李杨
重庆新联钢铁设备技术有限公司 重庆 400013
摘要：立式连续退火炉是板带生产企业中重要的装备，其的温度均衡连续性会直接影响到冷轧板带的质量以及成本。文章主要是分析了立式连续退火炉的温度控制系统，在此基础上对连续退火炉的温度控制系统进行了讲解，望能为有关人员提供到一定的帮助和参考。
关键字：连续立式退火炉；金属热处理；控温；产品质量
1、前言
立式连续退火炉温度控制系统在提升产品的生产率、质量以及缩减能源消耗量上有着十分重要的作用。在立式连续退火炉温度控制系统中被控的设备存在了滞后性、非流线性等的特征，使得以往传统常规的控制系统无法达到令人满意的效果。为此研发出一种全新的控制系统对当前体系进行有效的改进，具有了十分重要的现实意义。
2、立式连续退火炉温度控制系统概述
2.1工艺要求
要使带钢满足各类产品的退火工艺要求，温度控制非常关键。根据上表所述钢种生产要求，热镀锌退火炉带钢温度最高设计值达到800℃，以满足再结晶退火的要求。热镀锌机组加热炉的均热时间按照不小于22.5秒（即630800℃）冷却段中800℃冷却到600℃
为缓冷，冷却速率：25℃/秒；800℃冷却到460℃为缓冷，冷却速率：40℃/秒。带钢进锌锅的温度为420-480℃，一般为465℃；进入水淬槽的温度为200℃，烘干后带钢的温度小于50℃。针对热镀锌不同带钢种类的组成成分，可以确定其退火加热及冷却温度。
2.2控制系统硬件配置
根据控制范围和要求，梅山热镀锌机组退火炉系统设计了一套含有3个CPU控制器的PLC控制系统硬件采用西门子S7系列。其中一个S7400的PLC负责控制退火炉段的燃烧、炉膛压力、氮氢混合、和炉膛气体分析等的控制；一个S7-400的PLC负责清洗、后继冷却、化学处理等等的控制；一个300系列的PLC负责退火炉点火系统的控制。本套系统还通过Profibus-DP与热镀锌机组电气传动PLC进行数据交换，通过标准以太网与热镀锌机组L2进行数据交换。
2.3控制方案设计
2.3.1退火炉控制方案总体介绍带钢在淸洗段化学脱脂和电解脱脂后进入退火炉。
经过预热段预热，直燃段加热、辐射管均热段、冷却段降温和热张辊段保温后进入锌锅。在预热段和直燃段加热过程中，为了防止带钢表面氧化，影响镀锌效果，要求直燃段每个分区的燃烧控制在微欠氧状态下。
多余未烧尽的燃气通过预热段补充空气燃烧。最终废气管道内的含氧量要求控制在2%以下。带钢在预热段和直燃段产生的氧化效果是无法完全避免的。此时通过在辐射管均热段、冷却段和热张辊段內通入高含量H2（最高可达30%）来还原带钢表面。同时带钢在辐射管均热段内继续加热，并保持在一个特定温度范围内，使得其有足够的时间完成再结晶。冷却段内还原性保护气体通过循环风机进行封闭式循环，炉内气体经过换热器冷却后从喷箱的喷嘴吹向带钢。喷箱在宽度方向分成3个区域以保证带钢温度均匀以防止带钢瓢曲。最后带钢经热张辊段进入锌锅镀锌。
2.3.2直燃段控制直燃段设有5个燃烧区域，根据不同的工况对炉膛燃烧的不同要求，直燃段设有点火模式（IGN）、加热模式（HEAT）、自动模式（AUTo）和最小燃烧模式
（M|N），这4种模式可以在CRT上手动切换，当满足定条件时，控制系统也会自动切换，切换按区进行即各区燃烧模式可以不一致。
其切换遵循下列原则：
（1）直燃段（区）主烧嘴已关闭，切换到GN模式。
（2）直燃段（区）温度超高限报警时，切换到MN模式。
（3）中央段停机连锁投入时机组停机，切换到M|N模式
（1）点火模式。此模式用于在主烧嘴点火条件具备后对炉膛进行点火。当选择了点火模式后，各个燃烧区的燃气调节阀先根据点火开度设定值（ MVfign）
打开到一定开度。空气调节阀则根据空气流量点火设定值（ Qaign）控制开度。在燃气进气阀打开一段时间后，燃气调节阀根据燃气流量点火设定值（ Qfign）控制开度点火模式作为缺省模式在主烧嘴熄火或燃气进气阀关闭的时候，燃烧模式会自动切换到点火模式下控制
（2）加热模式。此模式用于在主烧嘴完成点火后控制炉膛温度。在选择了加热模式后，各个燃烧区的燃气调节根据中选器后的设定值（afsv）进行控制各个燃烧区的空气调节根据中选器后的设定值（Qasv）
进行控制。当出现炉膛温度特高时，炉温控制会自动切换到最小模式，此时各个燃烧区的燃气调节根据最小设定值（Qfmin）进行控制，各个燃烧区的空气调节根据最小设定值（Ramin）进行控制
3、连续退火炉温度控制系统具体分析
3.1、控制系统硬件配备
机械化程度高的机电设备系统中的部分设计，此外，初级和半机械化系统实现了机械化的方面，例如仪器，设备的机械化程度，为了实现对初级和半机械化系统的功能的协调控制以及整个系统的完整性，有必要与初级和半机械化系统中的过程控制计算机配合以构成控制系统。连续退火炉温控系统设备是一整套非常复杂，精密的制造工艺相关设备，还具有较高的智能技术含量和市场价值。
3.2、温度控制系统加热阶段炉温调控
在能控制连续退火炉内部温度的系统中，机械化生产水平后，但是，随着金属材料的变化，钢结构的基本变化，退火炉的外部温降，基本设定值也会发生变化，因此气体流速值会相应变化，会影响重新加热。确保空气质量和气体制备本身的稳定性，才能确保基本燃烧。对于助燃风量，可以选择PID调节器进行控制，然后计算分析风量的实际值作为参考，将风量定值的波动范围控制在一个更合理的范围内，以保证无论过渡期是什么，当它处于稳定状态时，它的空燃比可以保持良好稳定性，
4、结束语
由上可知，国内的连续退火炉温度控制仍是之前的PID调节器，在退火炉内部温度稳定的情况下可以达到±3℃的调控精度，在炉内况发生动荡的时候其的控制时间会延长，就增加了企业的负担，造成资源的浪费，为此有关人员应当增强连续退火炉温度控制系统的研究以及改善。
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