Cu-Al_2O_3作金刚石钻头胎体的应用研究

为提高金刚石钻头进尺效率,以解决坚硬致密弱研磨性地层钻头进尺慢甚至打滑的问题,将Cu-Al_2O_3金属陶瓷复合材料作为金刚石钻头胎体,利用材料自身的硬脆性促使钻头依靠微切削破碎阶段即可完成金刚石的换层自锐,提高钻头磨削效率,辅以不锈钢蜂巢作为钻头胎体骨架,增强胎体整体强度,提高钻头进尺效率的同时保证其使用寿命。在重庆开县严重硅化的白云岩地层试验时,Cu-Al_2O_3金属陶瓷基孕镶蜂巢金刚石钻头以其优异的自锐性,克服该类"打滑"地层岩石致密、压入硬度大的困难,进尺效率达到0.5 m/h,寿命从0.3 m提高至3.0 m,解决了该地层钻进效率低甚至钻头打滑的问题。     

东昆仑成矿带强研磨性地层岩石力学性质研究

东昆仑成矿带钻进地层研磨性较强,对针对性较强的7个矿区进行采样,在分析岩石的矿物组成和结构的基础上,进行岩石的硬度和研磨性的测试。岩石样品硬度在5～8级之间,平均硬度在7级左右,岩石硬度相对较高;岩石的研磨性等级集中在Ⅳ-Ⅵ级,岩石的研磨性相对较强。石英含量增高,硬度和研磨性均增强。岩石颗粒形状与尺寸、胶结物性质等也是岩石硬度和研磨性的重要影响因素。     

青海野马泉矿区钻头胎体配方设计研究

野马泉矿区在近年的深部找矿过程中深孔钻遇复杂地层的问题逐年增加,为了提高钻探效率获得高质量找矿成果,以野马泉矿区区域地质条件、施工工艺、压力大、转速高、单位时间内排粉量大等特点为依据,通过测试抗弯强度与胎体配方的关系、胎体硬度与胎体配方的关系、胎体耐磨性与胎体配方的关系设计了6种胎体配方,进行了抗弯强度、硬度和耐磨性等力学性能测试试验,钻头胎体配方应用的材料均易购,生产工艺相对简单,开发条件良好。     

YDX-3L钻机在宝兴沟矿区深孔钻探中的应用

YDX-3L型全液压动力头式岩心钻机是由北京天和众邦勘探技术有限公司与国土资源部勘探技术研究所联合研制开发,专门为固体矿藏地表取芯作业设计,适用于金刚石绳索取芯等多种高效钻探工艺方法。以黑龙江省宝兴沟矿区钻孔ZK0005施工设计为例,介绍了YDX-3L钻机的性能参数,根据矿区地层条件及钻孔设计要求,重点对钻机在深孔钻进过程中钻压、转速及泵量的合理选择进行了分析,并对钻机在施工作业过程中存在的不足提出了一些改进建议和解决方法,以便该钻机能在不同矿区应用中发挥其最大效益。     

来稿摘登

PLC在钢绞线缠绕布线中的应用 湘潭钢铁公司的钢绞线生产线是从意大利Frigerio公司引进的,具有90年代先进水平,自动化水平较高。但是如果所设参数不准,就会使布线混乱不整,影响包装质量,有时由于来回倒线,甚至无法开车,给生产和管理带来很多不便。本文介绍成品分包装布线机的PLC控制系统。布线时,PLC根据布线机上的导线辊偏转角及缠绕收线速度来控制布线机走步的快慢,通过脉冲发生器来计量布线机所在位置,并通过位置来控制布线机运转方向,以达到来回整齐、紧凑布线的目的。布线机采用小功率直流电机带动,通过类似于变频电路的驱动器来控制电机的正反向和速度。 为了在收线轮的两边取得较好的布线效果,并且能快速有效地反向,必须在两头留有一定的自由空间(换向区),通过空间限制迫使线能瞬间换向。在这里不是通过物理极限开关来提供换向信号,而是由用户根据不同线径的钢绞线在布线时的实际效果,来设定4个位置量。在PLC中设定了从左往右的层绕位置(1ayer Right),停止位置(Stop Right);从右往左的层绕位置(Layer Left),停止位置(Stop Left)。层绕位置为换向临界位置,停止位置为自由换向区内边界。PLC根据检测到的位置与这4个位置量进行比较来决定布线机的速度,停止与换向。当布线机到达换向临界位置时,为防止钢绞线换向时分叉,布线机加速往前靠近换向区。当布线机到达自由换向区内边界时,停止向前,等待钢绞线自由换向后,形成相反方向最小滞后角后随钢绞线一起往回走。缠绕挂车时,布线机的初始位置在收线轮的左边停止位置,此时从左往右的计数值清零,当从左往右的计数到达Stop Right时,正向布线工作结束(正向：左边→右边);反向同理。从左边→右边→左边为一个来回。换向区的设定值由线径和收线轮的实际长度决定,一般为0.5～1倍线径。当钢绞线到达停止位置后,布线机方可加速往前。换向临界位置的大小可以调节布线机到达停止位置的快慢,防止钢绞线换向后分叉。一个特殊的情况是当要求倒向(钢绞线由后往前变成由前往后或者由前往后变成由后往前)时,布线机必须马上换向往回走,此时收线机和放线机功能互换。布线机的速度必须与收线机的速度保持一致,同时为使线与线之间紧凑,布线机必须相对滞后些,因此在布线机轴线和收线机轴线构成的坐标中,绞线形成了一个较小的滞后角。在PLC中设定了所需保持的滞后角参考值,PLC根据布线机上的导线器的偏转角与设定角之间的误差自动调整速度。布线机的速度控制就是为了保持相对滞后角。PLC允许用户在最大值与最小值之间修改滞后角,以取得好的布线效果。 该系统在实际应用中取得了很好的效果。 (湘潭钢铁公司湘辉公司李友良) 矫直机辊缝自动调整计算机集成控制系统设计 马鞍山钢铁公司第二轧钢厂的中型二车间是一个中型材生产车间,共生产9号至14号角钢、10号至20号槽钢以及小型H型钢、U型钢、矿用工字钢等共计10多个品种20多种规格。每种钢材均要通过矫直机矫直后方为成品,其矫直机是10辊悬臂式700矫直机,下辊为主传动,分别用5台37.3 kW直流电机驱动,矫直机上下各5只辊,其轴向调整、升降调整共由15台交流电动机驱动。每一个品种均有各自的孔型,长期以来,辊缝调整完全靠人工目测进行,准确率很低,常常影响产品的质量,为此我们设计了一套辊缝自动调整系统,解决了过去存在的问题。 该系统具有如下功能：(1)闭环自动调整;(2)辊缝微调;(3)辊缝实际值打印、大屏幕显示;(4)辊缝实际值可对应不同的品种记忆下来,并可作为下次调整的依据。 该系统采用分级分布计算机控制的方法,实现型钢矫直机辊缝调整过程中的自动化控制。 系统中选用586型工控机作为过程管理级,其主要用途是对矫直机辊缝调整进行全面的监控,并将每一个品种每一次调整的最佳数据进行记录、打印,便于工艺技术员对每一个品种的辊缝的最佳值进行分析。此外,它还起着操作人员和系统人机对话的作用。操作人员可以通过它将辊缝要求调整值传输给系统,并向系统发出控制指令,系统可以通过它将矫直辊调整的状态进行动画显示,也可以通过大屏幕将辊缝进行显示,并对调整过程中的异常情况进行报警;选用可编程控制器PLC作为过程控制级来实现检测机构的数据采集、执行机构的控制等功能。使用可编程控制器主要有以下优点： (1)可靠性高、抗干扰能力强; (2)功能完善、扩充方便、组合灵活; (3)编程简单、使用方便,便于现场电工和技术人员掌握; (4)结构紧密、体积小巧,可以直接安装于现场操作台内。 根据本系统的I/O点数,选用松下电气公司生产的C72规格FP-1系列可编程控制器。 矫直辊的每一个方向的初始定位检测是靠接近开关来获得,共15个,分别安装在矫直辊初始调整位的终端,供各辊位调零用。矫直辊调整时的位移是通过光电编码器来检测的,共15个,分别安装在每台调整电机的轴上,将每个矫直辊粗调之后细调时的位移通过信号处理后送给PLC,由过程控制级实现闭环控制。 本系统投入运行后实现了矫直机辊缝的快速、准确调整,彻底改变过去矫直机辊缝盲目调整的弊端,彻底解决因矫直调整不好而导致的矫直质量问题。由于钢温对矫直质量也有很大影响,每次调整后,还可以针对不同的情况进行微调,以达到最佳效果。 (马鞍山钢铁股份有限公司第二轧钢厂周红杨霄) 西门子 PCS7在加热炉燃烧控制系统中的应用 鞍钢中板厂加热炉为推钢式板坯加热炉,双排列装钢,以高炉、焦炉混合煤气为燃料,共分5个供热段：上、下均热段;一上、二上加热段;下加热段。加热炉自动控制系统的检测及执行单元采用DDZ-3型仪表,并配备西门子公司先进的DCS控制系统PCS7实现生产过程自动化控制,满足生产过程的需要。系统控制站采用两套AS414(CPU414-2DP)控制器,通过PROFIBUS-DP连接分布式远程I/O ET200M,构成两座加热炉基础自动化系统的核心;操作站OS采用两套工控机(主频266 MHz,硬盘6.4 GB,内存64 MB)加装PCS7监控平台软件,以冗余配置的模式完成两座加热炉的监控过程。系统操作以鼠标为主,键盘为辅,各控制站和操作站之间通过PROFIBUS通信网络进行数据交换。在其中一台操作站上,加装工程师软件以完成工程师站的功能,实施对整套控制系统的离线及在线组态、编程、维护。 本加热炉采用主从控制模式,控制方法采用双交叉限幅控制。还包括：加热炉炉膛压力控制,煤气总管压力控制,热风温度控制,安全保护联锁。系统具有如下显示及操作画面：开炉允许画面,参数显示和操作画面,集中设定画面,趋势画面,报表打印,坯料跟踪画面,参数整定画面。本系统于1999年7月在鞍钢中板厂投入运行,效果良好。实践证明,使用西门子PCS7系统组成的加热炉控制系统,硬件及软件运行可靠,系统组态及测试方便,保证加热炉控制系统无论在稳定的运转状态还是过渡状态均能维持高精度的空气过剩值,减少了烧损,达到了高效、节能,提高产品质量的目的。 (济南钢铁集团总公司自动化部周艺军) 钢板剪切自动定宽定长系统设计与实现 多年来,济钢中板厂精整线一直是制约整个轧钢生产线运行速度的瓶颈因素。实地考察发现,主要原因是在钢板人工定宽、定长过程中,耗时过多,工人劳动强度大,尤其是定宽过程,一旦定宽过小,需将钢板送回前方辊道,重新进行定宽剪切,浪费时间,导致全生产线停顿的钢板堵塞现象时有发生。为了解决这一问题,济钢自动化部在中板厂的积极配合下,分别于1999年1月和9月成功地进行了济钢中板厂3#纵向剪切机自动定宽和2#、4#横向剪切机自动定长的设计、安装及调试。数月来,各个系统运行良好,大大提高了生产线速度,钢板实物尺寸趋于一致,叠放整齐美观。 钢板自动定宽系统的硬件配置本着简单、实用、可靠的原则,采用绝对值式光电编码器检测减速箱出轴旋转角度,换算为推床移动距离,得到推床至剪刃的长度,即可代表钢板剪切后宽度。电机驱动采用变频技术并辅以制动单元,操作显示由工控计算机完成。采用绝对值式编码器的好处是：位置检测过程中不会出现漂移、乱码的问题,具有抗干扰能力强的特点,解决了反复标定的问题。变频技术的应用可以使电机运转平稳、易于控制。工控计算机提供了良好的人机接口界面,参数设定、系统修正、重要数据保存显示及管理数据远传等问题都得到了极好的解决。以PLC为中心处理器进行设定与反馈的综合运算,完成整个自动定宽控制过程,实现了定宽精度±3 mm,重复精度±1 mm。 自动定长硬件配置与定宽几乎完全一致,但在实际生产工艺中,与自动定宽相比有其特殊的方面,主要是：(1)轨道车重达十几吨,行走在钢轨上,惯性巨大,并且需要两个方向定尺;(2)钢板定尺剪切前,为了调正钢板,绝大多数都要全速撞击一次已定尺完毕的轨道车上的挡板,一般会使轨道车偏移2～25 mm,这就要求电机驱动轨道车要有超短距离启动,并达到定尺精度的要求。针对以上特点,在软件控制方面充分发挥变频器的变速驱动特点,最大限度发挥制动单元作用;在控制方面采用阶梯、比例控制相结合的方法,无论任何情况均实现了控制精度±7 mm,重复精度±1 mm的控制效果。 通过以上方案的实施,济钢中板厂剪切工艺上了一个台阶,取得了巨大的经济效益和社会效益,深受中板厂领导和操作者的好评。 (济南钢铁集团总公司自动化部董彬高肖林) ADAM数据采集网络在过程测控中的应用 台湾研华公司的ADAM数据采集模块,配以完成管理控制功能的上位机及通信线,即可构成一个完整的网络系统,实现对工业生产过程的检测和控制。ADAM模块有：ADAM-4000和ADAM-5000系列,本文只介绍ADAM-4000系列(远端数据采集与控制模块)。 ADAM-4000系列模块是一种具有内置微处理器、变送器和计算机接口的智能设备,可实现信号调理、隔离、量程调整、A/D和D/A转换、数据比较及数据通信功能,某些模块还可以数字量I/O控制继电器及TTL器件。其配置参数包括I/O地址、速度、奇偶位、上下限报警、校准参数等,均可通过计算机远程设置并存入EPROM存储器,所有ADAM模块均以+10～+30 V直流电源供电。此外,该系列模块具有网络性,采用RS-485通信协议,用户通过中继器最多可以将256个ADAM模块连接到一个RS-485网络上,每个中继器最多可连接16个ADAM模块。计算机串行通信口利用RS-232/RS-485转换器接到RS-485网络上。 ADAM-4000系列模块主要有：模拟量输入模块ADAM-4011、4012、4013、4017;模拟量输出模块 ADAM-4021;数字量I/O模块 ADAM-4050;继电器输出模块 ADAM-4060;通信模块ADAM-4520(RS-232/RS-485转换器);中继器 ADAM-4510。 ADAM模块构成的数据采集和控制系统由两部分组成：(1)由计算机构成的数据管理与控制部分;(2)完成信号的采集和输出的ADAM模块组。 我们应用ADAM模块和PC机建立了一个实验系统,该系统可对传感器特性测试中的参数进行采集、显示,可对过程对象进行PID控制和特性测试,可进行串级、纯滞后补偿、前馈补偿等控制。系统采用GENIE软件实现数据处理和控制,组态(编程)非常方便。 ADAM模块构成的控制系统采用了仪表化结构和RS-485通信接口,吸取了集散控制和现场总线的优点,分散性和冗余性较好,操作方便,特别是熟悉仪表的操作人员易于接受,是一种易实现、低成本的自动化控制方案。 (山西省太原冶金工业学校阎鸿常慧玲) 高炉并罐喷煤自动控制技术的实现 国内数量最多的300m3级高炉的喷煤系统大多采用并罐喷煤系统,但检测煤粉计量控制与调节技术发展较慢,限制了高炉喷煤的发展。因此,实现计算机控制最优化喷煤,是保证喷煤工艺达到最佳节能、降焦增铁的必须手段。马钢13#高炉原喷煤系统为并罐下出料混合器输送,称量方式为双罐并联双秤计量。经改造增加了流化罐、补气器及相应喷吹管路,喷吹罐与流化罐之间是硬连接。高炉煤粉喷吹系统计算机控制的主要内容包括：1)自动控制喷吹率(包括累计喷吹总量和瞬时喷吹率);2)对并联罐组进行自动充压、卸压、装煤、倒罐等顺序控制;3)系统喷煤量的连续计量;4)系统数据的自动巡回检测(如压力、流量、温度、称量等)和事故报警,并具有自动安全连锁;5)随时打印小时、班、日生产信息和报表。该控制系统以PC总线工业控制计算机为基础,系统接口模板挂接在PC总线上,控制模板的电路独立性较好,并有较大的冗余。系统安全、稳定、可靠地运行近两年,性能指标为：总量计量精度优于1％;喷吹控制小时煤量误差<±3％;计算机系统工作故障率<5％。该控制系统实现了喷煤自动倒罐计量喷吹量自动调节,系统设计合理,投资少,见效快,尤其适合于老厂改造,有推广价值。但此系统需要进一步完善温度、总气量等检测仪表。 (马鞍山钢铁股份有限公司第一炼铁厂马骥荣丁明旺) (钢铁研究总院赵向荣)