名称6500kw钢坯在线补温轧制感应加热炉

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钢坯在线感应加热代替煤气、天然气加热炉技改项目：
传统的轧钢工艺为炼钢炼出的钢坯经堆垛冷却后，运至轧钢厂，再经加热炉进行加热后轧制成钢材。此工艺有二方面的缺陷：
1、钢坯从炼钢连铸机拉出后在冷床上有700-900℃的温度，钢坯潜热没有得到有效利用。
2、钢坯经加热炉加热后，钢坯表面由于氧化损失达1.5%左右。
轧钢车间节能减排技术改造项目针对上述问题实行连铸连轧，但采用蓄热式加热炉加热第2点缺陷，仍存在。为了充分节约能源，我公司与河北钢铁集团承钢有限公司进行联合研究，在棒线材一轧厂采用感应加热对连铸坯进行在线提温和均温加热。
节能效益分析：
1、原加热炉加热钢坯工艺煤耗为80千克/吨钢（发热值6400千卡/千克），折合72千克标准煤；技改后工艺能耗为每吨钢耗电38千瓦小时，折合13.3千克标准煤；
2、轧钢厂年预计产钢材60万吨计，则年节约标准煤为：（72-13.3）÷1000×600000吨=35220吨标准煤。
3、节能原理：
    钢坯从连铸机拉出后，表面有750～850的温度，内部温度甚至高达950～1000℃,而感应加热的基本原理其一集肤效应，就是热能是由表面加热逐步向内传导，事实上，钢坯内部三分之一不需要提温的，依据不同钢坯截面尺寸，选择不同的频率，即可得到相对加热效率。
4、节能点：
    a)感应加热的高能源利用率可高达65～75%，而传统蓄加热炉仅为25～30%。
    b)感应加热钢坯表面氧化仅为0.5%，而蓄热炉可达1.5～2%。

感应加热原理：

   感应加热的加热线圈与被加热物（金属）的关系就如同变压器的1次侧、2次侧线圈的关系一样。
   如图所示，由加热线圈通高频电流产生的磁力线集中在被加热物上、由电磁的感应作用，产生涡旋电流，将被加热物加热。在这个时候，根据钢材的种类和形状选择适当的交流电流的频率、功率、加热时间、保持时间、线圈的形状等，就能使各种钢材得到适当的品质特性。其热效率为95％，感应加热，是把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。工件依靠这些电流的焦耳热达到预计温度。如果圆柱体放在线圈中心，那么圆柱体周边的温度是一样的，圆柱体加热过程中也不会产生有害气体、强光污染环境等。正因为感应加热有以上的优点，在各种行业得到了广泛推广使用。

连铸坯电磁感应加热的优越性：
(1)钢坯在电磁感应炉内加热的时间比火焰炉加热所需的时间要短得多，这不仅有利于减少铁损，而且能提高铸坯在轧制过程中的表面质量;
(2)采用电磁感应加热，在加热区没有燃烧生成物，从而有效地免除了铸坯的氧化和脱碳，因而通过这种快速加热可得到洁净的钢坯;
(3)由于感应加热炉没有燃烧产物，有利于环保，且大大减少了热辐射;
(4)采用感应加热炉不仅较方便地快速精确地自动控制温度，且能做到节能;
(5)采用感应加热炉加热钢坯，其设备维护费远比火焰炉要小；
(6)感应加热钢坯可以较方便地加热超长钢坯，有利于实现半无头轧制，提高轧制效率。

主要技术参数：

    可追溯的工艺数据表格，可以在每支产品上取出多组采样点， 准确的再现单支产品各段的处理温度值。触摸屏系统中可储存约3 万条工艺记录， 可以U盘或者网络备份； 工控机系统中则完全不受储存空间限制，永久保存数十年内的所有产品工艺记录。

成套设备组成及主要元器件厂家：
1.智能串联感应加热电源                   
2.炉架（含水路、电路、水冷输送辊道）                     
3.电容器柜组                                             
4.感应加热炉体                              
5.连接导线/铜排（电源到炉体）                            
6.红外测温系统                                            
7.远程操作操作台（PLC控制）

设备机械系统工作过程：
   本成套设备采用工控机PLC红外线测温温度闭环控制，坯料只需通过感应加热线圈，补温要求由红外线测温PLC控制下的系统自动完成。
   需要补温的连铸坯→红外线测温系统→进入感应加热炉→红外线测温控温系统→轧机

    该系统装备有图形显示和操作控制屏幕,自启动控制采用PLC程控器和WPS人机界面组合系统，具有自动显示、控制、记忆功能。能将操作过程中各项参数和数据进行存储，配有多个控制操作屏幕。
对每台感应加热电源上都有装于电气柜板上的显示器，采用微处理器控制，并具有以下功能:
(1)运行状态显示，可显示功率、频率、电压等检测参数，接地泄漏电流、总的kW·h值(累计值)和逆变器的运行状态等；
(2)具有下列关键参数的限制保护功能，并能通过显示屏幕指示感应加热炉的极限情况:逆变电压和频率极限、电容器检测参数极限、电压极限和频率极限、交流断路出流极限;
(3)有系统的报警显示和鸣叫（同时切断主电源，停止供电），柜门打开、电器柜运行异常、过电压保护、电源冷却水水温过高或过低、交流断路器中断，所有故障报警信息均可存储，并可随时查找；
(4)通过WPS面板可以控制电源的开/关和进行功率控制；
(5)可以通过面板上的功率控制盘，提供保温功率和升温，功率实行无级分配。
    采用多点测温：入口匀速段距入口1米的位置，设一路测温仪，检测钢坯的温度，用以判断温度分布，并选择适合的中频电压，每套炉子出口均距设一路测温仪，显示钢坯经过感应炉体加热后的温度，用于和入口测温仪配合自动校正运行参数。
    温度控制系统对预定温度点的任何偏移都将产生一个与偏移量成比例的信号，该信号被输入到比例控制单元并被放大，将放大后的信号输人到PID调节器，经运算后输出到中频电源的温度调节器，以维持温度恒定的相对功率点，因此，任何温度变化都会引起少量的功率补偿以消除误差，始终达到设定温度的要求。
温度控制模式：
a)采用plc温度闭环自动模式，将钢坯的温度以800℃为起点按10℃的步幅进行分段，各段对应不同的中频电压（通过现场试验设定各段对应的中频电压根据需方要求可设定）；
b)举例而言，若钢坯温度在800℃范围时，选择中频电压为1200V；若钢坯温度在900℃范围时，选择中频电压为1100V；对应1000℃以上的中频电压为1000V；依次设定。
c)当感应炉空载（无钢坯）时，中频输出电压自动降低到能够稳定工作的很低幅度约为200V（功率约为满功率的二十分之一）

PLC总操作控制台

人机界面