Forno di riscaldamento industriale a fascio di denti per laminatoio

Descrizione forno
1.  Gradi di acciaio del prodotto:

2.  Breve descrizione del processo
I tubi in acciaio senza saldatura vengono consegnati alla piattaforma di carica della linea di produzione del trattamento di riscaldamento in officina secondo il programma di produzione predeterminato. Contemporaneamente, i dati di base dei tubi in acciaio vengono immessi nel sistema informatico del forno di spegnimento per il controllo e il monitoraggio del processo da parte del computer.

La porta del forno si apre quando i tubi in acciaio da caricare nel forno vengono immessi manualmente con la lunghezza del lotto all'esterno del forno e viene confermato che non vi è materiale sul trasportatore a rulli per il caricamento. Il trasportatore a rulli all'esterno del forno e quello all'interno del forno ruotano alla stessa velocità, trasportando i tubi in acciaio nel forno. La velocità e il tempo di funzionamento del trasportatore a rulli all'interno del forno sono controllati da tubi fotoelettrici e encoder a rulli per posizionare con precisione i tubi in acciaio in entrata sul trasportatore, e quindi lo sportello del forno è chiuso.

I tubi in acciaio posizionati sul trasportatore a rulli di caricamento vengono trasferiti dall'estremità di caricamento all'estremità di scarico attraverso il movimento alternativo della trave mobile. Quando raggiungono il trasportatore a rulli di scarico, i tubi in acciaio sono stati riscaldati alla temperatura impostata e mantenuti caldi secondo il processo predeterminato. A questo punto, si apre lo sportello del forno di scarico, e il trasportatore a rulli di scarico ruota, trasferendo i tubi di acciaio all'esterno del forno al processo successivo, e quindi lo sportello del forno si chiude.

Il suddetto processo è normalmente controllato da un PLC (Programmable Logic Controller) in modo sequenziale, interbloccante e automatico, con funzioni semiautomatiche e manuali disponibili.

Le telecamere industriali sono installate alle estremità di carica e scarico per monitorare le condizioni nelle aree di carica e scarico del forno.

3.  Dimensioni principali e capacità di trattamento del forno
il forno di spegnimento viene utilizzato per la tempra e la tempra di tubi in acciaio. La sezione di isolamento è dotata di alta qualità tedesca KROM tecnologia, produzione cinese di bruciatori ibridi a gas ad alta velocità. Il comando del bruciatore utilizza il controllo proporzionale-integrale-derivativo (PID) con combustione a impulsi. La sezione di riscaldamento adotta bruciatori a gas ad alta velocità con controllo proporzionale-integrale-derivativo. Il forno è diviso nella sezione di riscaldamento e nella sezione di isolamento lungo la lunghezza del forno. Grazie all'ampia gamma di lunghezze dei tubi in acciaio, la sezione di riscaldamento e la sezione di isolamento sono ulteriormente suddivise in tre zone: Sinistra, centro e destra, per il controllo della combustione e della temperatura, garantendo una temperatura uniforme su tutta la larghezza del forno e la lunghezza del tubo in acciaio. L'intero forno è suddiviso in sei zone di riscaldamento e controllo della temperatura, con cinque bruciatori in ciascuna zona, per un totale di 30 bruciatori. La temperatura massima nella camera del forno è di 1100°C.

il forno di spegnimento viene utilizzato per la tempra e la tempra di tubi in acciaio. La sezione di isolamento è dotata di alta qualità tedesca KROM tecnologia, produzione cinese di bruciatori ibridi a gas ad alta velocità. Il comando del bruciatore utilizza il controllo proporzionale-integrale-derivativo (PID) con combustione a impulsi. La sezione di riscaldamento adotta bruciatori a gas ad alta velocità con controllo proporzionale-integrale-derivativo. Il forno è diviso nella sezione di riscaldamento e nella sezione di isolamento lungo la lunghezza del forno. Grazie all'ampia gamma di lunghezze dei tubi in acciaio, la sezione di riscaldamento e la sezione di isolamento sono ulteriormente suddivise in tre zone: Sinistra, centro e destra, per il controllo della combustione e della temperatura, garantendo una temperatura uniforme su tutta la larghezza del forno e la lunghezza del tubo in acciaio. L'intero forno è suddiviso in sei zone di riscaldamento e controllo della temperatura, con cinque bruciatori in ciascuna zona, per un totale di 30 bruciatori. La temperatura massima nella camera del forno è di 1100°C.

3.1  dimensioni principali del forno di spegnimento

• Distanza tra le linee centrali della rulliera di carico e scarico       di 12000mm
• Lunghezza interna  del forno                            12580 mm
• Lunghezza muratura del forno                         13276mm
• Larghezza interna del forno                 13500 mm
• Larghezza muratura del forno                          14196mm
• Elevazione superiore fascio fisso                ~+900 mm (stato caldo fascio dentato, elevazione inferiore a V)
• Spaziatura denti della trave passo-passo            250 mm
• Distanza passo forno a passo          280 mm

4.  Struttura principale del forno di spegnimento
4.1  metodo di riscaldamento del forno di spegnimento
Il forno di spegnimento è suddiviso in due sezioni per il controllo dell'alimentazione termica: La sezione di riscaldamento e la sezione di isolamento.
Per garantire l'uniformità della temperatura, la sezione di isolamento adotta il controllo proporzionale-integrale-derivativo (PID) e il controllo della combustione a impulsi. Ciascuna zona di riscaldamento nella sezione di isolamento è dotata di valvole di arresto rapido per aria e gas, dispositivi di accensione, rilevatori di fiamma, piastre con orifizio di flusso, ecc., per ottenere la combustione a impulsi e garantire l'uniformità della temperatura.
La sezione di riscaldamento adotta un metodo di controllo PID convenzionale per risparmiare l'investimento e soddisfare i requisiti di qualità del riscaldamento.

  5. Apparecchiatura meccanica di forno di spegnimento
5.1  fascio a passo
Le travi a passo del forno di spegnimento sono costituite da 9 file di travi fisse e da 8 file di travi mobili. Le travi fisse sono fissate alla struttura di acciaio inferiore del forno mediante pilastri, mentre le colonne delle travi mobili passano attraverso i fori di fondo del forno e sono fissate al telaio di traslazione. Per garantire un uguale distanziamento tra i tubi in acciaio durante il caricamento nel forno e per ruotare i tubi in acciaio di un angolo durante ogni operazione di passo, le travi fisse e le travi mobili sono travi a "i" a dente di sega con curvatura, con un passo dei denti di 250 mm. Sia le travi che i montanti sono realizzati in fusione di acciaio termoresistente.
La trave a dente di sega a i nella sezione di isolamento, nonché le colonne e i tasselli fissi e mobili, sono realizzati in materiale ZG40Cr25Ni35Si2. (3 travi fisse e mobili e colonne fisse e mobili in materiale ZG40Cr25Ni35Si2).
La trave a dente di sega a i nella sezione di riscaldamento, nonché le colonne e i perni fissi e mobili, sono realizzati in materiale ZG40Cr25Ni20Si2. (2 travi fisse e mobili e colonne fisse e mobili in materiale ZG40Cr25Ni20Si2).
Tenuta a secco (piastra di trascinamento superiore, piastra di guida superiore in materiale ZG40Cr25Ni20Si2, piastra di trascinamento inferiore, piastra di guida inferiore in materiale 1Cr18Ni9Ti).
9 file di travi fisse a i dentellate (5 travi per fila) e 8 file di travi mobili a i dentellate (5 travi per fila) con una distanza centrale di 1450 mm per le travi fisse e una distanza centrale di 1450 mm per le travi mobili. La distanza tra i denti è di 250 mm.
Requisiti tecnici: Colonne mobili ≥ ∮160×20, colonne fisse ≥ ∮140×20, travi mobili ≥ 120 kg/m, travi fisse ≥ 100 kg/m.
Le travi a gradino sono sollevate di circa 500 mm sopra il fondo del forno per creare una circolazione di gas intorno ai tubi in acciaio, garantendo una temperatura uniforme del forno.
Le travi mobili hanno una corsa verticale di 180 mm e una corsa orizzontale di 280 mm. Sono sfalsati di 30 mm dalla distanza tra i denti delle travi a i dentellata, consentendo ai tubi in acciaio di ruotare all'interno delle scanalature dei denti per una distribuzione uniforme della temperatura. In caso di incidente in cui i tubi in acciaio non possano essere prontamente scaricati dal forno e rimangano nella stessa posizione sulle travi fisse per un periodo prolungato, vi è la possibilità di un'imbustamento del tubo o di un trattamento di riscaldamento irregolare. In tali casi, le travi mobili possono essere sollevate ed abbassate in posizione per consentire ai tubi di acciaio di salire e ruotare.
Il ciclo di funzionamento dei fasci mobili è di 30 secondi, garantendo il ritmo di scarica per la produzione progettata.
I fasci a gradini possono funzionare in modalità di circolazione in avanti, di circolazione inversa, a singola azione e a impulsi. Il sistema di controllo può essere azionato in modalità semiautomatica, automatica e manuale. Durante il movimento verticale, i tubi in acciaio sono delicatamente sostenuti e rilasciati e durante il movimento orizzontale, si hanno avviamenti e arresti regolari.

5.2  trasportatore a rulli per carico
Il trasportatore a rulli a sbalzo per l'alimentazione all'interno del forno è costituito da 9 rulli. Ciascun rullo è azionato singolarmente e dotato di un azionamento a frequenza variabile (VFD) per il controllo della velocità. La velocità  dei trasportatori a rulli di carica e scarico è controllata da un'unità VVVF (Variable Voltage Variable Frequency Drive). In circostanze normali, i rulli possono ruotare liberamente per eliminare le sollecitazioni termiche e prolungarne la durata. Durante il trasporto dei tubi in acciaio, il trasportatore a rulli funzionerà automaticamente alla velocità specificata.
Materiale per i rulli a sbalzo di alimentazione: ZG40Cr25Ni20Si2.

5.3  tampone di alimentazione
Il tampone di alimentazione nel forno di spegnimento, noto anche come deflettore incidente, è installato sulla parete laterale del forno all'estremità del trasportatore a rulli di alimentazione. Il suo scopo è quello di evitare che i tubi in acciaio urtino contro la parete del forno e danneggino il rivestimento refrattario quando il trasportatore a rulli di alimentazione perde il controllo. Il tampone è dotato di un dispositivo di ammortizzazione a molla. Il materiale utilizzato per la parte del tampone che si estende nel forno è 1Cr25Ni20Si2.

5.4  trasportatore a rulli per scarico
Il trasportatore a rulli a sbalzo in uscita all'interno del forno è costituito da 9 rulli. La velocità del trasportatore a rulli a sbalzo in uscita è controllata da un azionamento VVVF (Variable Voltage Variable Frequency). In condizioni normali, il trasportatore a rulli funziona a bassa velocità in modalità di riposo per eliminare le sollecitazioni termiche e prolungarne la durata. Durante il trasporto di tubi in acciaio, il trasportatore a rulli funzionerà automaticamente alla velocità specificata. I principali parametri tecnici del trasportatore a rulli in uscita all'interno del forno sono i seguenti.
Materiale rullo a sbalzo in uscita: ZG40Cr25Ni35Si2
Materiale telaio porta forno di ingresso e uscita: Cr24Ni7SIN

5.5.  Macchine passo-passo
5.5.1 Panoramica
Il meccanismo a passo di fondo del forno è un dispositivo utilizzato per supportare il telaio di traslazione, le travi mobili, le colonne, il canale di tenuta dell'acqua e i tubi di acciaio all'interno del forno, e consente il movimento a passo dei tubi di acciaio lungo la direzione longitudinale all'interno del forno. Il movimento del meccanismo a passo comprende sia movimenti traslazionali che verticali.
I tubi in acciaio sul trasportatore a rulli di sospensione del forno entrante vengono sollevati dalla trave mobile e posti sulla prima posizione a dente della trave fissa. Essi vengono quindi trasportati, passo dopo passo, verso il lato di scarico attraverso il movimento relativo tra la trave mobile e la trave fissa. La trave fissa è fissata sul telaio della struttura inferiore in acciaio del forno, mentre la trave mobile è collegata al telaio di traslazione del meccanismo inferiore del forno. Il suo movimento è ottenuto attraverso il movimento combinato del telaio di sollevamento e del telaio di traslazione. La traiettoria di movimento della trave mobile forma un disegno rettangolare, costituito da quattro azioni di base: Sollevamento, avanzamento, discesa e ritrattamento, completando un ciclo per trasportare il tubo di acciaio in avanti di una distanza di passo.
Il meccanismo a passo adotta una trasmissione idraulica completa. Il movimento orizzontale e il movimento di sollevamento della trave mobile sono entrambi a velocità variabile, consentendo un "contatto morbido" tra i tubi in acciaio e la trave fissa. Ciò significa che la trave mobile gestisce i tubi in acciaio con un tocco delicato, riducendo le vibrazioni del fascio ed evitando graffi superficiali sui tubi. Inoltre, mira a prevenire l'impatto e le vibrazioni sul meccanismo a passo.

6.  Controllo automazione elettrica e strumentazione
6.1 azionamento elettrico e relativa automazione
L'ambito di controllo elettrico di questo progetto include apparecchiature di distribuzione dell'alimentazione a bassa tensione, dispositivi di trasmissione elettrica, apparecchiature hardware di automazione di base, software di accompagnamento, dispositivi di comando, ecc.:
6.1.1 Panoramica
Il livello di automazione di base di questo progetto utilizza i controllori logici programmabili ad alte prestazioni della serie DCS JX-300 e S7-300 per il controllo della combustione e il controllo elettrico, rispettivamente. La sezione di controllo della combustione utilizza una configurazione ridondante per la scheda di controllo principale e la scheda di inoltro dati del sistema DCS, mentre la scheda di segnale non è ridondante. La sezione di controllo elettrico comprende stazioni remote (ET200) collegate tramite rete PROFIBUS, con convertitori di frequenza collegati anche tramite rete PROFIBUS. È dotato di modulo di comunicazione Ethernet CP343-1. Il controllo elettrico è collegato al controllo della strumentazione tramite Ethernet, e si interfaccia con il sistema di gestione MES, collaborando attivamente con il cliente per sviluppare e implementare il sistema di gestione MES di fabbrica. I dati vengono caricati tramite OPC e pubblicati sul Web per l'accesso interno all'azienda. I reparti interessati accedono ai dati attraverso i rispettivi computer di livello superiore utilizzando Internet Explorer (IE). I dati di misurazione dell'energia, quali portata, temperatura e pressione, vengono raccolti tramite RTU e trasmessi al sistema di pianificazione interno dell'azienda per scopi di bilanciamento e reporting. Le workstation utilizzano schermi CRT per l'impostazione dei parametri, il funzionamento, la visualizzazione dello stato, il monitoraggio e l'allarme dei guasti, la registrazione degli eventi e la stampa dei report. La stazione dell'operatore del sistema può eseguire in modo indipendente le attività operative a livello di sistema.

Profilo aziendale