、麻醉医生要听从指挥人员的指令，立即组织好手术患者及其家属，不得在楼道内拥挤、围观，并立即通知保卫科或总值班，紧急报警。

3、所有人员立即用湿毛巾、湿口罩或湿纱布捂住口鼻，防止窒息。

4、在保证人员安全撤离的条件下，应尽快撤出易燃易爆物品，积极抢救贵重物品、设备和资料。

5、发现火情无法扑救，要立即拨打“119”报警， 并告知准确方位。

6、医务人员未得到指挥下达的撤离命令不得撤离工作岗位，要忠于职守，履行职责，保护病人及国家财产的安全。

(四)紧急疏散方式

1、紧急疏散路线：

①号手术室病人及医务人员撤离路线： 手术室内走廊病人出入口处楼梯。 ②③号手术室病人及医务人员撤离路线： 手术室污物通道职工出入口处楼梯。

2、紧急疏散集结地点：住院楼1楼前空地。

3、切记不可坐电梯!

(五)紧急疏散后措施

1、指挥人员清点疏散人数,发现有缺少人员的情况时,立即通知领导或消防队员。

2、医务人员迅速对摔伤、砸伤、烧伤、踩伤的病人实施救治。

3、医务人员对本病区的患者逐一检查、治疗，并将本病区火灾中病人情况向科主任和医院汇报。

层流控制冷却系统 第3篇

随着控制程序系统中各类新技术的不断创新和人们对控制冷却工艺认识的逐渐深入, 各类新品种钢的开发对卷取温度的精确度、冷却过程中的中间温度、冷却速率等指标的目标更加严格。

2 安钢热连轧分级计算机控制系统

目前安钢热连轧带钢层流冷却控制系统就是采用分级计算机控制系统, 分为三级, 分别为基础自动化 (L1级) , 过程自动化 (L2级) , 生产信息化管理系统 (L3级) 。其中MES负责制造数据管理和计划排程管理, 这台计算机属于L3级。SUP作为L2的主机, 将测量到的卷取温度信息传给卷取温度控制计算机C3-CTC, DBS负责数据管理, 并将数据信息上传给MES计算机。C3CTC计算机是卷取温度控制程序的主机, 它接受到由SUP传来的卷取温度信息后, 开始作冷却过程的喷水控制。

3 安钢热连轧层流冷却过程控制

3.1 层流冷却过程控制计算机轧件跟踪

过程控制轧件跟踪是根据轧件在输出辊道上高温计采集到信号的跳变和末机架速度的计算, 设定出的跟踪记录将随之更新, 从而改变带钢在生产线上的位置, 专门设定的跟踪指示记录字将随之更新, 从而使轧件在轧线的实际位置能被准确追踪, 完成相应的设定或设备控制, 有两种实现方法。 (1) 由基础自动化和过程自动化共同完成。 (2) 单独由过程控制计算机完成轧件跟踪。

3.2 过程控制计算机数据采集与通讯

过程自动化计算机的数据通讯包括其与人机交互服务器之间的通讯、与基础自动化PLC之间的通讯以及与生产信息化管理系统之间的通讯。过程自动化计算机与人机交互服务器之间的数据通讯采用的是以太网接口模块协议, 其数据安全性高、开放性好、易与其他网络交换数据。过程自动化计算机与PLC之间的数据通讯采用标准工业以太网络通讯协议。在过程自动化计算机中, 采用C++编写的应用程序TC-Net-EGD从基础自动化PLC读取到所要的数据信号或发送设定数据信号到基础自动化PLC。过程控制计算机与生产信息化管理系统 (L3级) 通讯采用GATEWAY和SQL Server数据库交换表通讯方式。按照事先定义好的电文标准相互传递数据信息, 完成通讯过程。

3.3 冷却控制模型系统

控制模型系统主要包括:预设定计算程序、前馈动态补偿计算程序、反馈控制计算程序以及模型参数的自适应程序。 (1) 预设定计算程序的主要作用是在带钢经过连轧机第一架机架时, 根据精轧设定程序计算处的精轧出口的带钢厚度、带钢速度以及带钢温度和卷取机处的目标温度, 利用ctc程序, 预先计算需要打开的层流冷却区域内水阀的位置和组数, 修正设定控制程序调整只对其中一部分的阀门的进行开/关。 (2) 前馈动态补偿计算程序是根据样本的带钢速度、厚度、最后一组机架出口温度, 为达到目标卷取温度进行层流冷却区域喷水管分配的计算。它是一个反复进行周期计算的过程, 可根据带钢从最后一组机架通过的速度的变化情况和温度来设定处相应的集管组态。依据L2收到的L1所传递上来的最后一组机架带钢实际测量信息, 从带钢头部到达轧机最后一组机架的测温计后每隔一定长度, 便进行一次计算, 控制水阀的开闭达到相应的卷取温度。 (3) 反馈控制计算程序需要对带钢在层流冷却区域出口处的高温测量仪的实际测量温度进行反馈补偿, 把整个钢带全长的实际测量温度都控制在要求的精度范围内。当钢带到达卷取机入口处的高温测量仪时, 获得实测卷取入口处温度并且运行头部自学习调整程序, 算出其与设定值的偏差, 向L2反馈回一个控制信号, 根据反馈的信号相应地调节层流冷却区域精调区冷却集管的开闭状态。 (4) 模型参数自适应是当带钢通过卷取机前的最后一个高温测量仪时, 实测的温度值和预报的温度值进行比较, 利用比较出来的偏差值来调整冷却过程的换热系数, 调整后的参数将被用于相同组别的后续带钢生产时的设定计算。

4 安钢热连轧层流冷却过程控制系统的优化及经济效益分析

经过对安钢热连轧层流冷却过程控制系统的理论研究和轧制过程中的实际带钢实验, 我们对层流冷却控制系统做了以下优化工作: (1) 优化热传系数;通过查找资料, 优化了一些管线钢的热传系数, 使这些钢种的热传导, 热辐射和热对流等参数对温度影响趋于可控范围。 (2) 针对某些特殊规格采用稀疏冷却策略;轧制过程中我们建议操作人员对有些高冷却速度敏感的钢种, 采用在层流冷却区域的粗调区的前半部分以一定的间隔打开各冷却水管, 用后精调区对卷取温度进行微调控制方式来冷却。 (3) 优化精轧加速度控制;由于某些钢种的热传导率不稳定, 精轧终轧温度控制模型为了保证良好的终轧温度会不段变化带钢的加速度, 但是加速度变化过于频繁和变化范围过大会造成卷取温度的不稳定, 因此, 我们通过限制精轧加速度, 使某些管线钢的卷取温度趋于稳定, 提高了产品合格率。

5 总语

安钢热连轧层流冷却过程控制系统的优化, 使卷取温度控制大有改观, 使卷取温度目标值平均达标率由原来的70%增长到现在的94%以上, X65等管线钢的达标率也由原来的30%~40%提高到现在的75%以上, 大大提高了产品质量, 降低了质量疑义率, 产生了较大的经济效益。

摘要：随着计算机控制技术、网络技术以及生产工艺水平的提高, 分级控制系统在热连轧带钢轧制过程的应用比例越来越大, 并有逐渐取代集中控制系统的趋势。卷取温度控制系统是安钢热带钢连轧项目自动控制系统的重要组成部分, 整个系统的正常运行及所产带钢的组织性能和力学性能的好坏受卷曲温度控制程度直接影响。本文介绍了热连轧层流冷却中计算机控制系统的特点和组成, 着重分析了过程控制系统的功能和组成。

关键词：层流冷却,卷取温度,计算机控制,网络

参考文献

[1]孙一康.带钢热连轧的模型与控制[M].北京:冶金工业出版社, 2002.

层流控制冷却系统 第4篇

关键词：层流冷却,数学模型,自动控制,冷却温度

0 引言

新钢1580热轧生产线于2007年6月开工建设,2009年2月热负荷试车成功并投产,年设计产能300万吨,并于当年达产,产品规格为厚度1.2 mm～16 mm,宽度700 mm～1 500 mm,主要产品品种有碳素结构钢、优质碳素结构钢、汽车大梁用钢、压力容器及锅炉用钢、IF钢、TRIP钢等。建厂时配备了层流冷却系统,通过3年来不断优化,开发了独立的层流冷却控制系统,该系统具备完善的Ll、L2和HMI系统。工艺开发人员可以根据钢种开发的需要,对新系统进行有效的调整,满足工艺开发要求,实现轧后带钢在线均匀冷却,使带钢冷却过程的相变温度和相变组织得以控制,从而保证带钢的性能,提高产品的质量。

1 层流冷却设备组成

图1为层流冷却设备简图。整个层流冷却设备包括19个精调冷却段和3个微调冷却段(22个冷却段即22个倾翻组,每个倾翻组由一个翻转液压缸控制,当发生事故或检修辊道时液压缸带动集管翻转,为防止管路破裂使设备紧急下落,在油缸油孔处装有防爆阀),其中每个精调冷却段包括4个控制单元组(上、下喷一一对应),总计下喷a1～a76共76个控制单元,上喷b1～b76共76个控制单元。每个微调冷却段包括8个控制单元组(上、下喷一一对应),总计下喷a77～a100共24个控制单元,上喷b77～b100共24个控制单元。每个控制单元由一个电磁阀驱动一个气动碟阀来控制冷却水的打开与关闭。各冷却段之间及整个冷却段前后各有一组侧喷控制单元(共23个控制单元),侧喷水的打开与关闭原理同上、下喷一样由一个电磁阀驱动一个碟阀来控制。

根据实测的板带终轧温度、速度、厚度和满足工艺要求的冷却曲线控制轧后钢材的冷却工艺参数(开冷温度、终冷温度、冷却速率),确定相应的喷水区长度(阀门开启个数)和喷水模式,使卷取温度尽可能地接近工艺确定的目标卷取温度,获得理想的组织结构, 以提高和改善钢材的综合力学性能。层流冷却过程的控制量为:喷水阀门的开闭数量及位置、喷水模式等。层流冷却区的控制目标是把终轧温度为800 ℃～900 ℃的钢板按一定冷却制度迅速冷却到500 ℃～700 ℃的卷取温度,控制精度要求为±20 ℃。

2 层流冷却数学模型

层流冷却数学模型包括空冷模型和水冷模型。空冷时带钢在长度和宽度方向上的传热条件比较一致,故可认为这两个方向上温度分布均匀,由于带钢较薄,在一定厚度范围内,可近似认为厚度方向上温度相同。

(1) 空冷计算模型为:

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其中:t为空冷段结束时的带钢温度,℃;tFC为终轧温度,℃;ε为材料的等价热辐射率;σ为斯帝芬玻尔兹曼常数,W/(m2K4);c为钢的比热容,J/(kgK);γ为钢的密度,kg/m3;L为空冷段长度,m;h为带钢厚度,mm;v为带钢运行速度,m/s。

(2) 水冷传热模型与空冷相似,单个集管组水冷温降模型为:

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其中:Cp为定压比热容,J/ (kg℃);L1为集管组长,m;Δts为层流冷却每组集管温降量,℃。

(3) 前馈控制模型为:

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其中:NFF为前馈控制区冷却水段数;Pi为预设定喷水段数;Ri为带钢速度影响系数;vs为带钢轧制基准速度(根据带钢厚度由插值法求出),m/s;a1为终轧温度对卷取温度影响系数;a2水温补偿系数;tFA为终轧温度目标值,℃;tFS为带钢精轧出口的标准温度值(根据带钢厚度由插值法求出),℃;tCA为带钢卷取的目标温度,℃;tCAS为带钢卷取目标温度的标准值(根据带钢厚度由插值法求出),℃;Δt卷取目标温度的修正值,℃;Q为综合传热系数。

(4) 反馈控制模型为:

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其中:NFB为反馈控制的喷水段数;tCD为实际带钢卷取温度的平均值 (带钢头部到达卷取温度计后,在0.5 s、1.0 s、1.5 s、2.0 s采集实际卷取温度,取平均值),℃。

3 自动控制手段

层流冷却系统采用二级计算机控制。 一级计算机是基础自动化级, 二级计算机是过程控制级。计算机将整个生产范围内的带钢按厚度、目标卷取温度(一般相差10 ℃为同一级)、带钢材质的冷却特性、冷却要求等分为若干级别,将冷却速度相近的钢种归类,进行分档控制,对不同的级别使用不同的策略数据和模型数据。首先预设定后,计算出所开启的阀的组别与时间,然后根据高温计测出的实际温度对模型进行修正;之后再进行反馈控制微调段进行精调,以达到目标温度。控制框架图见图2。

4 实际应用效果

实测的钢板卷取温度与模型计算出的卷取温度对比见图3。

5 结束语

本文以理论为基础,对层流冷却模型进行了验证和优化,通过调节上、下集管的组态及缩短开启阀的响应时间,提高了层流冷却自动控制性能,提高了产品性能的均匀性,在提升带钢的质量水平的同时,促进了高级别品种钢的开发和生产,为高附加值产品的开发提供了保证。

参考文献

[1]王有铭.钢材的控制轧制和控制冷却[M].北京:冶金工业出版社,1995.

[2]蔡晓辉,张殿华,谢广丰.中厚板控制冷却数学模型[J].东北大学学报,2003(10):924-925.

[3]彭良贵,于明,王昭东,等.热轧带钢层流冷却数学模型述评[J].轧钢,2003,20(6):26-27.

[4]王占学.控制轧制与控制冷却[M].北京:冶金工业出版社,1991.

层流控制冷却系统 第5篇

安钢炉卷轧线层流冷却系统采用了精确的流量控制, 实现了根据不同钢种按需调节水量。本文简要介绍如何实现调节阀门的流量与开口度之间的控制。

1 现场概况

炉卷轧线层流系统有顶喷阀门、底喷阀门及侧喷阀门, 使用了调节阀外加切断阀。不同的调节阀门特性又不太一致, 因而需要推导出阀门开口度与流量之间的曲线模型, 并计算出曲线方程, 另外实现更换调节阀门后重新计算该系数。

2 模型原理

多项式曲线预测模型为:

对于阀门的控制, 可以采用三次抛物线预测模型, 从而实现较为精确的控制:

在这里, t为所需流量, 为预估阀门开口度, 为了确定系数a、b、c、d, 可以使用最小平方法来拟合回归方程, 并确定该系数。

根据最小平方法的原理, 得到的方程如公式 (2-1) 所示。

其中, n为采样次数, 为简化计算, 可选取序列中间点为原点, 使得:

由此得出简化方程如公式 (2-2) 所示。并由采样的数据t和yt来计算a、b、c、d。

3 实现方法

安钢层流冷却阀门的控制采用5 次采样来确定a、b、c、d, 采用计算机编程完成。并在生产画面上增加按钮, 每次点击按钮用来执行下列程序, 以完成参数的计算。

摘要：本文简要介绍了安钢炉卷轧线层流冷却流量阀门所用的控制方法。

关键词：流量控制,炉卷轧线层流冷却,控制方法

参考文献

[1]徐士良.常用算法程序集 (C语言描述) [J].清华大学出版社, 2004.

层流冷却辊喷焊制造技术 第6篇

层流冷却辊在热轧厂位于精轧和卷取之间对成品板带进行输送和层流冷却[1,2,3], 热轧输送辊道既要承受土石热板坯的及加载荷 (冲击) , 同时具有一定的结合强度来保证辊道的磨损性能, 在冷却喷水的作用下, 还要承受交变负荷 (冷热疲劳) 和局部压入负荷, 接触滑动负荷作用。输送辊道的工作温度在400～600 ℃之间, 接触介质主要是水及水蒸汽。对于这样结合强度高、同时具有冲击载荷和腐蚀介质空芯辊道辊, 在工艺上宜选择喷焊。在喷焊材料的上选用中冶集团建筑研究总院焊接所自行研制的YJ Ni60A的自熔合金粉末。

1试验材料及方法

1.1试验材料

喷焊材料选用中冶集团建筑研究总院焊接所自行研制的YJ Ni60A自熔合金粉末, YJ Ni60A材料的化学成分和力学性能见表1。

YJ Ni60A自熔合金粉末以镍或者镍-铬为基体, 并添加硼、硅而成。在喷涂后, 经再熔融, 合金中的硼、硅成为三氧化硼、二氧化硅, 其他的金属氧化物成为硼硅酸玻璃而熔融上浮, 因此, 喷焊层中含有的氧化物极少, 且无气孔[4,5]。喷焊层经再熔融处理, 粒子件相互熔敷, 同时与基体金属相互扩散, 形成的合金层, 使结合性增强。由于镍-铬固溶体中含铬硼化物 (Cr B) 和镍硼化物 (Ni2B) , 这两种以颗粒形式弥散分布于镍铬合金基体中。这些硼化物粒子本身具有极高硬度的特征, 达到了金刚石的硬度 (达到4 600维氏金刚硬度) , 并使合金基体得到加强和变硬, 使合金具有轴承合金的特性。而含碳 (C) 合金中还含有铬的碳化物 (Cr23C6) 。因此, 材料具有高硬度, 并具有有益的耐磨性。硼的存在, 使得合金得到了它应有的硬度和耐腐蚀性, 硬度随硼含量的增加而增加。在焊接和喷焊时, 硼的存在也提供了合金的某种自熔性的特征, 加热到熔融温度时, 由于氧化硼的熔解和去除有助于合金的湿润和结合。同时自熔合金为镍-铬合金, 所以具有耐氧化性和对硫酸、盐酸, 碱性碳酸钠等多种腐蚀剂具有耐腐蚀性。

1.2试验方法

1.2.1 试验方法

采用Φ2601 500进行喷焊试验, 以确定喷焊工艺流程和工艺参数, 辊子结构见图1。

喷焊前辊子表面车螺纹, 然后进行喷砂处理, 喷砂后子表面粗糙度达到Ra2.5 μm。喷砂后用丙酮清洗辊子表面以清除辊子表面的油污, 处理后的辊子需在4 h内完成喷涂, 以防止辊子表面产生氧化。

1.2.2 喷焊工艺的一般流程 (图2)

喷焊件表面准备的目的是除去喷焊表面的各种特殊表层 (铁锈、油污、疲劳层等) , 同时须将待喷焊表面的边缘、棱角倒圆, 以防工件喷焊加热时, 此部位严重氧化, 妨碍喷焊金属与基体的结合。喷焊表面打磨后, 进行喷丸处理, 保证基材表面有一定的粗糙度, 以提高喷焊金属与基材的结合能力。这样的准备工作是要达到净化、粗化和活化表面的目的。

1.2.3 喷焊的工艺过程

(1) 预热工件:首先对工件整体预热, 达到一定温度后, 在全部待喷焊表面上喷撒一层预保护粉, 以防工件表面氧化。

(2) 喷焊:采用专用喷焊机床进行喷焊, 喷焊工艺参数见表2。

(3) 热轧输送辊道的机加工。

2层流冷却辊喷焊的试验结果及其分析

2.1喷焊层的化学成分

采用美国EDAX公司制造的Phoenix超薄窗X射线能谱系统沿喷焊层横截面测定化学成分沿深度的分布以及层内特殊点的化学成分。每一深度位置的扫描测量区域为10 μm (深度方向) 200 μm (平面方向) 。喷焊层内每点的C、O、Al、Si、Cr、Mn、Fe、Ni含量总和以100%计, B元素以每点的净积分强度 (conts) 来定性描述其分布 (表3) 。

2.2喷焊层的硬度梯度

(1) 喷焊层硬度沿深度的分布:

采用香港恒一公司制造的MH-6型显微硬度计测定喷焊层硬度沿深度分布, 见表4。采用锯齿方式布载, 测定载荷为1 000 g, 测定间隔为d=50 μm。

(2) 喷焊层表面硬度:

用HR150洛氏硬度计测定, 见表5。

2.3喷焊层的相结构

采用日本Rigaku公司制造的D/max-3A型X射线衍射仪测定喷焊层相组成的晶体结构。测试条件为:Cokα辐射, 靶功率为35 kV30 Ma, 时间常数T=0.2 s, 2θ扫描范围35～120°, 衍射束经弯曲石墨单色滤光。

喷焊层的相结构, 喷焊层由主量相奥氏体Ni、Ni3B次量相M23C6、CrB及少量相Cr3NiB6及Cr2Ni3B6六种晶态组成。测定结果见图3。

2.4喷焊层的组织形态

采用荷兰Philips公司制造的XL-30W/TMP型扫描电子显微镜观察喷焊层组织。

喷焊层组织形态, 试样YJNi60A的喷焊层组织比较均匀, 其组织主要由Ni基体和块状Ni3B、CrB第二相组成。0.9～2.0 mm次表层内组织由Ni基体和点状Ni3B、CrB第二相组成。由于这些高硬度的点状和块状和硼化物的弥散分布在Ni基体上, 大大增加了喷焊层的耐磨性能。具体见电镜照片见图4。

3层流冷却辊喷焊实例

层流冷却辊的喷焊实例图见5～8。

4结论

(1) 依据层流冷却辊的使用工况, 选择了自行研制的YJ Ni60A的自熔合金粉末作为喷焊材料对进行喷焊, 满足了层流冷却辊的性能要求。

(2) 喷焊后的层流冷却辊使用寿命可达到国外同等材料的使用寿命。

摘要：依据层流冷却辊的使用工况, 选择了自行研制的YJ Ni60A的自熔合金粉末作为材料对热轧输送辊道辊进行了喷焊试验, 对喷焊层的化学成分、硬度分布、相结构与组织结构进行了分析与测试, 并通过上机实际应用达到同等进口材料的水平。

关键词：层流冷却辊,喷焊,合金粉末

参考文献

[1]刘景凤、王晖.宽板轧机输送辊的火焰喷焊技术应用.焊接[J], 2000, (5) :27—29.

[2]向兴华等.N i基自熔合金涂层与钢基材的界面形态及其应用.焊接学报[J], 2002, 23 (6) :44—48.

[3]尚宏滨等.铁基自熔性合金喷焊层的耐蚀性.热加工工艺[J], 2001, (2) :39—40.

[4]鲍君峰等.氧-乙炔火焰粉末喷涂技术.材料工程[J], 2006, 增刊1:341—344.

邯钢CSP层流冷却输送辊道的优化 第7篇

邯钢薄板坯连铸连轧生产线是1999年从德国西马克公司引进的具有1990年代国际先进水平的的CSP生产线, 其主体装备有薄板坯连铸机、摆动式加热炉、辊底式均热炉、粗轧机、精轧机、层流冷却及输出辊道 (图1) 和卷取机。

在CSP生产工艺中, 层流冷却输出辊道是连铸连轧、热连轧生产线中的易损设备, 它的作用主要是将带钢冷却到一定温度, 并从精轧机输送到卷取机。辊道的运行状况直接影响钢板的表面质量, 同时也直接关系到整个生产线的轧制节奏、生产能力和生产成本。因此, 在实际生产过程中, 保证层流冷却辊的正常工作、延长使用寿命是一个重要的问题。

2 层流冷却主要存在问题

随着CSP双线的建成与投产, CSP轧线生产的节奏加快, 产量由原来的125万t增加至270万t, 但层冷输出辊道作为CSP线重要的设备之一, 近几年来突显出诸多弊病, 严重影响了生产的有序进行, 主要存在的问题:

(1) 层冷输出辊道传动侧盖板经常因处理堆钢事故而被撞掉, 导致盖板固定螺栓被撞断。长期如此, 大部分盖板的固定螺栓因丝扣损坏而无法紧固, 导板仅靠焊接连接, 时常发生盖板因带钢冲击而随带钢进入夹送辊事故, 既易造成堆钢事故又损伤了夹送辊辊面。

(2) 邯钢CSP所用的操作侧盖板是一种简单的防护型盖板, 仅能做到将机械回转件与人体隔开, 不能对内部部件提供防水、防蒸汽腐蚀等基本防护。设备运转时, 工人需要站在盖板上才能对设备进行观察维护, 容易造成设备及人员事故。

(3) 层冷输出辊道时常发生因个别辊道停转造成板带表面划伤事故, 主要原因是: (a) 电机进水造成电机轴承损坏而致使辊道停转; (b) 因辊道本身原因造成辊道停转。

(4) 层冷个别输出辊道因故障停转后对板带造成严重划伤, 而处理及更换停转辊道尤其是内冷辊道时间较长, 这严重影响了生产的正常进行。

3 优化方案

针对层冷输出辊道存在的种种问题, 我们对层冷输出辊道进行了优化, 具体措施为对层冷辊道盖板进行改造、对电机进行防水改造、优化层冷辊道更换方案实现快速更换, 通过这一系列措施进一步提高板带质量和提高生产效益。

3.1 输送辊道盖板的优化

根据现场实际情况及实际测量数据, 对层冷盖板进行了改造优化, 逐步将输出辊道 (主要是8个喷淋区) 两侧盖板改造为长侧导板 (图2) 形式, 两侧对称分布, 且侧导板上安装有可更换的耐磨板;同时考虑到为更换辊道方便改造后的侧导板设计便于拆装。经现场实际使用, 抢堆钢过程中盖板成偏松动、脱落的现象得到了有效抑制, 下一步逐步将现有辊道盖板更换为长侧导板形式, 从根本上解决盖板脱落问题。

针对操作侧盖板存在的问题, 设计了一种实用新型护板, 该护板比原盖板拥有更好的防水、防蒸汽效果, 以及良好的人机交互性。能方便地对设备观察、维护, 减少设备事故, 保证人员的安全 (图3) 。

为了与逐步上机的长侧导板配合, 专门设计了与之适应的护板, 今后的输送辊道盖板将兼顾牢固、方便、安全等方面。

该护板的优点:

(1) 避免冷却水由观察孔进入内部设备, 减少了对内部设备尤其是对电机的腐蚀。

(2) 有利于内部蒸汽的迅速散发,

(3) 便于维护人员对设备状况的掌握, 提高设备及人员安全系数。

3.2 输送辊道电机防水

对正对侧喷的辊道电机进行防水改造, 考虑到电机相关尺寸及与周围设备不干涉原则, 在电机输出轴处设计安装防水盘, 有效地延长电机使用寿命。

3.3 内冷辊道更换方案优化

优化层冷辊道在线更换方案, 根据现场实际情况制作辊道更换专用工具, 对内冷辊道依据现场设备及环境设计加装专用吊装用具及吊具;同时针对辊道停转的各种情况作出详细的应急预案 (表1) , 对于突发的辊道停转事故及时处理、及时更换, 保障生产的有序进行。

内冷辊由于处于F6轧机后, 辊上方有测量室、压带风机、更换辊时没有吊具及起吊位置, 更换辊道非常困难。

原装设备有一套更换装置, 其自重13t, 要用一部天车吊起一台5t导链调平。吊起调平要4人2.5h。而且还要占用天车约4h。由于费时费力, 而且占用天车时间过长, 操作繁琐, 故不宜用于本生产线。层冷辊道停转一支辊直接影响成品卷的质量, 所以快速更换层冷辊为质量提供有力保障。由于特有位置增加了更换辊子的难度, 现连轧厂设有专业起重人员, 这又给更换辊道增加了难度。

(1) 首先解决吊点位置:原更换时用绳固定, 而且没有合适的位置, 绳有一定的弹性, 起吊时不能一次到位, 通过最近两月6次检修的仔细观察及反复试验, 现对吊点进行添加位置, 使每一只辊道都有合适的吊点及辅助吊点。在没有专业起重的情况下, 班组人员可以独立完成吊点的固定问题。

(2) 测量室下位置最高处800mm, 辊自高度500mm, 去掉吊具、绳索固定吊点的长度, 要两三次起吊才能达到起吊高度。通过对吊点硬化, 重新布置, 可一次性解决起吊高度。

(3) 由于层冷测量室下辊道形式有三种单辊、双联、三联, 单辊中400kg, 可用1t导链拉起。双联辊需制作专用吊具解决起吊高度, 三联辊制作专用绳索解决起吊高度。导链手链过长也影响时间, 因长链把地下杂物带入导链机构中导致导链无法使用, 只能现场清洗, 费时费力。现将手链改短后使其既不与地下杂物接触, 也不影响使用。

4 结语

在邯钢CSP目前的生产状况中, 划伤在产品质量中占据第二位, 层冷输送辊道的正常运转将极大地提高成品板带的表面质量, 尤其是减少下表面划伤问题。

摘要：对邯钢CSP层冷辊道在生产过程中出现的一系列问题进行了分析, 并提出优化方案, 确保了输出辊道长周期稳定运行, 保证了成品的质量, 减少了划伤等质量问题。

关键词：层冷辊道,优化,盖板

参考文献