预应力钢棒调质热处理生产线

HEATS

    项目简介：预应力棒属中碳合金，调质热处理、低松弛预应力产品，产品规格为φ7.1mm~13.0 mm，主要强度级别为1420Mpa，执行标准为YB/T111—97和JISG3109—94，主要应用领域为预应力混凝土管桩。预应力钢棒起源于日本，80年代中期引入我国，“九五”期间国内几家企业相继从日本、德国、意大利引进了10条预应力钢棒生产线。国内几家企业相继与科研院所一同研制预应力钢棒生产线，但由于加热电源本身的技术水平及控制系统的协调性和设计本身对工序的满足性欠缺而难以实现预期效果。在产品质量稳定性、低耗指标、产量、设备可靠性等方面均无法与进口设备相抗衡。从98年开始，浙江大学电力电子国家工程研究中心依托自身感应加热电源及自动控制方面的优势，借鉴国内外现有钢棒生产线的技术特点，研制开发了自动化程度较高的连续化预应力钢棒生产线。
    技术特点：预应力钢棒调质处理自动生产线集感应加热技术（淬火及回火）、传动控制、张力温度检测控制与一身的自动加热控制系统，具有以下技术特点：
    A  感应加热设备：
    由于钢棒规格为φ7~12mm<材质30MnSi>淬火温度950℃，故加热设备采用中频、超音频多频混合加热，其功率与频率分别配置如下 ：250kw/6kHZ（可控硅中频）、100~200kw/20kHZ 、 160kw/50 kHZ（IGBT超音频电源）回火温度425℃,采用160kw/6 kHZ中频电源，生产运行速度达到50~60m/min(φ9  ),加热电耗300度/吨，所有电源具有内外控制功能采用电流中压双闭环特点，保证了淬火回火温度不随外界因素而变化（例进线电压、负载阻抗等〉。
    B  传动控制
    由于生产线为连续不间断工作模式，整条生产线的控制采用PLC与触摸屏，实际传动采用变频式对整条生产线进行调度调节，与传统滑差电机及直流调速相比，控制精度高、调节范围广、运行更加平稳，并具有以下特点：
    1. 生产线启动时，能自动完成传动机构及各电源的启动，并自动实现速度与功率上升的合理匹配。生产线运行时，能动态调节加热电源功率，以尽量减少淬火、回火的温度波动。
    2. 控制系统具有20套工艺参数的设定、存储、调节、修改、统计、打印等功能。
    3. 系统具有速度、电流、电压等闭环功能，确保生产线按最佳工艺参数运行，保证产品质量不受人工及环境因素的影响。
    4. 系统具有手动/自动剪切及换盘功能。
    C  张力与温度
    生产线具有张力检测与控制装置，使钢棒在恒定的微张力条件下进行加热处理，由于温度对不起产品质量具有十分明显的影响，本生产线采用高精度非接触红外线测温仪，并具有淬火及回火温度闭环控制自动调节功能，确保了产品质量的稳定性。
    经济效益：目前，本系统已在广东、河北、上海、江苏、浙江等多家单位都得了很好的应用，累计已达成15条，按每条生产线年产量1万吨，产值此  3500万计算，累计已产生产值5亿多，取得了十分显著的社会效益与经济效益。同时本系统也可方便地移植至轨枕钢丝、螺纹钢筋热处理生产线。
    预期目标：本系统尽管在许多厂家得到应用，但离当前世界先进水平还有距离，而且本系统经过研究开发还可以运用到钢丝、钢管等线状物件的表面热处理场合。
    1、在控制系统引入模糊控制技术，进一步提高系统的动态性能，运行线速度大于70米/分（φ9）
    2、进一步完善工艺， 缩短工艺用料，提高设备的可靠性。