高压水除鳞变频控制与节能研究

发布时间：2020-11-06 02:14

　　 高压水除鳞方法现已成为国内外热轧生产线鳞片处理的主要有效技术。相比于其他除鳞方式,高压水除鳞技术无论是在除鳞原理上还是在除鳞工艺上都基本上趋于成熟。随着各行业对节能减排理念的加强,在满足除鳞效果的基础上,节能降耗已成为行业的生存之本。因此,如何能够在达到除鳞要求的前提下减少能耗便成为行业未来技术革新的重要目标之一。近几年,已有新建热轧生产线的除鳞系统进行过变频水泵的改造,但都仅限于在除鳞间歇过程中实现节能。在实际工作中,少有或没有在轧制过程中根据除鳞节奏、产品种类和宽度、除鳞点流量需求来实现除鳞泵的降速运行;在保证除鳞点正常工作的状态下通过设计电机控制器实现水泵调速的快速性和稳定性;并通过优化喷嘴外流场各因素参数减小除鳞点所需的最小压力,进而减少水泵的能耗。本文基于以上不足之处,研究的主要内容如下:(1)阅读相关文献,了解高压水除鳞技术及水泵变频技术在国内外的发展现状。(2)认真解读高压水除鳞系统原理图,对系统各组成部分进行理论分析,理解各组成部分的工作原理,确定系统的能量传递。(3)使用AMESim软件对工频泵、变频泵、蓄能器以及管道进行建模与仿真,研究在联合供水下工频泵、变频泵、蓄能器等在工作过程中的动态变化与相互影响,为下文水泵的节能优化提供参考。(4)结合工频泵、变频泵、蓄能器联合供水特点以及水泵变频时的流量-功率和流量-效率曲线,基于NLPQL算法对除鳞工况点流量进行优化仿真分析,研究分析不同除鳞点工况下水泵变频改造节能的大小;并研究供水方式对水泵除鳞节能的影响。(5)接着通过设计水泵变频控制器来实现系统节能稳压控制。针对高压水除鳞变频稳压供水系统的时变性、非线性、大滞后特性,建立高压水除鳞变频稳压供水系统的数学模型,然后设计四种不同的控制器对高压水除鳞变频系统进行仿真分析,研究分析各控制器对高压水除鳞变频稳压的快速性和稳定性。(6)最后对高压水除鳞的执行机构喷嘴进行结构和安装改进来实现除鳞系统的节能。通过仿真分析喷嘴的结构参数和安装靶距对外流场的影响,确定喷嘴的最佳设计参数和喷射靶距,研究的目的是在保证除鳞打击压力的情况下减小除鳞点喷嘴的入口压力,从而间接加大水泵变频降速的范围,减少水泵能耗。
【学位单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG334.9
【部分图文】：

钢坯在高温状态下（如图 1.1 所示），一次氧化鳞皮容易在传输轨道（如图1.2 所示）至轧机前形成。图1.1 加热后的钢坯 图1.2 钢坯的传输轨道鳞皮的形成是氧分子和铁原子之间的相互扩散，铁面表层的氧浓度较大，在向内扩散的中生成高价的氧化物，而铁浓度较小在向外扩散中生成低价的氧化物。所以鳞的层次成三层分布：正3价的Fe3+氧化物Fe2O3处于鳞皮的最外面，其分布约占整个鳞皮的10%，由于其性质松脆因此易脱落，并且还能够有效地隔绝外部氧气的继续进入发生氧化作用；鳞皮中间层的主要成分是Fe3O4，其分布约占整

钢坯在高温状态下（如图 1.1 所示），一次氧化鳞皮容易在传输轨道（如图1.2 所示）至轧机前形成。图1.1 加热后的钢坯 图1.2 钢坯的传输轨道鳞皮的形成是氧分子和铁原子之间的相互扩散，铁面表层的氧浓度较大，在向内扩散的中生成高价的氧化物，而铁浓度较小在向外扩散中生成低价的氧化物。所以鳞的层次成三层分布：正3价的Fe3+氧化物Fe2O3处于鳞皮的最外面，其分布约占整个鳞皮的10%，由于其性质松脆因此易脱落，并且还能够有效地隔绝外部氧气的继续进入发生氧化作用；鳞皮中间层的主要成分是Fe3O4，其分布约占整

新的鳞皮[3],[4],[5],[6] ,[7]。鳞皮的主要成分如图1.3所示。图 1.3 氧化铁皮的成分鳞皮若不去除，将会在成品钢板上留下“麻点”、斑迹、夹杂、结疤、鳞皮压入等缺陷[8],[9]。当钢坯表面轧入的鳞皮较严重时，在轧制过后对产品尺寸进行检测和校正等后续环节将会产生不利影响，钢材质量将会明显降低。其次，由于鳞皮的温度较低，在轧制过程中鳞皮坚硬，抗变形能力较大，若一直附属在金属表面，将会与轧辊和支撑辊之间形成相互作用力，使得辊产生弹性变形造成表面损毁。当使用已经损坏的轧辊继续生产轧制工作，产品表面将会产生凸起和明显的缺陷，将会加重钢材表面的质量[10],[11]。再次
【参考文献】

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本文编号：2872517