[發明專利]熱軋高壓除鱗系統的安全節能控制裝置及其控制方法

無效

• 申請號: 201210261948.3
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN102755997A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 張斌;詹世明
• 申請（專利權）人: 寶鋼不銹鋼有限公司
• 主分類號: B21B37/00
• 分類號: B21B37/00;B21B45/08
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明涉及專門配置于或安裝于軋機內或專為與金屬軋機連用的工件表面處理設備，尤其涉及一種用于熱軋高壓水除鱗系統的安全節能控制裝置及其控制方法。

背景技術

熱軋除鱗系統主要由高壓電動機、泵體、平衡汽水罐、熱保護閥及現場噴射閥等設備組成，其作用是通過高壓水的強大沖擊力，清除熱軋鋼坯在加熱爐加熱過程中產生的爐生氧化鐵皮和軋制過程中再生的二次氧化鐵皮,保證鋼材成品表面質量。

高壓除鱗泵通常為多級增壓水泵，采用高壓電機進行驅動，一般為2極高轉速電機，電機的啟動方式為帶電抗器或串接電阻直接啟動，電機的運行方式為長時間連續運行。整個高壓除鱗系統通常由單臺水泵供水或多臺水泵并聯供水，以滿足除鱗時的最大用水量。

由于在軋制不同產品和不同的軋制節奏下，其除鱗點的數量、位置、除鱗的流量在隨時變化。依據熱軋生產工藝要求，高壓除鱗系統在非除鱗時，各噴射閥處于關閉狀態，除鱗電機為近于空載方式運行，水流通過熱保護閥回流地溝；當系統在除鱗時，各除鱗噴射閥打開，系統壓力急劇上升至額定壓力，此時全部的水流經高壓管道、除鱗泵、噴嘴射向待除鱗板坯以完成除鱗。除鱗系統水泵電機每次工頻啟動和噴水除鱗過程運行時，負載急劇變化產生沖擊電流，對電機轉子產生很大的沖擊力，使電機內部受損，降低了電機的使用壽命，影響了軋線的正常運行。

中國發明專利“高壓水除鱗系統”（發明專利號：ZL200510032519.9公開號：CN1775399）公開了一種高壓水除鱗系統，包括清洗過濾器和最小流量閥組，在所述自清洗過濾器后依次設有隔膜式蓄水罐、除鱗泵組，在所述最小流量閥組后依次設有低壓預充閥組、機上除鱗噴射閥組、機上除鱗集管、高效除鱗噴嘴、除鱗箱除鱗噴射閥組、除鱗箱除鱗集管和除鱗箱高效噴嘴。該發明采用高壓變頻調速技術，系統壓力及流量可根據來料板坯的材質、溫度自動調節，同時系統能在較短的時間內完成升降壓過程，提高了軋制節奏并最大限度地降低能耗提高除鱗效率。但是，該系統采用變頻調速技術根據鋼種情況調整除鱗壓力，仍然存在以下問題：

首先，熱軋在軋制不同鋼種的情況下，由于除鱗點的不同，所需流量差異很大，即使對于同一種鋼坯，除鱗過程的每個周期內也有好幾個不同用水狀況，每個用水狀況持續的時間短，只有幾秒或者幾十秒，有的可能達幾分鐘，而現有系統在設計中往往按照最大需求流量設計，低流量狀態時大量的高壓水被廢棄，造成嚴重的電能浪費。同時，現有的變頻運行控制方法并不能適應這種流量頻繁波動的狀態，常常導致高壓水的壓力波動，進而影響除鱗效果。

其次，熱軋生產線每天有多次10分鐘左右的換輥，換輥期間不需要除鱗（即不需要水流量），而在換輥期間除鱗泵通常是不停機的。此外，對于熱軋生產線運行過程中的日常發生的隨機故障和設備的日常維護，也存在一些時間不確定的短時段停機。現有的變頻運行控制方法也沒有考慮如何這種間歇運行狀態的控制。

發明內容

本發明的目的是提供一種以恒壓力控制為主，鋼坯跟蹤信號為輔的熱軋高壓除鱗系統的安全節能控制裝置，解決在除鱗系統間歇運行、高壓水流量波動狀態下保持壓力穩定，并且實現節能控制的技術問題。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種熱軋高壓除鱗系統的安全節能控制裝置，所述的高壓除鱗系統包括變頻電機驅動的變頻泵，連接到高壓水管路的儲能罐，以及分布在熱軋生產線上的若干個除鱗點，其中每個除鱗點由若干個噴射閥組控制的除鱗噴嘴所組成；所述的安全節能控制裝置包括運算控制單元、變頻泵運行狀態信號單元、變頻頻率給定單元和變頻電機驅動單元；所述的熱軋生產線控制系統包括鋼坯跟蹤信號單元和現場總線單元；其特征在于：

所述的變頻泵運行狀態信號單元至少包含壓力檢測單元和液位檢測單元；

所述的運算控制單元連接到所述的變頻頻率給定單元，通過變頻頻率給定單元輸出變頻電機頻率信號，傳送到變頻電機驅動單元；所述的壓力檢測單元連接到所述的運算控制單元，將系統壓力反饋給運算控制單元，通過變頻頻率給定單元和變頻電機驅動單元，對變頻泵的轉速進行反饋控制，構成恒壓力控制主控回路；

所述的安全節能控制裝置通過現場總線單元連接到所述的鋼坯跟蹤信號單元，獲取鋼坯跟蹤信號；所述的運算控制單元通過所述的液位檢測單元，獲取儲能罐的液位信號并實時計算高壓水的儲水量；所述的運算控制單元根據鋼坯跟蹤信號確定噴射閥的開啟數量，從而實時動態計算高壓除磷的需水量；所述的運算控制單元根據所述的儲水量和需水量，通過變頻頻率給定單元和變頻電機驅動單元，對變頻泵的轉速進行前饋修正，構成變流量節能控制輔助回路。