Рентгеновский измеритель толщины покрытия

                                                           Введение

        Важнейшим этапом в металлургии производство конечных видов продукции. В связи с повышающимся спросом на металлопрокат с покрытием, не обходимо наращивание его производство и улучшение качественных показателей. Решение о строительстве крупного завода черной металлургии в Центральном Казахстане явилось частью выполнения основной задачи по организации мощной индустриальной базы на Востоке страны.

        Первый документ о строительстве Карагандинского завода был подписан в Москве 25 апреля 1942 года.

        Началом строительства завода считается осень 1950 года. В декабре 1957 года состоялась торжественная закладка первой доменной печи объемом 1513 м, которой было присвоено имя « 40летию ВКЛСМ».

        В строительстве Казахстанской Магнитки принимали кчастие все страны. Заказы выполняли 607 предприятий. Частично оборудование поставляли социалистические страны.

        Третьего июля 1960 года доменная печь №1 выдала первый Казахстанский чугун. Эта дата считается днем рождения Карагандинского металлургического завода. В 1970 году Карагандинский металлургический завод преобразовался в Карагандинский металлургический комбинат.

        Это предприятие с полным металлургическим циклом, производящее чугун, сталь, прокат (листовой и сортопрокатный), продукты коксохимического производства.

        В состав комбината входит:

        - коксохимическое производство;

         - агломерационное производство;

         - доменный цех;

         - сталеплавильное производство;

         - листопрокатное производство;

         - сортопрокатное производство;

         - цех горячего цинкования — алюмоцинкования;

        - управление главного механика;

        - транспортные управления;

        - инженерные службы.

        С 1988 года Комбинат работает в условиях полного хозяйственного расчета. Продукции комбината поставляется 7000 потребителей.

       Линия непрерывного горячего цинкования, расположенная в цехе горячего цинкования и алюмоцинкования, является конечным звеном в производстве металлопроката. Агрегат представляет собой комплекс механизмов, предназначенных для двухстороннего непрерывного нанесения на полосу цинкового покрытия, связи с тем, что оцинкованный металл менее подвержен коррозии и имеет большой спрос на других предприятиях в промышленных целях, руководство Карагандинского Металлургического Комбината, в девяностых годах прошлого века приняло решение о строительстве цеха для нанесения цинкового и алюмоцинкового покрытия на холоднокатаный рулонный металл. Завершение строительства цеха горячего цинкования и алюмоцинкования (ЦГЦА) и пуск линии непрерывного горячего цинкования (ЛНГЦ) произошли в июне 2002.

        Агрегат предназначен для двухстороннего нанесения на полосовую сталь антикоррозийного цинкового покрытия непрерывным способом, методом погружения в горячий расплав с выдачей готовой продукции в виде полос, смотанных в рулоны.

 

 

 

 

 

                      1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1. Технологический процесс цеха              

 

        Исходным материалом для производства полос с покрытием, поступающем в цех ЦГЦА, Служат холоднокатаные полосы из низкоуглеродистых и углеродистых марок ГОСТ 9045-93, ГОСТ 1050-88, ГОСТ 380-94. Металл принимается определенного сортамента (толщины, ширина, вес), устанавливаемого согласно сменного задания на специальном стеллаже с резиновым покрытием, Рулон мостовым краном подается на разматыватель №1 или №2, роликами задающего устройства полоса подается в листоправильную машину, где происходит обрезка концов полос. Затем свариваются в стыкосварочной машине.

        После стыкосварочной машины полоса поступает в установку химического обезжиривания для удаления жировых механических загрязнений. Химическое обезжиривание осуществляется в двух             ваннах структурной промывки и щелочномоечной машине.

        Обезжиренная полоса подается в первое накопительное тепловое устройство и после в печь ТХО, где происходит термохимическая обработка полосы. В печи ТХО осуществляется следующие операций:

        А) Подогрев полосы в камере подогрева (КП);

        Б) Нагрев полосы в камере безокислительного нагрева (КБН) до 500-700 ºС в атмосфере водородного защитного газа;

        В) Отжиг и нормализация металла в камере восстановительного нагрева (КВН) в атмосфере водородного защитного газа;

        Г) Выдержка при температуре отжиг, или нормализация, и охлаждение полосы в камере выдержки и регулируемого охлаждения (КВО);

       Д) Охлаждение полосы в камере струйного охлаждения (КСО).

       Полосы пройдя печь ТХО, через проходной тамбур и наклонную проводку, через затвор опускается в печь-ванну нанесения покрытия. Приготовление расплава для покрытия производиться в канально-индукционной печи-ванной предварительного плавления 2 TIG. Температура

расплава в печи-ванне плавления поддерживается 630-640 ºС для Al-Zn и 160-465 для Zn.

        Перелив расплава из печи-ванны предварительного плавления в печь-ванну нанесения покрытия осуществляется по наклонному желобу с электрообогревом. Транспортирование полосы в расплаве осуществляется по наклонному желобу с электрообогревом. Транспортирование полосы в расплаве осуществляется при помощи погружающего, стабилизирующего и корректирующего роликов. Толщина покрытия зависит от давления подаваемого воздуха, скорости движения полосы, расстояния от сопел воздушных ножей до поверхности полосы. Чем меньше давления воздуха, выше скорость полосы и больше расстояние сопла от полосы, тем больше толщины покрытия.

       Далее полоса поступает в установку предварительного охлаждения.

       Для  получения мелкокристаллического покрытия без узора, кристаллизация производиться нанесением цинковой пыли на застывающее цинковое покрытие. Нанесение цинковой пыли производиться воздухом вдуваемым вентилятором рециркуляции в прорези основного дутьевого кессона.

                               Охлаждение полосы с покрытием:

       А) На  первом этапе охлаждения полосы  осуществляется двухсторонний обдувкой  воздушным струями в установке  охлаждения;

       Б) На  втором этапе полоса с покрытием  поступает в печь отпуска, где  подвергается замедленному охлаждению  при температуре 200-300 ºС ;

       В) На  третьем этапе в установке  охлаждения за печью отпуска  полоса охлаждается обдувкой  струями воздуха перед подачей  в ванну с водой.

       Полоса  с покрытием охлаждается в ванне с химически очищенной водой до температуры 80ºС.

       Далее  идет деформационная обработка  полосы с покрытием на правильно-дрессированном стане.

        Для  защиты покрытия от атмосферной  коррозии при транспортировке  и хранений, полоса подвергается  пассивации в растворе хромового  ангидрида ( путем погружения. После пассивации полоса сушится нагретым воздухом в сушилке. Температура полосы 70-90ºС.

        Промасливание  полосы с покрытием производиться  в  «промасливающей» машине консервационным маслом с одной стороны.

        Полоса подается к барабану моталки, где сворачивается плотно в рулон с натяжением.

        После обвязки по окружности на обвязочной машине, рулон передается на тележке в соседний пролет, где рулон взвешивается вместе с тележкой и снимается краном.

         Годный металл отправляется на  упаковку, на агрегат поперечной  резки или на профилегибочный  агрегат.

                  Принцип действия камеры струйного охлаждения:

         Работа данного участка заключается  в охлаждении полосы с             послепечной температуре до температуры расплавленного металла, необходимой для проведения качественного цинкования.

         Полоса охлаждается, проходя через  участок струйного охлаждения, оснащенный  системой струйного газового  охлаждения, в состав которой  входит камера нагнетания охлаждающих  газов. Данная камера обладает  точно рассчитанным режимом нагнетания  охлаждающей среды на поверхность  полосы, обеспечивающим оптимальный показатель полезной теплоотдачи.

          Полоса охлаждается холодными  газами, нагнетаемыми на ее поверхность  с обеих сторон через отверстия  камер принудительного нагнетания, расположенные по стенкам камеры  поперечно ходу полосы.

          Рециркуляция охлаждающих газов  осуществляется специальными газонепроницаемыми  вентиляторами центробежного типа  с приводными двигателями с  регулируемой скоростью, под воздействием  которых охлаждающие газы выходят  через боковые выпуски и передаются  на водяные охладители.

          Каждый струйный охладитель оснащен одним (1) вентилятором и одним (1) водяным охладителем.

         Для ускорения запуска или предотвращения охлаждения краев полосы на роликах во время работы, входное и выходное отделения печи и, главным образом, места вокруг зазоров между роликами снабжены электронагревательными элементами, расположенными вдоль боковых стен.

         После термообработки полоса готова к нанесению покрытия.

         Необходимо отвести полосу в сторону соответствующим роликом, расположенным в конце линии термообработки.

         Затем полоса погружается в ванну горячего цинкования через сопло, состоящее из канала прямоугольной формы, который обеспечивает гидрозатвор расплавленного металла.

         Сопло оснащено смотровыми отверстиями и системой перекрытия для поддержания давления на линии и предотвращения обратного выхода испарений от металла за пределы ванны.

         Все отделение оснащено электрическими нагревателями, включаемыми при запуске или при компенсации теплопотерь при обычной работе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Характеристика  объекта автоматизации

      JASCH Рентгеновский измеритель покрытия разработан для сетевого бесконтактного измерения отдельно на двух сторонах и предоставления контрольных сигналов толщины покрытого материала (например, цинк, алюминий и т.д.) на производственной полосе для авто-контроля. Система использует технику рентгена для измерения покрытия продукта, согласовывает и отображает в необходимой инженерной единице. Измеряемая толщина в единицах граммов на квадратный метр (GSM) представлена на экране в числовых, графических формах и/или в форме тенденций для считывания данных оператором, чтобы управлять вручную покрытым материалом. Далее следуют основные компоненты системы измерений:

1. O –Сканер системы или два П -Сканера ( установка на S- образные ролики)

1. Рентгеновский источник и детектор (Верхняя сторона)

2. Рентгеновский источник и детектор (Нижняя сторона)

2. Контрольная панель сканера

3. Вспомогательная контрольная панель

4. Главная рабочая станция

5. Устройство отображения

схема расположения измерителя покрытия

Рисунок-1: Схема расположения

 O- СКАННЕР СИСТЕМЫ

O-Сканнер системы разработан, чтобы постоянно двигать сенсор  назад и вперед по ширине  сети для производства поперечного  направления в профиле толщины. Система основана на структурах  балки Н-сечения сваренные с  помощью конечных колон. Балки  Н-сечения держат линейную систему  движения с линейной опорой для поддержания опорной части на верхней и нижней сторонах. Зубчатый ремень привода соединен через несущий вал, а двигатель переменного тока производит движение опорной части.

Пара Источника и детектора помещенные внутри каждой передней части источника (две передние части установлена на O-сканнере системы), сконструированы из алюминия, который может противостоять внезапным толчкам устройства для торможения листа. Перегородка рентгеновского сенсора внутри передней части сенсора разработана согласно стандартам Международной Атомной Комиссии и сертифицирована Регламентирующим советом Атомной энергии (AERB), Правительством Индии. Положения передней части сенсора на O-сканнере системы разработано таким образом, что детектор определяет излучаемые лучи из рентгеновского источника после отражения от сети.                              

Парковая сторона колонны панели сканера содержит систему блока питания и электронные платы.  Аналоговый сигнал из сенсора конвертируется в цифровой формат и передает на обработку компьютером (главная рабочая станция) через серийное соединение  RS-485.

Система сканера должна быть помещена на линию, выстроенную в сеть, таким образом, что она проходит через центр промежутка измерений между источником и детектором. Промежуток измерений верхнего и нижнего рентгеновского сенсоров обычно устанавливается между 70-160 мм.