邯鋼中板廠控冷邊部遮擋功能的應(yīng)用與優(yōu)化

文/劉璽 王潔 唐鑫 張帥 喬匯龍

邯鋼中厚板熱區(qū)工藝設(shè)備主要包含：加熱爐、軋機(jī)、預(yù)矯直機(jī)、控冷和熱矯直機(jī)。板坯經(jīng)加熱爐處理后由軋機(jī)進(jìn)行軋制，軋制完成的鋼板經(jīng)預(yù)矯直機(jī)進(jìn)入控冷區(qū)域冷卻后在經(jīng)過(guò)熱矯直機(jī)處理后進(jìn)入冷區(qū)處理。在進(jìn)入控冷之前，鋼板邊部和中心部分的溫度已經(jīng)存在差異，在經(jīng)過(guò)控冷水的冷卻后，邊部的溫降遠(yuǎn)大于鋼板中心部分的溫降，導(dǎo)致鋼板邊浪進(jìn)一步加大，影響鋼板的質(zhì)量。

我廠經(jīng)過(guò)對(duì)控冷設(shè)備的改造后，增加了邊部遮擋功能，但在半自動(dòng)模式下，邊部遮擋自動(dòng)控制程序無(wú)法接受鋼板遮擋位置的信息，導(dǎo)致功能無(wú)法投入，為此，通過(guò)對(duì)控制程序及HMI 的優(yōu)化與改進(jìn)，成功實(shí)現(xiàn)在半自動(dòng)模式下邊部遮擋功能的投入，降低鋼板邊浪的影響，提高鋼板質(zhì)量。

1 邊部遮擋技術(shù)

1.1 工作原理

邊部遮擋技術(shù)通過(guò)在控冷兩側(cè)增加有齒輪馬達(dá)傳動(dòng)的擋水板引導(dǎo)層流冷卻區(qū)上部的冷卻水，使其不落在鋼板的邊部，減少鋼板邊部溫度的溫降，而保持鋼板中部位置的冷卻水流量，由此，鋼板在離開(kāi)控冷區(qū)域后，保持鋼板橫向溫度的均勻性，保證鋼板在冷卻后的板形。

1.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)

邯鋼中板廠邊部遮擋設(shè)備一共四組，全部安裝于層流冷卻區(qū)域，層流區(qū)域共15 組噴頭，4 組遮蔽設(shè)備所控噴頭區(qū)域?yàn)?#-4#、5#-8#、9#-12#、13#-15#噴頭。每組邊部遮擋設(shè)備由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)電機(jī)、編碼器、限位開(kāi)關(guān)、機(jī)械擋板及傳動(dòng)鏈條等組成，如圖1所示。

1.3 控制原理

邊部遮擋設(shè)備主要完成功能是為了減少鋼板橫向溫度上的差異，從而減少鋼板邊浪影響，鋼板在軋機(jī)軋制完成，發(fā)出末道次信號(hào)后，軋機(jī)二級(jí)把鋼板信息發(fā)送給控冷二級(jí)，然后由控冷二級(jí)發(fā)送給控冷一級(jí)控制程序，此時(shí)，邊部遮擋控制程序?qū)?huì)根據(jù)鋼板邊部所需要遮蔽的寬厚，計(jì)算邊部遮擋的位移量，控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)兩側(cè)機(jī)械擋板運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)編碼器的位置反饋，準(zhǔn)確控制位移量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼板邊部的遮蔽效果。假設(shè)鋼板在進(jìn)入控冷區(qū)域后，鋼板始終位于輥道中心線位置移動(dòng)，邊部遮擋位移量的計(jì)算公式如下：

位移量X=（B-A）/2+C

其中：

B：控冷區(qū)域橫向?qū)挾龋?/p>

A：鋼板寬度；

C：二級(jí)計(jì)算邊部遮擋量

L1 級(jí)根據(jù)L2 發(fā)送的邊部遮擋量，就可以計(jì)算出遮蔽擋板的實(shí)際位移量，實(shí)現(xiàn)邊部遮擋的功能，但是在原來(lái)的設(shè)計(jì)方案中，L1 級(jí)只有在全自動(dòng)模式下才能接收L2 發(fā)送的邊部遮擋量的數(shù)據(jù)，應(yīng)用比較局限，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，很多功能需要人工干預(yù)，才能達(dá)到更好的效果，為此針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)功能模式，將邊部遮擋功能優(yōu)化入控冷的半自動(dòng)模式下，使得在半自動(dòng)模式下可以實(shí)現(xiàn)人工干預(yù)邊部遮擋功能的投入。

2 優(yōu)化方案

2.1 程序優(yōu)化方案

現(xiàn)有的控冷的自動(dòng)化控制程序，只有在自動(dòng)模式下才能接收L2 的邊部遮擋數(shù)據(jù)，為了實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)模式下邊部遮擋功能，需要在半自動(dòng)模式下也要能夠接受到邊部遮擋的數(shù)據(jù)，為此，首先對(duì)程序進(jìn)行與L2 之間的數(shù)據(jù)通訊鏈接方式進(jìn)行重新優(yōu)化，增加半自動(dòng)模式數(shù)據(jù)交換的接口，并編寫(xiě)數(shù)據(jù)接收與發(fā)送的程序，其次，對(duì)邏輯控制程序邊部遮擋的啟動(dòng)條件增加半自動(dòng)模式的聯(lián)絡(luò)條件，再次，在PLC 邏輯控制程序上增加手動(dòng)輸入邊部遮擋量的借口，并將此接口接入到HMI 畫(huà)面。最終實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)模式下邊部遮擋的控制。

2.2 HMI畫(huà)面優(yōu)化

根據(jù)半自動(dòng)模式下邊部遮擋的功能需求，對(duì)HMI 畫(huà)面進(jìn)行重新編輯和優(yōu)化，主要完成的功能如下：1.根據(jù)板坯寬度進(jìn)行位置自我調(diào)節(jié)的自動(dòng)遮蔽功（操作方法：在EMC 設(shè)置值輸入框中輸入想要遮蔽的遮蔽量比如說(shuō)200mm，然后點(diǎn)擊下方的遮蔽投入按鈕來(lái)激活，之后程序就會(huì)根據(jù)板寬和設(shè)置的遮蔽量自動(dòng)計(jì)算停靠位置）

圖1：位移量計(jì)算原理圖

3 應(yīng)用效果

在投入邊部遮擋功能后，鋼板邊部溫度降速減少，基本上可以保持和中心部分鋼板的溫度值，有效的減少了邊部過(guò)冷后產(chǎn)生的邊浪，下圖顯示投入前后邊浪對(duì)比圖，可以明顯看出，投入的邊浪減少了很多，保證了鋼板的質(zhì)量。

通過(guò)這種半自動(dòng)模式下邊部遮擋功能的投入，減少了鋼板邊浪的影響。使得邊部遮擋技術(shù)在控冷過(guò)程中成為提高產(chǎn)品質(zhì)量、品種開(kāi)發(fā)及降低成本的關(guān)鍵因素。