Автоматизация процесса нагрева слитков - эффективное средство для повышения производительности нагревательных колодцев, снижения удельного расхода топлива и брака по нагреву, а также для облегчения управления нагревательными колодцами, что позволяет сократить число обслуживающего персонала и облегчить его труд.

        В настоящее время почти все нагревательные колодцы оснащены установками для теплового контроля и автоматического регулирования.

        Эффективность применения автоматического регулирования определяется не только качеством используемой схемы автоматизации, но также и особенностями самого нагревательного устройства. Идеальным с точки зрения автоматизации является нагревательное устройство, которое при одинаковых исходных условиях позволяет получить точную повторяемость всего процесса нагрева. Существующие типы нагревательных колодцев еще весьма далеки от такого идеального состояния.

        Наиболее важным узлом системы автоматического регулирования является автоматизация собственно процесса нагрева металла.

        Наиболее неблагоприятные условия для автоматизации процесса нагрева металла имеются в регенеративных нагревательных колодцах. Это объясняется тем, что в этих колодцах процесс горения топлива протекает на значительном пути, начиная от насадок регенераторов, включая собственно рабочее пространство, и заканчиваясь в противоположных насадках. В связи с этим нельзя выбрать такую точку, постоянство температуры в которой гарантировало бы другие точки рабочего пространства от перегрева.

        Практика показывает, что при нагреве металла в регенеративных колодцах персонал вмешивается в работу автоматики весьма часто. При особо интенсивной работе колодцев этого типа схема автоматики часто не работает полностью, а используется сварщицами только для того, чтобы контролировать тепловой режим колодцев, дистанционно управлять работой и поддерживать параметры, задаваемые и изменяемые в процессе нагрева.

        В рекуперативных колодцах для сжигания топлива предусматривается специальное пространство. В связи с этим в колодцах этого типа можно выбрать импульсную точку, регулирование температуры в которой с достаточной степенью надежности гарантирует от чрезмерных технологически недопустимых перегревов в остальных точках рабочего пространства.

        Однако в процессе нагрева металла в рекуперативных нагревательных колодцах при существующих схемах автоматики момент готовности слитков к прокатке не может быть установлен при помощи приборов, предусмотренных в схеме автоматического регулировалия, так как для этого необходимо проконтролировать состояние всей садки, что в настоящее время осуществляется только визуально.

        При помощи системы автоматического регулирования температуры в рабочем пространстве колодца можно поддерживать температуру в нагревательном колодце на заданном уровне, изменяя расход топлива.Благодаря этому удается соблюдать необходимый режим нагрева и избежать перегрева, пережога или оплавления слитков в нагревательном колодце.

        Система для автоматического регулирования температуры в рабочем пространстве нагревательного колодца состоит из чувствительного элемента (термопары или радиационного пирометра), электронного потенциометра, изодромного регулятора и моторного исполнительного механизма.

        До тех пор, пока температура в импульсной точке не достигла заданного значения, регулирующий клапан, предусмотренный в трубопроводе, по которому подается топливо, открыт полностью или частично, и расход топлива соответствует установленному режиму нагрева стали данной марки. При отклонении температуры в импульсной точке от заданной величины в реостатном датчике возникает электрический импульс, воспринимаемый изодромным регулятором. Регулятор воздействует на исполнительный механизм, прикрывающий или приоткрывающий регулирующий клапан, установленный на газо- или мазутопроводе.

        В качестве чувствительного элемента для регулирования температуры в регенеративных нагревательных колодцах применяют платино-родий-платиновые термопары, заключенные в защитные карбофраксовые чехлы, или радиационные пирометры. Устанавливают либо одну термопару в крышке нагревательного колодца, либо две в торцовых стенах рабочего пространства над сводами регенераторов. В последнем случае термопары включают параллельно, чтобы получить среднеарифметическое значение температуры.

        Применяют либо один радиационный пирометр на крышке нагревательного колодца, либо два по одному на торцовых стенах регенераторов, причем их устанавливают так, чтобы они были визированы через наднасадочное пространство регенераторов на грань ближайшего слитка.

        При установке двух пирометров их присоединяют к потенциометру таким образом, чтобы можно было регулировать температуру по полусумме показаний обоих пирометров или по показанию пирометра, расположенного со стороны дыма. В последнем случае пирометры переключают при перекидках.

        С точки зрения регулирования процесса нагрева металла установка термопар в крышке или на торцовых стенах дает примерно одинаковые результаты. Однако необходимо учитывать следующее. При установке термопары в крышке возникают трудности, связанные с присоединением этой термопары, установленной на подвижном элементе, к неподвижному прибору. Необходимы устройства (блоки с противовесами) для наматывания компенсационных проводов при открывании крышки.

        Проводка от термопар, установленных в стенах рабочего пространства, проще. Однако при высокой температуре термопара, расположенная горизонтально, часто выходит из строя в результате прогиба защитного чехла. Термопары, установленные на торцовых стенах рабочего пространства над оводами регенераторов, можно заменять только через люки, предусмотренные в рабочей площадке. Для съема и установки крышек люков необходим кран, поэтому смена термопар в этом случае — весьма сложная и длительная операция.

        На некоторых заводах широко применяют пирометры, их визируют непосредственно на металл. Хорошие результаты получают только при тщательном уходе за ними. Схема автоматического регулирования предусматривает возможность перехода на ручное управление. Для рекуперативных нагревательных колодцев применяют такую же схему автоматического регулирования температуры, как и для регенеративных нагревательных колодцев. Здесь в качестве чувствительного элемента используют платинородий-платиновую термопару, заключенную в карбофраксовый чехол.

        В последнее время на ряде заводов вместо термопар начали применять радиационные пирометры. Термопары для измерения температуры в рекуперативных нагревательных колодцах с отоплением из центра подины устанавливают либо в стене над рекуператором, либо на глухой стене в специальной нише, расположенной так, что ось термопары находится на расстоя¬нии около 500 мм ниже верха стены. Термопару следует располагать выше головной части слитка. При установке термопары над рекуператором ее обслуживают с небольшой площадки, расположенной над сводом рекуператора, работая при высокой температуре. При установке термопары на глухих степах условия их обслуживания лучше.