全氢罩式炉退火过程控制系统的设计与实现

摘要

钢卷在冷轧过程中会产生一种加工硬化现象，使其质地比较硬脆，通过退火再结晶，钢卷内部组织重新排列组合，消除冷轧应力，有利于板卷以后的深加工。退火工艺在决定钢材的机械性能方面起着重要作用。
　　退火设备经过几十年的发展，冷轧带钢的退火热处理逐步进入了新的阶段，目前国内外普遍采用的两类退火炉:连续退火炉和罩式退火炉。首钢集团于本世纪初开始冷轧筹备工作，2008年5月首钢冷轧产品正式下线投产，主要为连退产品，具有连退自动控制能力及相关自动控制知识储备。全氢罩式退火生产线生产工序较多、生产工艺复杂。冷轧钢卷退火过程是全氢罩式退火生产线核心生产操作过程。退火工艺中，高精度控制装置是满足当今优质产品市场竞争需要的一种根本手段。经过调研和慎重判断，首钢选择建设全氢罩式退火炉生产线。
　　本文从首钢建设全氢罩式退火炉必要性为引索，在查阅大量罩式炉设备及退火工艺资料基础上，对退火工艺、退火设备以及退火工序时序进行介绍。结合PLC可编程逻辑控制器等自动控制理论知识，提出并依据DCS集散控制思路设计退火过程控制系统，提出硬件、软件设计方案。在对应首钢冷轧产品工艺曲线优化基础上，提出退火过程核心温度控制参数的控制算法。最后，对设计系统进行安装、调试，最终实现控制系统功能。目前首钢经罩式退火的第一卷钢卷已经下线，本自动化控制系统方案在首钢顺义冷轧公司实际工作中投入使用，取得满意效果。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景与研究的必要性

1．2 罩式炉自动控制现状及发展趋势

1．2．1 国外现状

1．2．2 国内现状

1．2．3 发展趋势

1．3 本文研究内容

第2章 退火工艺介绍

2．1 冷轧钢卷退火热处理工艺

2．2 退火热处理工艺要求

2．3 退火工艺设备简介

2．3．1 连续退火炉

2．3．2 罩式退火炉

2．3．3 两种退火炉区别

2．3．4 罩式炉结构组成

2．4 现场退火工艺时序

2．4．1 退火程序的选定

2．4．2 内罩夹紧及冷态检漏

2．4．3 预吹扫

2．4．4 压力控制

2．4．5 加热

2．4．6 冷却机及最终吹扫

2．5 退火工艺控制系统特点

2．6 本章小结

第3章 控制系统设计

3．1 控制系统总体设计

3．1．1 控制系统设计思路

3．1．2 控制系统的基本结构

3．1．3 控制系统基本功能

3．1．4 控制系统的设计原则

3．2 控制系统信号传输

3．2．1 现场电气仪表设备

3．2．2 退火过程主要控制信号

3．2．3 控制信号传输分析

3．3 控制系统硬件设计

3．3．1 系统硬件设计方案

3．3．2 方案设计要点

3．4 控制系统软件设计

3．4．1 系统软件设计方案

3．4．2 方案设计要点

3．5 退火炉温度控制系统设计

3．5．1 退火工艺加热制度

3．5．2 退火温度标准曲线优化

3．5．3 退火炉温度控制算法

3．6 本章小结

第4章 控制系统实现

4．1 控制系统组成

4．2 控制系统的安装与调试

4．2．1 控制系统安装

4．2．2 控制系统调试

4．3 控制功能实现

4．3．1 基础控制功能的实现

4．3．2 过程控制功能的实现

4．4 系统组态画面

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢