我们的技术圈 ,关注商业科技,国内创新技术交流与转化的平台
×

  会员登录

现在注册

第三方登录
                         
悦智网 > 成果展示 > 成果报道 >
自动化技术为钢企保驾护航
先进制造
2016-11-08 17:31
作者  于雪
覆盖全流程的自动化检测与控制集成方案帮助全球钢铁企业提高生产效率和生产精度,加快节能减排的步伐。

近年来,钢铁行业的规模逐渐扩大,相应地,在去产能化和节能减排、降耗的双重压力下,钢铁行业必须加快转型升级的步伐,将压力转换为动力,为行业的发展提供“动能”。《中国制造2025》明确提出,要加快制造业绿色改造升级,全面推进钢铁、有色金属、化工、建材、轻工、印染等传统制造业绿色改造。因此,节能减排、促进资源综合利用依然是钢铁行业的一大主题。

为了持续改善能耗指标、降低污染物排放量,高效的自动检测与控制技术已成为大部分钢铁企业的必备手段。不仅如此,钢铁行业流程复杂、冗长,从选矿、烧结、高炉、转炉到轧钢,每道工序对自动检测与控制技术创新和发展的需求都十分巨大。自动控制技术对热轧宽带钢的产品性能、生产效率、成材率等都有重要的影响,决定着热连轧生产线的先进程度。因此,要按照《中国制造2025》的要求,加快行业转型升级步伐,形成一批具有一流产品、一流技术、一流环境和一流管理的世界一流企业,就离不开自动检测与控制技术的保驾护航。

作为从事冶金生产过程自动检测与控制技术科研开发的企业,镭目科技有限责任公司(以下简称镭目公司)为全球钢铁企业提供先进的自动控制解决方案。多年来,镭目公司以钢铁行业为重点,通过内部消化学习与自主研发以及与有关钢企合作,研制了应用于冶炼行业的全流程自动化检测与控制集成方案,帮助全球众多的钢铁企业提高生产效率和生产精度、促进节能减排。

钢水液面控制

钢水液面自动控制是保障钢产品质量的重要措施,这类系统能够保证液面稳定,有效改善铸坯表面及亚表面质量,减少漏钢、冒钢等事故,提高连续浇筑能力。

射源型钢水液面控制系统采用同位素射线源,利用闪烁晶体接收装置接收钢水液面高度变化的射线,从而检测出液面高度。镭目公司研制的铯源型钢水液面控制系统采用同位素铯137放射源和高效率闪烁接收器,根据辐射的吸收、穿透理论及距离因素,综合考虑铜管壁、导流水套及水层厚度,结合用户所要求的测量精度及测程,进行精确的计算,可以实时输出液面高度信号。该系统能够灵活地适应现场条件,具有自动标定功能,安装方式简便,无需冷却水。经过反复改进和应用,铯源型钢水液面控制系统可实时显示液面高度,并通过检测的液面位置信号对拉速进行调节,保持液面稳定。其铯源使用年限为30年,灵敏度高,响应速度快,十分适用于方坯。

除了射源型钢水液面控制系统外,镭目公司还推出了涡流型钢水液面控制系统和电磁型钢水液面控制系统。在涡流型钢水液面控制系统中,涡流传感器中的电磁信号在钢水表面产生涡电流,此涡电流在传感器线圈中产生感应信号,其大小随着水面到传感器的距离而变化。这种系统适用于板坯、大圆坯,测程可达300毫米;在电磁型钢水液面控制系统中,传感器安装于结晶器铜板上,感应面与铜板内表面齐平,传感器发射电磁信号并接收返回的涡电流,其强度与钢水液面成正比,可实现自动开浇,适用于各类板坯、矩形坯,测程长,具有较强的抗干扰能力。

电动缸非正弦振动系统

在钢铁冶炼过程中,结晶器震动可以防止初生坯壳与铜管粘结,防止漏钢;采取适宜的振动装置结构,结合合理的振动参数和振动曲线,能够有效改善铸坯的表面质量,便于设备的维护与安装。作为第一家将最先进的数字伺服电动缸技术运用并推广到钢铁行业的公司,镭目推出的电动缸非正弦振动技术采用全数字交流伺服驱动系统,直接将电信号转变为位置信号,控制结晶器振动台实现正弦或非正弦振动,精度高,稳定可靠。该系统不需要长距离的传动装置和液压站、液压泵等液压设备,需要连接的电缆备件少,结构简单,能够提高拉速,减少维护工作量,方便组织生产。 

该系统通过可编程逻辑控制器(PLC)、运动控制器输出数字量控制先进的大功率数字伺服缸,根据拉速精确地控制结晶器上下振动,使振动波形保持精确的频率、振幅、负滑脱时间、正滑脱时间及波形偏斜率等,最终得到满足工艺要求的结晶器振动轨迹。

2011年,电动缸非正弦振动系统在中国台湾东和钢铁公司热试成功,有效取代了过去的四连杆结构振动台。在此次热试中,电动缸非正弦振动系统不到10天即安装完成,仅1个小时即完成了上线调试;投入使用后,铸机拉速提高了10%,铸坯振痕间距均匀,振痕深度变浅,铸坯角部光滑无缺陷。实际上,电动缸非正弦振动系统的应用范围广泛,可在大圆坯、板坯、矩形坯、小方坯、异型坯等各种断面的连铸机上使用。

测渣技术

在转炉倒钢过程中,下渣量的检测与控制对钢水质量有很大的影响,过早封堵会降低钢水收得率,而过晚封堵又无法提高钢水清洁度,因此需要对下渣量进行实时检测,在最佳的时机进行封堵。

镭目公司的转炉下渣检测系统采用双非接触式摄相机,将其安装在不同的角度,可基于不同的检测机理对出钢水时的下渣情况进行实时监视。由于采用了镭目的专有技术,因此具有对冷钢不敏感、信噪比高、报警准确等优势。在下渣时,如果从转炉到大包的钢水中熔渣含量超过设定值,测渣系统的工控机将输出报警信号,自动启动气动挡渣系统驱动挡渣塞堵塞转炉出钢口,或提醒操作人员将炼钢炉抬高或关闭出钢操作。该系统利用数据处理,可有效提高钢水收得率和钢水纯净度。在120吨转炉现场实际跟踪得到的数据显示,应用该系统后,平均钢水收得率从94.5%提高到了95.2%,同时钢水回磷量平均值由0.003264降低到了0.001490,有效地减少了废品钢的出现和脱氧剂的使用。

为了减少钢水中的大型夹杂物,提高钢水纯净度,镭目公司首先采用检测谐振声波的方法真实地检测钢水中的含渣量,推出了振动式大包下渣测控技术,利用震动测渣中包液位控制替代国外的中包液位控制,提高了精度。此外,镭目公司还采用机械式放大器——新型增敏机构,消除了开关滑板和外界的干扰信号,只放大有用的钢水振动信号,通过灵活的谐振频率调节进行多方向检测,获得稳定的报警效果。实际应用显示,该系统可在连续19次滑板动作之后仍进行准确报警。

动态轻压下和液芯检测

为了使铸坯更加均匀致密,消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙,钢铁冶炼过程中使用轻压下技术来实现这一改善。所谓轻压下,就是通过在连铸坯凝固末端附近施加合适压力,产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量,并破碎已形成的“晶桥”,促使铸坯该区域内的钢水流动,从而最大程度地减少中心偏析和中心疏松,提高铸坯质量。镭目公司的动态轻压下系统包含自主研发的连铸坯凝固数学模型(即凝固末端跟踪模块)、动态二冷配水模型(即配水模块)、动态轻压下控制模型(辊缝控制模块)和伺服控制系统等,经过钢厂的实际验证,其中心偏折和疏松达到C1.0,铸坯质量得到了有效提高。

利用电磁金属声学原理,还可对连铸过程中铸坯的凝固末端液芯进行可靠的检测定位,为连铸动态轻压下提供准确的压下位置信号,或者安全地提高浇铸速度,即液芯检测(RAM-LCD)。据此研制的钢坯液芯凝固末端检测系统在连铸坯上下方向分别安装信号发生器和信号接收传感器,接收的信号由中央处理单元进行神经网络算法处理后,在显示器上可以清楚地看到液芯末端的位置及铸坯的厚度。

智能钢水在线测氢

在炼钢过程中,氢是导致许多缺陷的主要原因,过高的氢含量会使产品产生白点,严重影响产品质量,因此准确测定钢水中的氢含量至关重要。为了精确地测定钢水中的氢含量,镭目公司在国内率先设计了一种智能钢水在线测氢系统。

该系统由定氢仪表、气动系统、测枪和定氢探头4部分组成,采用平衡分压法实现测量。系统以氮气作为载体,在气动系统的推动下进入钢液形成气泡,并连续在气动系统回路中循环,钢液中的氢会持续向氮气气泡中扩散,当载气中的氢含量变化率接近零时测量终止。测得钢液的平衡氢分压后,热导传感器可以检测出混合气体中氢气的含量,然后根据内嵌的计算模型得出钢水的氢含量。该系统可以直接测量钢包、中间包及钢锭模中钢液的氢含量。智能钢水在线测氢系统在宝钢热试的结果显示,其测量精度在±0.0002‰以内,在分析精度、重现性和侧成率方面均已达到国外同类产品的水平,可据此对钢的质量进行控制和判断。

在钢铁这种环节复杂、辐射极广的产业中,系统的解决方案更有助于企业实现整体的技术升级。除了以上技术外,镭目公司在电磁测液芯技术、塞棒数控系统和自动保护加渣以及机械手焊接等方面也进行了多年研发,能够有效地满足钢铁企业的需求。如今,镭目公司的产品已经应用于全球三十多个国家,正在为钢铁行业的各个环节保驾护航。可以说,在钢铁行业走向节能、低排放、高效率的路上,自动检测与控制技术恰似一种加速器,能够让以钢铁为代表的冶金行业的步伐越来越快。





作者:于雪

 
0
分享
   相关成果报告
    友情链接申请链接    
科技纵览官网      阿里云      悦智官网      百度      360      腾讯      网易      凤凰网      新浪网      搜狐网      IEEE     
京ICP备15039501号-1

京公网安备 11010102002341号

本站由 提供计算与安全服务
关于
关于我们
商务合作
联系我们
订阅
RSS订阅
邮箱订阅
线下活动订阅

Copyright © 悦智网