安钢1780热连轧生产线卷取区域电气控制系统优化

     金灿华，何俊正，申虹

      （安阳钢铁集团有限责任公司，河南 安阳 455004）

摘要：介绍安钢热连轧1780卷取机电气系统的优化及改造，结果表明，提高了产品的成材率和产品质量，提高了过钢速度，降低了备件消耗，减少了维护时间。

关键词：卷取机；传动系统优化；一次对尾；助卷辊压力保护 

Optimization of 1780 hot rolling production line Coiling area electrical control system in Angang

JIN Can-hua  HE Jun-zheng  SHEN Hong

(Anyang Iron ﹠ Steel  Group  Co﹒，Ltd，Anyang 455004,China)

Abstract: This paper introduces an steel hot rolling 1780 coiling machine electrical system optimization and transformation, results show that, for the optimization of the coiling electrical control system area, increasing the rate of finished product and the quality of the products, improve the steel speed, reduce the consumption of spare parts, reduced maintenance time, improve economic benefits.

Keywords: coiler; optimization of transmission system; Once the tail; wrapper roll pressure protection

1 工艺概述

安钢热连轧1780卷取机位于精轧机热输出辊道后面，3台卷取机交替工作，将精轧后的带钢卷成钢卷，再由卸卷小车将钢卷运走，然后通过运输区快速链、步进梁、转台等设备把钢卷运送到库区。3台卷取机正常使用率，对于1780热连轧生产线轧制节奏，以及钢板的成材率，有着至关重要的作用。卷取机结构如图1所示。

                            图1  卷取机结构

2 电气系统的优化

2.1传动系统攻关

安阳卷取机的同步电动机设置：逆变器为6SE7042-1WN60（主/从）（1900kW）+CBP2+SLB+T400；励磁装置为：6RA7085-6DS22-Z(600A)+CBP2+SLB;一台S7-300组成的控制系统。卷取机控制系统如图2所示。

                          图2  卷取机控制系统

2＃卷取机在卷钢过程中，低档360m/min、高档780m/min速度时，传动跳闸（这时只达到85％的最高转速），卷取机会跳闸，6RA70报F043。故障原因是磁场反电势过大，屏蔽掉这个故障，整流单元的快熔就会烧毁，严重影响生产节奏。为此，进行如下改造：

   （1）对卷取机码盘的改造。由于卷取电机是交流同步电机，如果转子角不准，电机起车就会失步。针对这一问题，在T400中编制一段程序，在逆变器无运行信号且卷取电机零速时，将绝对值码盘的记忆角度传送给CUVC，及时对转子角度进行校准。

   （2）传动系统抗干扰和系统接地系统的改造。发现1#、2#卷取机传动柜输出电抗器的位置不同，1#卷取机的输出电抗器远离逆变器,而2#卷取机的输出电抗器紧挨6SE70。通过示波器测量,两者的干扰截然不同。因此,决定把2#卷取机的输出电抗器移至地下室。

2.2卷取一次对尾程序优化

1780提高轧制节奏以后,瓶颈凸显在卷取的自动卸卷上。原来的卸卷程序分两次对尾:一次对尾完成卷取在10点位置后,二次对尾才开始,2#助卷辊打开,小车上升,钢卷尾部对到4点半。一个卸卷过程需要60多秒,这样的卸卷过程不能适应日益较快的出钢节奏。因此,对卸卷程序进行优化:当头部咬入后,2#助卷辊直接打开，快要卷完时小车自动上升顶住钢卷参与对尾,钢卷尾部直接停在4点半位置。整个过程只需要40多秒,比原来节省20s。另外，还优化了小车与步进梁、打捆机的安全联锁和衔接,使整个卸卷过程顺畅无阻。通过程序优化,大大降低了卷取对轧线的束缚。

2.3助卷辊压力保护

安钢1780热连轧在生产X70管线钢时，带钢对卷取机的冲击很大，整个卷取机震动非常厉害，很容易导致卷取机上的检查原件及线路损坏，轻则引起堆钢事故，增加生产成本，重则因钢种较强而损坏设备，影响整条作业线的正常生产。为了减少卷取区域的事故发生率和事故发生后对设备的影响，对卷取区域的助卷辊在卷取时的控制进行修改，使其在生产过程中可以实现故障自保护。卷取区的每台卷取机都有3个助卷辊，3个助卷辊是一个控制模式，在卷钢过程中，如果任意一个助卷辊自动化系统出现问题就会导致模式丢失，3个助卷辊就会同时失去控制停止不动，带钢会对助卷辊造成严重的撞击和挤压，极易损坏助卷辊液压缸。根据以上情况，在一级自动化程序中增加助卷辊保护快开功能，在生产过程中，如果任意一个助卷辊的系统出现问题，不会影响到其他两个助卷辊的控制模式，出现问题的助卷辊液压缸会自动打开液压旁路，实现快开功能。这样既能实现对助卷辊设备的保护，又可以把带钢卷完。

2.4增加卷筒2扩备用指令

如果带钢头部温度比较低,会导致头部硬度增加,不利于卷取机对头部的卷取,易出现头部打滑而引起的堆钢事故。头部进入卷取机卷筒2扩后，由于头部打滑，带钢失张，MANDLOAD信号没有产生，卷筒缩回745，夹送辊前起套堆钢。如果卷筒能够一直保持在2扩位，这块钢也许可以挽回。原来的程序设计思想：绕在卷筒上的圈数达到设定值，发出卷筒2扩命令，2扩后卷筒立即带载，负荷增大转矩上升，产生MANDLOAD信号（MANDLOAD信号维持2扩命令）；如果没有MANDLOAD信号，第一个卷筒2扩命令持续1s后断开，卷筒回到745。经分析，增加一个自锁程序，第一个2扩请求触发后，形成自锁，一直到机前高温计信号消失后才断开，避免了类似的堆钢事故发生。经过一段时间的使用和观察，效果良好。

2.5 快速链精确定位改造

前期卷取经常发生快速链定位不精确而导致步进梁刮蹭快速链鞍座的现象，极易造成翻卷事故，影响生产节奏。改造前，每个位置依靠一个接近开关检测，开关如果安装太靠前，很容易撞坏；太靠后位置偏差又非常大。将其更换为电磁式接近开关，每个位置靠两个开关来检测，由于两个信号采用的是一个控制点,只有当鞍座停在两个开关的中心位置，才有停止位。为了防止翻卷，还优化了程序，加强01#、02#、03#步进梁与快速链之间的保护联锁，通过码盘的位置反馈计算最大行程，快速链的每一次动作都会触发相应的最大位置保护，防止快速链走过而翻卷。经过长时间的使用，证明快速链改造非常成功，不仅节约了生产时间，减低了故障率，还减轻了维修人员的劳动强度，缩小了备件消耗。

3 结语

    对于卷取区域电气控制系统的优化，提高了产品的成材率和产品质量，提高了过钢速度，降低了备件消耗，减少了维护时间。主要技术经济指标及使用效果：

    （1）同改造前对比，钢板的成材率提高了15％。据生产统计1780生产线月平均产热轧钢卷10万t，每吨平均利润约30元，则年创经济效益约为： 10×12×15%×30=540万元。

    （2）优化后，降低了堆钢造成的成本浪费，一年可以节约成本100多万元。