Технические науки/12.Автоматизированные системы управления на производстве

К.т.н. Сивякова Г.А., к.т.н. Гурушкин А.В., Шамаев А.Н.

Карагандинский государственный индустриальный университет, Казахстан

Об особенностях модернизации секции промывки непрерывно-травильного агрегата ЛПЦ-2 АО «АрселорМиттал Темиртау»

Непрерывно - травильный агрегат (НТА) предназначен для удаления окалины с поверхности горячекатаных полос низкоуглеродистых и углеродистых марок стали путем механической обработки и травления их в растворе соляной кислоты, обрезки боковых кромок, смотки полосы в рулон и разделения рулонов [1].

НТА состоит из следующих основных частей: головной части, средней части, хвостовой части с уборочным устройством. Средняя часть НТА состоит из травильной секции, промывочной секции, сушильного устройства, отделения улавливания паров соляной кислоты.

Промывочная секция предназначена для удаления остатков травильного раствора с поверхности полосы методом распыления воды.

В качестве промывочной воды используется конденсат, который образуется при прохождении пара через систему нагрева травильных растворов и собирается в бак конденсата, объемом 15 м. В случае отсутствия конденсата для промывки используется обессоленная вода.

Промывочная секция состоит из камеры предварительной промывки, четырех камер холодной промывки и одной камеры горячей промывки. Все камеры имеют встроенные баки для сбора промывочной воды. Промывка полос - каскадная, с циркуляцией промывочной воды внутри камеры. Каждая камера имеет распылительный контур, состоящий из коллекторов подачи с расположенными на них форсунками.

На входе в камеру горячей промывки конденсат или обессоленная вода подогревается паровым инжектором до температуры 50-70°С и подается на полосу через форсунки коллекторов под давлением Р = 3x10⁵ Па, в количестве не более 6 м³/ч.

Расход конденсата в промывочной секции и концентрация ионов хлора поддерживается автоматически с помощью контроля удельной электрической проводимости в камере горячей промывки и индикации водородного показателя (рН) на входе в камеру холодной и горячей промывки. Основные технологические параметры промывки приведены в таблице 1.

Отработанная промывочная вода каскадом подается в камеру предварительной промывки, откуда сливается в хранилище промывной воды для дальнейшей переработки на БХУ.

Таблица №1 Технологические параметры промывки

Позиция	Значения рН, ед.	Температура, °С	Удельная электрическая проводимость, мкСм/см
Камера холодной промывки	от 1,5 до 4,0 включ.	—	—
Камера горячей промывки	5,5 и более	50-70	не более 20

На АрселорМиттал Темиртау, в отличие от российских металлургических предприятий с полным циклом, для травления применяют соляную кислоту (НСl). За рубежом так же широко используют соляную кислоту.

Применение солянокислых травильных растворов позволяет обрабатывать все травильные стоки в одном регенерационном агрегате, при этом соляная кислота почти вся возвращается в производство, и в качестве побочных образуются полностью утилизируемые продукты - оксид железа, дистиллят, раствор хлорида натрия. Именно в этом - экологическом - смысле использование солянокислого травления с последующей регенерацией стоков служит образцом при всех способах травления. Кроме известных технологических преимуществ травления в соляной кислоте - высокой скорости травления, отличного качества протравленной поверхности, сравнительно малого расхода промывной воды и др., имеют место и недостатки.

Так как травление происходит в соляной кислоте, то от её паров портится электрооборудование, автоматические устройства, контрольно-измерительные приборы по всей линии, включая секцию промывки. Это приводит к физическому износу оборудования. Микропроцессорная техника приходит в негодность. Контакты модулей ввода/вывода окисляются, что приводит к образованию помех и появлению больших погрешностей при получении и обработке данных.

Еще одним фактором, но немало важным, является то, что контроллеры фирмы ABB Advant Controller 410, установленные на НТА-1,2 в 1998 году, морально устарели. Данные контроллеры в настоящее время требуют замены, поскольку не обладают должной защитой от вредных условий и внешних воздействий, по сравнению с новейшими разработками.

Вследствие этого очевидна необходимость замены микропроцессорной части автоматизированной системы управления секцией промывки.

При анализе ежедневных журналов работы непрерывно-травильного агрегата было обнаружено, что большинство простоев на секции промывки случаются из-за недостаточной промывки полосы (она выходит грязная – с остатками соляной кислоты на поверхности) и из-за того, что полоса выходит недосушенная (из-за недостаточного отжима).

Таким образом, в настоящее время возникла необходимость модернизации системы автоматизированного управления технологическим процессом секции промывки.

Для решения данной задачи был проведен литературный обзор и предложены следующие пути решения:

1) Поэтапная замена микропроцессорной системы фирмы АВВ на аналогичные системы фирмы Siemens. Начало замены эффективнее осуществлять с удаленного модуля, который отвечает за секцию улавливания паров. Новая микропроцессорная система должна быть представлена в защитном корпусе IM65, который позволит работать системе в различных агрессивных средах. Замена обеспечит стабильную работу всей линии без простоев. Также это будет способствовать развитию политики стандартизации и унификации микропроцессорной техники на АО «АрселорМиттал Темиртау».

2) Установить регулируемые автоматические форсунки в каждую камеру промывки, то есть в предварительную камеру, в четырех камерах холодной и одной камере горячей промывки. Уровень подачи воды будет регулироваться в зависимости от уровня PH, который замеряется в первой камере холодной промывки и на камере горячей промывки, а также от уровня электропроводности µS, который замеряется в камере горячей промывки. Установка регулируемых форсунок приведет к уменьшению простоев и брака, в связи с возможностью регулирования скорости подачи воды равномерно по всей секции промывки. Также вследствие этого сократится количество заменяемых отжимных роликов [3].

3) Заменить пульты управления секции промывки на операторские панели с визуализацией (графические панели оператора SIMATIC OP27) для непосредственного управления процессом на агрегате. Эта замена разгрузит оператора и даст возможность локального контроля и управления.

Вывод: Модернизация секции промывки приведет к уменьшению простоев и брака, так как регулирование технологических параметров системы будет происходить без потерь и погрешностей. К тому же результатом этой модернизации явится разгрузка оператора и возможность локального контроля и управления секцией промывки. Также сократится количество заменяемых отжимных роликов, частей микропроцессорной системы, в связи с выполнением её в защитном корпусе IM65. Одновременно все это будет способствовать развитию политики стандартизации и унификации микропроцессорной техники на АО «АрселорМиттал Темиртау» из-за применения однотипного оборудования [4]. Таким образом, данный проект является не только необходимостью замены морально и физически устаревшей системы управления, но и экономически выгодным вложением в производство травленого проката на АО «АрселорМиттал Темиртау».

Литература:

1. ЛПЦ-2. Непрерывно-травильный агрегат. Технологическая инструкция, 2009 г., г. Темиртау;

2. Приборы и средства автоматизации [Электронный ресурс] /— Электрон. дан. —http://waycon.ru/news_e.html/;

3. Промышленная автоматизация [Электронный ресурс] / Средства АСУ ТП — Электрон. дан., 2009. — Режим доступа: http://www.sensor-systems.ru/category_11.html?gclid=CKzIwtXO9b4CFaTFcgodYHYA5g/;

4. Приборы и средства автоматизации [Электронный ресурс] /— Электрон. дан. —http://www.vlos.name/tochmash.html/.