[发明专利]轧钢除鳞系统的喷水泵节能控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轧钢除鳞系统的喷水泵节能控制方法，属于轧钢技术领域。

背景技术

钢坯从加热炉中出炉后,其表面覆盖的氧化铁皮急速冷却,炉内生成的氧化铁皮呈现网状裂纹。高压水除鳞是现代热轧钢工艺中的一项关键技术，一般采用高压射流切割原理，通过喷嘴喷射出高压水，利用高压水喷出时的强大冲刷力和冷却力打击钢坯表面，在高压水的喷射之下,氧化铁皮表面局部急冷,产生很大收缩,从而使氧化铁皮裂纹扩大,并有部分翘曲。经高压水流的冲击,在裂纹中高压水的动压力变成流体的静压力而打入氧化铁皮底部,使氧化铁皮破碎成小碎片并与基体表面迅速脱离，同时高压水按设定方向冲刷掉氧化铁皮，从而去除钢坯在加热过程中产生的炉生氧化铁皮和轧制过程中产生的再生氧化铁皮，以确保钢材的表面质量。

现有的轧钢除鳞系统通常采用定速除鳞喷水泵，因为除鳞需要的高压水的压力很大，所以常规的定速除鳞喷水泵能耗大。但一般喷磷阀关闭时间高达总的设备运行时间的80%以上，这样会有大量电能被浪费掉。因此为了避免电能的浪费，达到节电的目的，需对该除磷喷水泵系统进行改造。

一般的改造都是使用变频器对除鳞喷水泵进行调速，但喷水泵除鳞的工作时序变化较快且复杂多变，而大功率变频器的反应速度较慢，例如从0Hz变频到50Hz大约需要90秒的时间。因此要想取得最大的节能效果，单纯地使用变频器对除鳞喷水泵进行调速不可能实现的，按照常规的PLC实时的反馈信号的通过变频器对除鳞喷水泵进行调速的控制方式也不可能实现。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种可以降低轧钢除鳞系统耗电量和耗水量的控制除鳞喷水泵的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种轧钢除鳞系统的喷水泵节能控制方法，包括以下步骤：

1）在轧钢除鳞系统为喷水泵供电的输出线路上设置变频器和用于调节变频器输出频率的PLC控制装置；

2）所述PLC控制装置从轧钢除鳞系统的控制中心获取原始信息，所述原始信息包括钢料出炉时间、辊道的长度、钢料在辊道上的传输速度、钢料在轧机下的移动速度、钢料经过轧机前的长度、钢料经过轧机前的厚度和钢料经过轧机后的厚度，所述PLC控制装置根据所述原始信息计算出喷鳞阀开启前在辊道上传输的传输时间段和钢料在轧机下的压轧时间段，所述传输时间段和压轧时间段以钢料出炉时间为起点，按时间顺序交替排列；

所述传输时间段=钢料在辊道上传输的距离/钢料在辊道上的传输速度；

所述压轧时间段=钢料经过轧机后的长度/钢料在轧机下的移动速度,其中，钢料经过轧机后的长度=(钢料经过轧机前的长度×钢料经过轧机前的厚度)/(钢料经过轧机前的厚度-钢料经过轧机后的厚度)；

3）根据步骤2）计算出的所述传输时间段和压轧时间段提前确定喷鳞阀开启和关闭的时间序列，

所述PLC控制装置根据该时间序列控制所述喷鳞阀分别在所述传输时间段开启和在所述压轧时间段关闭；

所述PLC控制装置控制变频器在喷鳞阀开启时给所述喷水泵的供电的输出频率为除鳞频率，而在喷鳞阀关闭的除鳞间隙时给所述喷水泵的供电的输出频率小于除鳞频率；所述除鳞频率是使喷水泵的出水压力达到除磷所需的水压时变频器的输出频率；

循环执行步骤2）和步骤3），即完成对喷水泵的节能控制。

本发明对于原轧钢除鳞系统的硬件线路和软件系统，没有做任何改动，因此本发明的除鳞时序与原有的轧钢除鳞系统的除鳞时序也是完全一致的。本发明创造性地通过增设变频器为喷水泵供电，并通过PLC控制装置根据除鳞时序控制变频器的输出频率来调整喷水泵的出水压力。PLC控制装置在钢料出炉时，便可预知钢料在轧钢除鳞系统中的喷水阀开启时的除鳞时间以及喷鳞阀关闭时的除鳞间隙，这样，PLC控制装置就可以预先调节变频器，能够适应大功率变频器变频速度慢的特点，从而实现可以提前变频，使喷鳞阀开启时变频器的输出频率为除鳞频率，而喷鳞阀关闭时变频器的输出频率小于除鳞频率，因此本发明可以节约大量的电量，相应地可以大幅度的降低除鳞的成本，根据理论计算、以前的经验数据和申请人实施的现场情况，节电率大约在25%左右。同时，由于喷水泵在喷鳞阀关闭时低于除鳞频率，运行，因此也减少了水资源的消耗，进一步降低了生产成本。

作为优选方案，步骤3）中喷水阀关闭时的除鳞间隙，所述PLC控制装置控制变频器的输出频率先从所述除鳞频率线性下降，再线性上升至所述除鳞频率。