摘 要 八鋼中厚板廠ACC系統(tǒng)存在時(shí)有通訊中斷、側(cè)噴丟失、數(shù)據(jù)傳輸交換問(wèn)題、ACC區(qū)域速度下降等問(wèn)題。通過(guò)改進(jìn)實(shí)際速度與設(shè)定速度不一致和編碼器的安裝方式，修改精軋機(jī)控制程序等措施，解決了存在的問(wèn)題，滿足了開(kāi)發(fā)X60、JG670DB等新鋼種的要求。

關(guān)鍵詞 快速控制冷卻 ACC系統(tǒng) 側(cè)噴

一、概 述

八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠中厚板分廠（簡(jiǎn)稱八鋼中厚板分廠）軋后快速控制冷卻系統(tǒng)（ACC）采用的是北京科技大公司的產(chǎn)品，主要是通過(guò)最終受控軋制或熱機(jī)軋制之后的鋼板立即進(jìn)行受控冷卻的方法，來(lái)促使晶粒細(xì)化以及增加珠光體和貝氏體的體積比，以滿足某些特殊鋼材的要求。該系統(tǒng)于2011年7月份開(kāi)始投入鋼種試驗(yàn)工作，由于系統(tǒng)存在時(shí)有通訊中斷故障、信號(hào)交接故障、物料跟蹤故障等問(wèn)題，經(jīng)常造成鋼板停在ACC水幕下而被澆黑的情況，這時(shí)只能手動(dòng)送板，但速度不能保證穩(wěn)定運(yùn)行，又造成鋼板冷卻不均勻、瓢曲、終冷溫度不精確等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量，為此對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。

二、ACC系統(tǒng)的自動(dòng)控制原理

八鋼中厚板分廠ACC控制系統(tǒng)有一級(jí)自動(dòng)化和二級(jí)自動(dòng)化。一級(jí)自動(dòng)化包括電氣PLC控制系統(tǒng)、儀表PLC控制系統(tǒng)、水系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)，其PLC均采用西門子S7－300系列。通過(guò)PROFIBUS DP總線實(shí)現(xiàn)通訊，由S7－300PLC的中CP343模塊與由于系統(tǒng)存在以上問(wèn)題，造成ACC區(qū)域輥道速度不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。鋼板在ACC區(qū)域速度前半部分自動(dòng)、后半部分手動(dòng)的速度控制.手動(dòng)控制速度不穩(wěn)定，可想而知鋼板在ACC區(qū)域的冷卻效果也不穩(wěn)定，很難達(dá)到鋼板性能的工藝要求，更不能滿足ACC系統(tǒng)要求的速度差小于5％的精度。所以由于冷卻不均，造成冷卻后的鋼板發(fā)生瓢曲等現(xiàn)象。

一級(jí)自動(dòng)化電氣PLC控制系統(tǒng)主要完成鋼板頭尾跟蹤、過(guò)程的順序自動(dòng)控制、ACC區(qū)域輥道速度給定（通過(guò)精軋機(jī)后完成）、冷卻器流量調(diào)節(jié)等功能。儀表PLC控制系統(tǒng)主要完成噴水流量和空氣流量的控制、水溫控制、掃描式高溫計(jì)的數(shù)據(jù)采集等功能。二級(jí)自動(dòng)化主要完成ACC控制系統(tǒng)的模型過(guò)程控制與計(jì)算、實(shí)現(xiàn)軋制工藝的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通訊等功能。

（1）ACC控制系統(tǒng)一級(jí)自動(dòng)化接到精軋機(jī)軋制任務(wù)結(jié)束信號(hào)后，通過(guò)精軋機(jī)一級(jí)自動(dòng)化TDC將速度降為ACC所需速度（升速或變速或階段調(diào)速等冷卻工藝要求）。進(jìn)入ACC區(qū)域進(jìn)行冷卻，當(dāng)ACC控制系統(tǒng)完成冷卻任務(wù)后，ACC控制系統(tǒng)通過(guò)精軋機(jī)向矯直機(jī)（Leveler LEVEL1）發(fā)出冷卻完成任務(wù)指令，鋼板進(jìn)入矯直區(qū)進(jìn)行矯直，矯直任務(wù)完成后，再向1#冷床系統(tǒng)發(fā)出矯直任務(wù)完成指令。ACC控制系統(tǒng)二級(jí)自動(dòng)化通過(guò)精軋機(jī)二級(jí)服務(wù)器（FM LEVEL2 ）得到鋼板的原始參數(shù)，根據(jù)是否是ACC冷卻模式，通過(guò)冷卻模型控制水量及輥速等。

（2）MULPIC冷卻系統(tǒng)也具備加速冷卻和直接淬火功能，其水量可以在10∶1～20∶1大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，并且采用5bar的高壓水，冷卻能力比氣霧冷卻系統(tǒng)大。在加速冷卻模式下最大冷卻速度到達(dá)20℃/s（30mm厚鋼板，800℃～500℃），在直接淬火模式下最大冷卻速度達(dá)到25℃/s（30mm厚鋼板，800℃～100℃）。國(guó)內(nèi)采用MULPIC冷卻系統(tǒng)的沙鋼5000mm厚板廠、萊鋼4300mm厚板廠和舞鋼4100mm厚板軋 機(jī)三套，迪林根厚板廠、韓國(guó)浦項(xiàng)No.2和No.3厚板軋機(jī)后來(lái)改造的水冷裝置也采用了此系統(tǒng)。該系統(tǒng)冷卻能力強(qiáng)大、但是由于噴嘴數(shù)量多、水系統(tǒng)凈化要求很高，維護(hù)檢修相對(duì)比較麻煩。

（3）高密度管狀層流冷卻系統(tǒng)是我國(guó)最近幾年，自行開(kāi)發(fā)的冷卻系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的層流冷卻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加大U型管的密度以提高水量而開(kāi)發(fā)。其水量的調(diào)節(jié)范圍比傳統(tǒng)的層流冷卻要大，目前主要被我國(guó)已有的一些中厚板軋機(jī)上采用，新建的寬厚板軋機(jī)采用較少。厚板生產(chǎn)工藝和其他鋼材生產(chǎn)工藝相比，其顯著特點(diǎn)是用途廣、規(guī)格多、批量小、力學(xué)性能和尺寸規(guī)格并重。厚板對(duì)原料鋼水的純凈度要求僅次于冷軋薄板，而對(duì)力學(xué)性能的要求則是所有鋼材中最嚴(yán)格的。

三、ACC系統(tǒng)存在的問(wèn)題與解決措施

（一）存在問(wèn)題

（1）由于精軋機(jī)對(duì)輥道控制采用的是電壓反饋，而ACC系統(tǒng)對(duì)輥道速度的數(shù)據(jù)采集是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際速度，兩系統(tǒng)差值較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)要求的小于5％的精度。這是造成鋼板冷卻偏差大及物料跟蹤錯(cuò)誤的主要原因。

（2）ACC系統(tǒng)的頭尾跟蹤要靠編碼器及冷檢、熱檢的準(zhǔn)確性來(lái)保證。但由于編碼器的安裝對(duì)中性及穩(wěn)定性都差，時(shí)常出現(xiàn)丟碼現(xiàn)象。還由于冷檢、熱檢信號(hào)中有斷續(xù)現(xiàn)象，都造成了ACC傳給精軋機(jī)的頭尾跟蹤數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

（3）由于遮蔽系統(tǒng)中的編碼器采用DP通訊方式，而現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件惡劣，致使通訊經(jīng)常中斷，影響整個(gè)ACC系統(tǒng)工作。

由于系統(tǒng)存在以上問(wèn)題，造成ACC區(qū)域輥道速度不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。鋼板在ACC區(qū)域速度前半部分自動(dòng)、后半部分手動(dòng)的速度控制.手動(dòng)控制速度不穩(wěn)定，可想而知鋼板在ACC區(qū)域的冷卻效果也不穩(wěn)定，很難達(dá)到鋼板性能的工藝要求，更不能滿足ACC系統(tǒng)要求的速度差小于5％的精度。所以由于冷卻不均，造成冷卻后的鋼板發(fā)生瓢曲等現(xiàn)象。

（二） 解決措施

（1）對(duì)精軋機(jī)輥道速度反復(fù)進(jìn)行了標(biāo)定，調(diào)整了部分全數(shù)字直流調(diào)速裝置的參數(shù)，改進(jìn)了實(shí)際速度與設(shè)定速度不一致的問(wèn)題。在現(xiàn)有情況下，基本滿足了系統(tǒng)所要求的速度差精度。

（2）通過(guò)解讀精軋機(jī)TDC系統(tǒng)，以WINCC為平臺(tái)、在WINCC環(huán)境下開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，發(fā)現(xiàn)ACC系統(tǒng)發(fā)給精軋機(jī)的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的。通過(guò)采集大量的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)是輥道編碼器丟碼和冷檢及熱檢信號(hào)斷續(xù)造成的。為此重新安裝和固定了編碼器，并改進(jìn)了編碼器的連接方式，徹底解決了丟碼現(xiàn)象。還更換了不穩(wěn)定的熱檢和冷檢。

（3）通過(guò)研究精軋機(jī)程序，發(fā)現(xiàn)精軋機(jī)與ACC系統(tǒng)一級(jí)自動(dòng)化的交接狀態(tài)不能對(duì)應(yīng)，為此對(duì)精軋機(jī)一級(jí)自動(dòng)化TDC程序進(jìn)行了修改，保證了鋼板在ACC區(qū)域中的正確狀態(tài)。

四、結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)ACC系統(tǒng)的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了ACC區(qū)域內(nèi)的速度自動(dòng)控制，涉及精軋機(jī)、矯直機(jī)系統(tǒng)的信號(hào)，數(shù)據(jù)多，所以在使用中還應(yīng)加強(qiáng)點(diǎn)檢和維護(hù)工作，還應(yīng)對(duì)系統(tǒng)不斷進(jìn)行完善。

參看文獻(xiàn)：

[1]劉樹(shù)生，中厚板高密度管層流冷卻技術(shù)