摘要:本文介绍了pc钢棒生产线的构成及其运行原理,并以φ=9mm的钢棒为例,给出系统运行的电气参数,给出产品的热处理吨电耗及其与其他同类生产线的吨电耗的比较。zui后给出pc钢棒产品的力学性能,及其与国标的比较。得出本系统是率的,高质量的,高稳定性的pc钢棒生产线。
关键词:pc钢棒 感应加热 效率 闭环控制
随着市场经济改革的不断深入,原先的粗放型经济增长方式逐渐转变为集约型经济增长方式,工业上这种增长方式的改变依于技术的提高。在pc钢棒的生产行业,体现在加热设备的热效率提高,整条生产线的工艺参数的控制,我们以晶闸管中频感应加热和igbt超音频感应加热电源为核心,采用淬火回火温度闭环,钢棒的张力闭环方式,通过plc集中控制,完成系统的工艺控制。从而达到系统的率,产品的高质量,性能的高一致性。我们新近开发投产了数条生产率为90米/分钟(ф9.0)的pc钢棒生产线。
一.pc钢棒生产线系统的组成
本生产线系统由控制部分、机械传动部分和感应加热部分组成,系统组成示意图见图1。
控制部分:
z
西门子tp27触摸屏一台 z
西门子s7-314 plc一台 z
raytek红外测温仪两台 z
三菱张力传感器一台
机械部分: z
abb acs600变频器一台 z
abb acs400变频器四台 z
7.5kw交流电机六台 z
15 kw交流电机一台等 z
剪切与分线系统一套 z
淬火与回火冷却系统各一套
其中变频器与电机组成的压送、矫直、牵引、收线组成的交流调速传动系统 感应加热部分 z
kgps250-6晶闸管中频感应加热电源一套 z
ips100-20超音频感应加热电源一套 z
ips160-50igbt超音频感应加热电源一套 z
kgps160-4的晶闸管中频感应加热电源一套
由前三套感应加热电源组成的淬火加热电源组,第四套构成的回火加热电源。
二.生产线运行原理
pc 钢棒生产线工作原理
三.系统的主要特点
1.性能高且稳定
a. 采用igbt交流变频调速传动系统,*调节要求,成本低,结构简单,运行可靠,易于维护。
b. 采用双igbt超音频感应加热电源,用20khz在居里点附近进行提温,用50khz进行进一步提温,并达到工艺淬火温度,提高系统的可靠性和稳定性。
c. 所有感应加热系统和传动系统均由plc控制,感应加热系统采用输出电压闭环控制,传动系统实行速度闭环控制,确保机械部分的传动速度和感应加热部分的输出功率保持恒定。
d. 采用工艺参数分类存储技术,确保每种规格产品在同种工艺条件下生产。
e. 采用温度补偿技术,消除气温波动对产品质量的影响。
2.系统电效率高
a. 合理地选择了感应加热电源,在低温段使用晶闸管中频感应加热电源,在居里点后选择igbt超音频感应加热,可以确保加热效率在80%以上。
3.生产高度自动化
a. 实行全电脑控制,所有工艺参数存储在plc中,操作者只要调出对应工艺参数,启动系统即可。
b. 友好的人机接口,操作人员基本不需培训,即可方便操作,而产品质量的与操作人员无关。
四. 系统运行参数。
以φ9.0mm为例,传动速度90米/分钟,淬火温度920℃,回火温度420℃。 各台感应加热电源运行的参数如下:
对照组:
在对唐山某公司pc钢棒改造前,其感应加热电源的配置于运行参数为:
传动速度:9米/分钟,淬火温度900℃,回火温度420℃
由上面运行参数的对比,显然可得:本系统生产率是改造前系统的70/9=7.8倍,单位质量产品的电耗为改造前系统239/611=39%,极明显的提高了生产率和经济效益.
五.产品质量和冶金行业标准的对比
yb/t 111-1997 对φ=9mm的异形钢棒力学性能的规定要求:
本生产线产出的pc钢棒的力学性能测试结果:
由上面两个表格,可看出本生产线产品性能明显优于冶金部的行业标准。
结束语:
本生产线投产后,立即在pc钢棒生产行业引起了强烈的反响,自 2001年的秋季,陆续投产了十余条同类的生产线,为pc钢棒生产设备制造商,pc钢棒生产商和pc钢棒需求方创造了良好的效益,实现了三方的多赢局面。
参考文献:
1:pc钢棒生产线使用手册 浙江大学三伊电气电子工程公司 2001.8
2:产品质量证明书 浙江华浙实业有限公司 2002.3
3:中华人民共和国黑色冶金行业标准 yb/t 111-1997 预应力混凝土用钢棒
4:pc钢棒生产线调试纪要 浙江大学三伊电气电子工程公司