自动化仪表对燃气上加热镀锌炉控制系统的优化

【作者】钱东海

【作者单位】无锡市鑫润工业炉有限公司

【摘要】在燃气明火上加热钢丝热镀锌炉的生产中存在锌温波波动大，氧化锌渣多等缺陷，研究开发了自动化仪表结合PLC组成的自动温控系统，结合江苏福尔特金属制品有限公司和南通优诺机械有限公司的燃气明火上加热镀锌炉运行情况，分析总结了自动化仪表的设计及控制对热镀锌炉加热控制优化的成果。

【关键词】仪表自动化，镀锌炉温控

【引言】在钢丝热镀锌行业中，按照镀锌炉的加热方式可把镀锌炉分为以下几类：1. 内加热陶瓷镀锌锅镀锌炉；2.上加热陶瓷锅镀锌炉；3.下加热铁锅镀锌炉。本文针对二种，上加热陶瓷锅镀锌炉的加热以及温度控制优化进行分析和讲解。

【正文】

1.热镀锌的工艺

   热镀锌顾名思义，就是在加温的情况下将锌融化成液态后，将钢丝浸入其中，这样锌就会和钢丝形成互渗，结合非常紧密，中间不易残留其他杂质或缺陷，类似于两种材料在锌层部位融化到一起，而且热镀锌工艺生产出来的钢丝上锌量大、锌层厚，所以耐腐蚀性能高，在实际生活中得到了广泛的应用。热镀锌炉的温度控制对镀锌效果，上锌量有很大的影响，所以温度控制在镀锌炉设备上非常重要。

2.热镀锌炉的控制原理

   热镀锌炉设备如图1，图2所示，设备分为加热区和热镀锌区两个区域，加热区由加热罩以及烧嘴1#和烧嘴2#组成，烧嘴1#和烧嘴2#为两个天燃气烧嘴，通过烧嘴电动阀控制烧嘴的功率大小，电动阀的信号为直流4-20mA信号。温度控制原理如图3所示；锌温热电偶采集实时锌温信号，将信号反馈给PLC，PLC根据设定锌温通过PID计算输出4-20mA信号驱动烧嘴电动阀调节烧嘴的功率来升高或者降低加热区的炉膛温度，使得实际锌温稳定在设定锌温值。

3．设备运行后存在的问题

  3.1 用检测热电偶检测了加热罩炉膛温度前后温差大，正常有50℃至100℃的温差。

  3.2锌温滞后性大，PID控制温差大，锌温波动±10℃。

  3.3炉膛温度过高后导致加热罩部分锌温过高，氧产生大量化锌。