红外测温技术在宝钢薄带连铸机组的应用

论文摘要

薄带连铸技术是钢铁行业中的前沿技术。世界上多个工业发达国家都在大力发展薄带连铸技术。在薄带连铸机组中,结晶辊是其核心设备。精确、快速地测量结晶辊表面温度关系到结晶辊的设备安全以及薄带质量,是非常重要的。热电偶测温不能很好地应用在结晶辊辊面温度的测量中。作为非接触式的测温方法,红外测温能够发挥自身特点,满足精确、快速测量待测物体温度的要求。本文为构建宝钢薄带连铸红外测温系统进行了一些方面的研究：（1）对宝钢薄带连铸机组结晶辊的轧制力-转速控制进行了分析研究。（2）介绍了红外测温的基本原理。主要内容包括：红外线、发射率、黑体、光谱辐射出度、普朗克定律、维恩位移定律、斯蒂芬-波尔茨曼定律、朗伯余弦定律、基尔霍夫辐射定律、有效辐射等。（3）介绍了宝钢薄带连铸红外测温系统的系统构成。介绍了雷泰MP150LT红外测温仪的基本原理以及主要参数。（4）在工程中建立了红外测温仪与红外测温计算机、红外测温仪与宝钢薄带连铸PLC系统的通讯联接。根据现场安装情况、宝钢薄带连铸项目组对红外测温系统的性能要求,通过雷泰公司的Configurator ES150软件,对红外测温仪进行了基本参数设置。（5）利用红外测温计算机实现对结晶辊的辊面温度的实时监控的功能；在薄带连铸PLC系统中利用过程数据进行结晶辊的热流计算的功能；在HMI上实现结晶辊表面温度异常报警的功能；并将薄带连铸PLC中的所有相关的过程数据通过高速数据采集和分析系统对过程数据进行高速采集与分析。（6）在红外测温系统试运行过程中,发现了一些影响红外测温结果的因素。通过不断的研究与试验，对试验,对红外测温系统进行了各种完善与改进工作。其中主要包括确定发射率的方法、红外测温仪的工作环境防护、排除烟尘对温度测量的影响、减少布流器红外辐射干扰等工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 薄带连铸技术简介
• 1.2 国外薄带连铸技术发展概括与趋势
• 1.3 宝钢薄带连铸简介
• 1.4 课题研究的目的和主要内容
• 第2章 带温度补偿的结晶辊转速控制系统
• 2.1 结晶辊轧制力-转速控制
• 2.2 结晶辊PID控制算法
• 2.2.1 PID控制算法的特点
• 2.2.2 PID控制基本原理
• 2.2.3 轧制力-转速PID控制算法
• 2.3 结晶辊转速控制中的转速补偿
• 2.4 本章小结
• 第3章 红外测温基础
• 3.1 温度与测温
• 3.1.1 温度基本概念
• 3.1.2 温度的测量
• 3.1.3 测温方法的分类
• 3.1.4 接触式与非接触式测温方法的比较
• 3.2 红外测温原理
• 3.3 本章小结
• 第4章 红外测温系统的设计与实现
• 4.1 结晶辊辊面温度测量
• 4.1.1 结晶辊辊面温度测量的需求
• 4.1.2 热电偶测温
• 4.1.3 红外测温
• 4.2 系统构成
• 4.2.1 系统结构
• 4.2.2 红外测温仪
• 4.2.3 红外测温仪主要参数
• 4.3 系统设置
• 4.3.1 红外测温仪与计算机的通讯设置
• 4.3.2 红外测温仪与PLC的通讯设置
• 4.3.3 红外测温仪参数设置
• 4.4 功能实现
• 4.4.1 监测功能
• 4.4.2 热流计算
• 4.4.3 异常温度报警功能
• 4.4.4 数据归档
• 4.5 结晶辊热膨胀补偿
• 4.5.1 铸带厚度的控制问题
• 4.5.2 原因分析
• 4.5.3 结晶辊热膨胀补偿
• 4.6 本章小结
• 第5章 系统完善与改进
• 5.1 发射率的确定
• 5.1.1 发射率的重要性
• 5.1.2 发射率的确定方法
• 5.1.3 宝钢薄带连铸机组的操作方法
• 5.2 红外测温仪的保护
• 5.3 排除烟尘的干扰
• 5.4 减少其它辐射体的干扰
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介