热轧带钢宽度仪施工设计.docx

热轧带钢宽度仪施工设计方丽聪（中冶赛迪工程技术股份有限公司 自动化事业部，重庆 400013）摘要：介绍热轧带钢厂宽度仪的施工设计，对这些仪表的安装设计技术参数公辅设施等进行了论述。特别是轧钢、土建、设备、通风、热力、水道、电气、仪表专业应进行的施工设计内容做了论述。关键词：宽度仪；空气入口气室；喷嘴；扫描仪；控制箱（柜）0概述在热轧带钢的生产中，作为热轧带钢质量监控和记录的轧线仪表宽度仪是各大型热轧带钢厂必备的轧线仪表。测宽仪一般设计13套设置在轧线不同的地方；对只有1台粗轧机的轧钢厂，测宽仪一般安装在粗轧机前或后（由外商电气商的数学模型和控制方法确定）；当有多台粗轧机时，一般有2套测宽仪分别设置在不同的粗轧机前后；有的钢厂在卷取机前设置1套测宽仪。根据宽度仪、轧制力、称重仪安装使用要求和热轧带钢厂的现场实际情况，正确设计和施工是保证这些轧线仪表正常安全运行的关键，通过多个热轧带钢厂的轧线仪表的施工设计和现场施工，总计出以下设计经验供相关人员参考。大多数热轧带钢厂采用的测宽仪均为加拿大KELK公司生产的测宽仪。本文以该公司的产品进行测宽仪施工设计论述。1与轧钢专业相关的设计根据轧线电气商和机械商协商确定轧线仪表的配置及安装位置后，由轧钢专业提供轧线布置图给仪表专业，再由仪表专业根据测宽仪制造商提供的仪表安装要求的资料，设计测宽仪安装用钢平台后，委托轧钢专业定位。当测宽仪安装在粗轧机前时，由于立辊轧机的安装更换新需要维护空间，通常将测宽仪平台设计成旋转平台，故其测宽仪平台的在线位和离线位所占的位置均应提供给轧钢专业定位，防止平台和轧线其他设备碰撞。旋转钢平台的立柱和斜梯可设在传动侧，也可设计在操作侧，通常轧线仪表均安装在传动侧。当测宽仪安装在粗轧机后或卷取机前时，因没有大型设备的维护，可将测宽仪钢平台设计成固定门型平台。当卷取机前有上下表面检测仪时，可将测宽仪安装在小房内，上小房务必对上表面检测仪、测宽仪、扫描高温计、固定式高温计等仪表统筹考虑后委托轧钢专业定位。由于卷取机前钢的温度只有700左右，此时的测宽仪务必配置背光源进行测量，故背光源在线工作和离线维护用的地沟大小也务必委托轧钢专业定位。2与土建专业相关的设计将测宽仪仪表电缆敷设用开孔或预埋到电气隧道内的预埋钢管委托给土建专业；仪表用压缩空气管和冷却水用供水回水管的开沟或开孔一般由热力专业或水道专业委托，为了防止水道、热力专业漏提土建，导致现场打基础开沟或开孔，最好由仪表专业先委托土建开沟或开孔，其细化工作再由水道、热力专业与土建协商最后确定。测宽仪钢平台的地脚螺栓由设备专业设计好测宽仪钢平台后委托土建专业设计。当有背光源时，背光源的在线工作和离线维护用的地沟大小委托土建专业设计，通常背光源的离线位选择辊道的操作侧。3与设备专业相关的设计测宽仪的测量视区按照100mm设计，但为了防止带钢头部钻刚，辊道边距设计按450mm设计，确保测量区域100mm和校正装置安装的要求。辊子的布置由设备专业布置，在辊道的两边护板的测宽仪测量中心线处务必开下50mm上150mm的喇叭缺口。辊子为内冷辊，即棍子的冷却水在辊子的内部循环，以减少水雾。为了减少带钢表面的水珠对测量精度的影响，在测宽仪前带钢两侧设水喷或气喷，但多数工程未做此项设计。仪表专业根据测宽仪对钢平台的安装高度要求和维护要求设计旋转钢平台或固定门型钢平台的大小尺寸后委托设备专业设计，钢平台要求设计固定斜梯上下，钢平台下设防冲撞及防热辐射钢板，钢平台周围设铁栏杆，在横穿轨道的两侧栏杆处设计3mm厚的钢板屏蔽热钢板产生的热辐射，确保钢平台上的环境温度在60内，使测宽仪现场安装的设备能正常工作。对于旋转钢平台，为确保每次旋转后都能回到原位和钢平台的水平度，务必在悬臂的最远端下面，用工字钢设计固定立柱，立柱上设计锁定钢平台用的开孔钢板，与钢平台上的开孔工字钢用螺栓螺母连接固定，当需要旋转钢平台时再松开螺母螺栓。钢平台上开孔用于测量视区压缩空气吹扫用的喷嘴的安装和测宽仪传感器箱安装支座用空气入口气室的安装。旋转钢平台的气动执行机构及气动三联件由设备专业设计，执行机构的控制由设备专业委托电气专业设计。空气入口气室的大小及开孔根据仪表制造商提供的资料进行，加工制造图委托设备专业设计（因种种原因，一般由仪表专业设计、加工和安装）。要求在600mm的端头圆形钢板上焊接12m长的圆管，圆管用1.5mm厚镀锌钢板制成，在圆管敞开与空气接触的一端，用1cm3孔眼大小的钢丝网封住端口，防止杂物进入圆管及空气入口气室，这种方式称为短管方式。目的在于当喷嘴喷压缩空气时在空气入口气室形成负压，为防止环境中的脏空气从空气入口气室上方的传感器箱进入而使传感器内积灰影响测宽仪正常工作，故从侧面开大孔使阻力小，环境空气从侧面进入弥补负压。短管方式对旋转钢平台特别有用，因为钢平台旋转时风管不好旋转。对固定钢平台，某些工程外商设计是将空气入口气室端头的600mm端口接入一根长风管到主电室的地下室吸入干净空气，这种方式称为长管方式。本人认为由于管路太长，也不好敷设，弯头多，阻力大，反而影响了从端面吸入空气的效果，故本人在设计中从未选用这种长管方式，均选用短管方式。本钢一热轧粗轧R1，R3后测宽仪均选用短管方式设计，目前已运行长达8a，使用结果良好，又省投资。若空气入口气室选用长管方式，风管在主电室墙上的开孔及主电室地坪上的开孔务必委托土建专业。4与通风专业相关的设计当外商做基本设计，中方做详细设计时，若空气入口气室选用长管方式，则务必委托通风专业设计风管。为吹扫带钢上面的水雾，确保测宽仪正常工作，在测宽仪前或辊道的操作侧设置2台撑脚式低噪音移动轴流风机，要求电源为三相四线制380VAC，3kW；送风量38000m3/h，风压：216Pa。由测宽仪附近的开关箱开关或插座控制启停。5与热力专业相关的设计测宽仪钢平台下的喷嘴随测宽仪成套供货，所使用的净化压缩空气条件为：压力0.010.31MPa，流量23.1m3/min，交接点喷嘴处的2根管径DN40mm，要求净化压缩空气总管上设计排污阀、手动阀和压力表（压力表由仪表设计）；也可在净化空气总管上设计带压力表的空气过滤减压器。值得注意的是：当测宽仪钢平台为旋转钢平台时，气管务必用一段软管连接，防止钢平台旋转式拉断气管。卷取机前测宽仪的背光源用净化压缩空气条件为：0.20.65MPa，流量约0.2m3/min，交接点的管径DN25mm，要求净化压缩空气总管上设计排污阀、手动阀和压力表（压力表由仪表设计）；也可在净化空气总管上设计带压力表的空气过滤减压器。由于背光源要移动，要求采用约5m长的耐磨耐高温的带接头的金属软管与背光源链接，通常采用轧线上液压专业用的金属软管。测宽仪前后使用压缩空气侧喷时的气源管路（管径约为DN50mm）设计，但多数工程未做此项设计。6与水道专业相关的设计测宽仪传感器用冷却水为净环冷却水，压力0.30.65MPa，流量0.6m3/h，温度：小于等于40，要求设置1.1mm孔过滤网的Y型过滤器、手动阀和排污阀，交接点在传感器的供水回水管处，管径DN10mm。值得注意的是：当测宽仪钢平台为旋转钢平台时，水管务必用一段软管连接，防止钢平台旋转时拉断水管；与传感器的冷却水管连接也要用1m长的软管连接，防止扫描仪检修翻动时水管被拉断。卷取机前测宽仪的背光源用净环水条件为：压力约0.30.65MPa，流量2.7m3/h，温度小于等于40，要求设置1.1mm孔过滤网的Y型过滤器、手动阀和排污阀，交接点的管径约DN40mm，由于背光源要移动，要求采用约5m长的耐磨耐高温的带接头的金属软管，通常采用轧线上液压专业用的金属软管。测宽仪前后使用冷却水侧喷时的水管（管径约为DN50mm），但多数工程未做此项设计。7与电气专业相关的设计7.1电源设计测宽仪的电源均为220VAC，50Hz单相电源。现场带I/O卡件的供电箱的电源为220VAC，3A UPS电源（若为控制柜则电源为220VAC，5A UPS电源）；粗轧操作室内操作的电源为220VAC，6A UPS计算机多孔插座电源；现场校准装置用端子箱的电源为220VAC，3A UPS电源；现场传感器扫描仪维护电源为20VAC，2A UPS电源，该电源插座为防水防尘插座，一般随测宽仪成套带来；背光源的电源为220VAC，3A 电源。电源电量一般乘以1.5倍系数后委托电气专业，同时提供仪表安装位置，由电气专业设计电源电缆的长度和敷设；当由外商电气商设计仪表电源时，一般电源电缆由仪表专业设计，也有由电气专业统一设计仪表电源电缆和仪表电缆的。这由具体的工程设计特色确定。7.2I/O信号测宽仪和其他轧线仪表一样，有一些I/O信号与电气PLC系统或轧机控制柜TCS柜有过程I/O信号交换，测宽仪的AI信号有：，带钢速度和带钢温度；AO信号有：宽度偏差、中心偏差、绝对宽度；DI信号有：能显示；DO信号有：带钢可视、数据有效、测量系统正常、上位机通信、主机信息、扫描仪温度正常等。信号的最终确认是在现场施工时，由KELK现场SV人员与电气商及设计院共同确定的。其电缆均用阻燃型耐高温对绞屏蔽总屏计算机电缆从现场供电箱敷设到粗轧区自动化室或粗轧操作室TCS柜。7.3网络设计一般网络的网线用以太网专用网线，带RJ45接头的五类网线，网线的长度有100m限制，对网线的敷设路由有限制；为防止干扰，也可将网络用光电转换器和光纤设计。光线的长度可超过100m，不受敷设路由限制。7.4仪表接地测宽仪的接地时利用粗轧操作室的PLC系统接地母线和接地端子接到现场供电箱下接地铜母线上，再把各现场仪表设备的接地线接到接地母线上。7.5相关的设备布置图由电气专业提供与测宽仪设备相关的粗轧操作室布置图，其中测宽仪的操作站和打印机的操作台由电气专业统一设计、供货、布置；粗轧自动化室（TCS柜）布置图；粗轧电气室（电源供电柜）布置图；卷取电气室布置图等；相关电气电缆桥架和电缆隧道的布置图。7.5与测速仪的相关设计一般粗轧测宽仪与测速仪组成优化剪切系统，测速仪根据电气商和仪表商的要求安装在粗轧测宽仪的前后，当设计钢平台时务必将测速仪的安装维护空间统一考虑。测速仪一般由电气专业设计。8仪表专业的设计除以上委托相关专业设计外，仪表专业务必根据KELK提供的资料作外部管线连接图设计和外部管线敷设图设计，相关设备的布置安装图设计。电缆均选用阻燃电缆，根据需要选用耐高温电缆，仪表用电源电缆选用屏蔽控制软电缆，信号电缆选用对绞屏蔽总评计算机电缆，因电缆量少，尽可能使电缆的型号规格统一，信号电缆的备用芯要考虑到一个或两个信号的增加所用。信号电缆与电源电缆分别穿保护管和隔板隔离敷设，电缆槽带隔板。外