宣鋼150 t爐區連鑄機熱送控制系統優化改造實踐

白艷峰

（河鋼宣化鋼鐵集團有限責任公司二鋼軋廠，河北 宣化 075100）

鑄坯熱送系統[1]是連接連鑄機出鋼工序與軋機加熱爐工序的系統，主要承擔的任務是將連鑄機生產的高溫鑄坯（約700℃）不經過冷床冷卻直接通過輥道送至軋鋼加熱爐，該系統可大大降低工序間鑄坯的溫度損失，提高軋鋼成材的質量并降低相關工序的成本。

河鋼宣化鋼鐵集團有限責任公司（全文簡稱宣鋼）二鋼軋廠熱送系統由中冶連鑄設計施工，承擔1號連鑄機與2號高強度棒材生產線間的鑄坯熱送任務。在設計過程當中由于沒有考慮連鑄機生產能力與軋機生產能力的匹配問題，因而產生了較大的問題。1號連鑄機為12機12流全弧形連鑄機，共有兩個中包，每個中包可同時生產6流鑄坯，其中1號中包對應1-6流鑄坯，稱為一跨；2號中包對應7-12流鑄坯，稱為二跨。改造前的熱送模式為在連鑄機一跨移鋼車與冷床之間增加可控制的輥道（稱為熱送輥道），在熱送生產模式下崗位操作人員使用移鋼車將鑄坯移至熱送輥道上后啟動輥道，將鑄坯通過3組輥道送至軋鋼生產線。熱送輥道可同時輸送4支鑄坯。在實際生產當中發現，連鑄機一跨的生產能力約為60支/h（視定尺長度略有不同），而軋鋼生產線生產能力要求鑄坯數為80支/h，因此一跨的生產能力不能滿足軋鋼生產線的要求。而二跨的鑄坯無法通過熱送形式送達軋鋼生產線，只能通過原始的方式經由冷床冷卻后使用天車吊運至平車或汽車運送至軋鋼生產線，期間的溫度損失較大，同時產生了大量的運轉和物流的成本。基于生產的實際情況，對舊有的熱送系統進行了改造，增加了可將二跨鑄坯移至熱送輥道的拉鋼機，并對二跨的鑄坯熱送模式進行了改造。

1 改造的總體思路

鑄坯熱送系統承擔將連鑄機生產的高溫度鋼坯通過輥道直接送給軋鋼工序的加熱爐的任務，為減少工序之間的溫降，提高產品質量和降低成本提供保障。

由于在設計階段沒有考慮連鑄機與軋機之間的生產節奏的匹配問題，在實際生產當中出現了熱送速率無法滿足軋機生產要求的問題。本項目的關鍵技術在于增加了拉鋼機的自動控制系統[2]，將連鑄機二跨的鑄坯也實現熱送，同時對于二跨的熱送模式進行了大幅度的優化，無論從定尺長度及冷床的自動橫移方面均滿足了生產的要求，使得連鑄機的熱送鑄坯數恰可滿足軋機的要求。

針對實際情況，確定改造對策如下：首先，現有的連鑄機一跨為軋鋼生產線單獨熱送無法滿足軋鋼生產線的要求，因此考慮將二跨的鑄坯移動至一跨熱送輥道上，增加拉鋼機單體設備以實現此功能，主要為變頻器控制的電機拖動鏈條實現；其次為了精確的控制二跨移鋼車的位移，保證移鋼車每次將3支或4支鑄坯移至拉鋼機，在二跨移鋼車中間部位增加停止限位來實現移鋼車的自動停車控制；再次為了對熱送鑄坯數進行統計，在熱送輥道煉鋼段與軋鋼段之間安裝紅外計數器；最后由于二跨7-12流可能同時生產為軋鋼生產線提供的鑄坯及其他型號的鑄坯，因此對二跨攝像定尺系統進行修改，改為可分別設定各鑄流定尺長度的運行模式。

2 連鑄熱送優化改造

2.1 增加拉鋼機單體設備的自動化控制

拉鋼機的控制方式為變頻器控制，其控制模式共分自動、手動、就地三種，分別安裝了拉鋼到位和返回到位兩個限位對其進行自動停車的控制，同時鋪設線纜將拉鋼機PLC與熱送輥道PLC進行通訊，將拉鋼機[3]的運行信號作為熱送輥道允許轉動的連鎖條件之一，避免一跨熱送時與二跨拉鋼產生沖突。拉鋼機自動運行模式下拉鋼機的到位與返回均為自動，即崗位操作人員觀察到鑄坯位置合適后按下拉鋼按鈕，拉鋼機將鑄坯拉到熱送輥道位置，停留5 s時間后（為了保護電機與變頻器）自動返回，返回至返回到位限位后自動停止。為了避免限位信號失效，還給拉鋼機增加了延時停止的功能，經實際測試拉鋼機在正轉（帶負載）的情況下運行時間為63 s，反轉（空載）的情況下運行時間為61 s，相應的設定了不同的延時時間，避免限位故障或者線路故障導致設備損壞的情況。圖1為拉鋼機運行模式程序段。

圖1 拉鋼機運行模式程序

圖1為拉鋼機部分程序，可以看到拉鋼機共分為手動、就地、自動三種運行模式，三種模式的切換通過操作臺上的旋轉開關確定。

2.2 二跨移鋼車增加熱送模式限位

二跨移鋼車原設計為將7-12流鑄坯移送至2號冷床，增加拉鋼機后需要將3支或4支鑄坯反向移送至拉鋼機小冷床上。為了使移鋼車恰好可以移送3支或4支鑄坯，在移鋼車軌道中間位置安裝二個限位，分別位于9、10流之間和10、11流之間，信號進入相應PLC當中，參與到移鋼車橫移聯鎖當中。同時在移鋼車[4]操作臺上增加一個模式選擇旋轉開關，用以區分熱送“6+3”模式、“8+4”模式和冷床模式，當鑄坯移送冷床位置時，選擇開關打至冷床模式位置，則所加限位失效。相應的在上位機操作畫面上也可以對各種運行模式進行選擇。各種功能均在PLC當中編制程序加以實現。

圖2為移鋼車各種運行模式及限位連鎖的相關程序段。

圖2為改造后的2號移鋼車熱送模式的部分程序，可以看出其熱送限位在系統當中的作用，在熱送模式下無論移鋼車在前進方向還是返回方向均可正確停在熱送限位的位置。

圖2 2號移鋼車熱送限位程序

2.3 增加熱送鑄坯計數器。

由于熱送輥道為全封閉系統，輸送鑄坯方式不同于原有物流系統輸送鑄坯[5]，在輸送鑄坯支數統計方面不能采用原有的人員手工計算的方式，因此通過自動化方式實現計數功能。方式為在熱送輥道煉鋼段與軋鋼段之間輥道兩側開孔，安裝一臺紅外熱金屬檢測器，兩側分別為信號發送端和接收端，當鑄坯從輥道上經過時由發送端和接收端之間經過，遮擋住它們之間的紅外信號，則接收端向PLC發出一個信號，在PLC當中將此信號進行累加，并將數值顯示到監控畫面當中，便實現了鑄坯計數的功能。

圖3為鑄坯計數部分程序。如圖所示由于熱送輥道同時輸送3支鑄坯，因此使用一個自動加3的加法器對鑄坯數進行累計，同時將累計數值顯示到崗位操作人員的監控畫面上。

圖3 鑄坯計數部分程序

2.4 調整二跨攝像定尺系統

在熱送模式下，二跨6個流當中有3個流（7～9流）的鑄坯需要被熱送至軋鋼生產線，其他3個流(10～12流)視情況可能生產其他的規格的鑄坯，這就需要將攝像定尺系統進行設置，將系統調整為不同的流可以設置為不同長度定尺。

3 結論

系統投運后生產模式由原有的單跨熱送改為全熱送，熱送率由原來的每小時60支上升為每小時80支。且鑄坯計數系統的投用大大降低了原有人工技術的繁瑣與困難，為工序間的結算提供依據,保證了鑄坯輸送的及時性和準確性。該系統應用之后，系統熱效率提升了25%，年創效180萬元。