典型西门子热轧产线的粗轧除鳞系统

周猛

摘 要：本文重点介绍了典型的西门子加热炉除磷、粗轧入口除磷系统配置、自动控制功能及常见故障。除磷功能是热轧系统的一项重要控制功能，板坯上的氧化铁皮在进入轧机前如不能除去，在轧制过程中会被轧辊压入到带钢表面，影响其表面质量，加速轧辊的磨损，降低轧辊的使用寿命，带钢酸洗时还会增加酸洗的难度，增加酸耗。

关键词：除鳞机；除鳞水；侧喷；氧化铁皮；带钢表面质量；热金属探测器；常见问题

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）07-0051-02

1 概述

典型的西门子热轧生产线一般会布置有3台除鳞机，即加热炉出口除鳞机（HSB）、粗轧进口除鳞机（RSB）、精轧进口除鳞机（FSB），本文重点介绍加热炉出口除鳞系统和粗轧入口的除鳞系统。

在热轧产线中，钢坯在加热炉高温状态下被氧化，在其表面形成一层致密的氧化铁皮（鳞皮）。在轧制前如果不能将这层氧化铁皮除去，在轧制过程中它们会被轧辊压入到带钢表面，影响其表面质量，会加速轧辊的磨损，降低轧辊的使用寿命。如需要酸洗时，残留的氧化铁皮会增加酸洗的难度，增加酸耗。因此，在钢坯轧制前，必须除去表面的氧化铁皮。利用高压水的机械冲击力来除去氧化铁皮（高压水除鳞）的方法是目前最通行有效的作法，热轧产线一般会在加热炉出口、粗轧入口和精轧入口设置高压水除鳞设备。

2 典型的西门子加热炉出口的除鳞机（HSB）

HSB位于加热炉出口辊道GT1，用于给出炉板坯去除鳞皮，包括：

Furnace area：加热炉区域；

HMD2204：除鳞箱入口热金属探测器；

Water descaler：除鳞水；

Upper sprays：除鳞水上喷嘴；

Lower sprayers：除鳞水下喷嘴；

Side spray：侧喷；

Descaler unit table：除鳞区辊道；

除鳞泵站系统是由MC控制系统控制。

HSB除鳞机包括两组除鳞喷嘴，头部除鳞上下喷嘴和尾部除鳞上下喷嘴，任何一组喷嘴都可以单独使用，HSB出口处配置有侧喷，用于去除板坯上的除鳞水，防止水被带入粗轧，影响粗轧入口高温计RET测温和轧制。

除鳞机系统包括以下四部分：除鳞机辊道、除鳞机辊道冷却系统、除鳞机水梁、除鳞机侧喷。

除鳞水喷水的水梁喷嘴有两种喷水速度，手动和自动两种操作模式，操作工可以通过HMI进行选择。

3 典型加热炉出口除鳞机前后的辊道控制

加热炉辊道和除鳞机辊道为变频控制，速度同步，共配置有七组辊道：如图1所示。

在HSB入口布置有HMD2204，用来检测板坯的头部和尾部，以控制除鳞机喷水的开关（ON/OFF）。

CT1、CT2：板坯剔除辊道，该辊道由MCC控制，速度恒定。

CT3、CT5、CT6：为三段加热炉出钢辊道，VVVF变频控制，速度跟随主速。

CT4：连接辊道，介于加热炉和除鳞辊道连接处，VVVF变频控制，速度跟随主速。

GT1：除鳞辊道，VVVF变频控制，速度跟随主速。

所有VVVF变频控制的辊道可以通过HMI进行选择控制，可以在操作台上选择手动点动控制，方便生产需求，尤其是在事故处理，踢钢时经常点动控制。

辊道的点动速度的设定是根据粗轧主速设定的，出钢速度、板坯过除鳞机速度和接近粗轧辊道速度是预设定速度。板坯离开除鳞区后升速，以设定速度进入粗轧。

4 典型加热炉出口除鳞水系统（HSB）

HSB有两组水梁，每一组水梁包括一根上水梁和一根下水梁。两组水梁可同时投入使用，也可单独使用，水梁的选择在轧制之前由操作工选定。HSB出口侧还布置有侧喷装置，用来吹掉板坯表面残留的除鳞水。

除鳞机每一组水梁的管线上装有两个控制阀。

除鳞水系统包括高压喷水阀和充水阀，喷水阀：用于打开/关闭高压除鳞水。

充水阀：除鳞完成后，充水阀打开，防止空气进入管线引起震动。喷水阀打开的时候，充水阀关闭。

阀的打开、关闭时间取决于板坯的运动速度等条件，西门子的控制系统对除鳞有两种模式：自动、手动，自动模式时，当板坯接近除鳞箱时，除鳞喷嘴自动喷水，板坯离开时自动关闭。

4.1 西门子的除鳞系统

（1）自动模式时，当板坯运动到HMD2204时，除鳞喷嘴和侧喷自动延时Ton打开，延时计算如下：

Ton=ton-Δt1

ton=S1/V

S1：HMD2204和1号水梁的距离；

V：板坯速度；

Δt1：时间微调值（操作工可根据实际在HMI上输入）。

除鳞水喷嘴和侧喷阀在板坯尾部离开HMD2204后延时Toff关闭，计算如下：

Toff=toff-Δt2

toff=S2/V

S2：HMD2204和2号水梁的距离；

V：板坯速度；

Δt2：时间微調值（操作工可根据实际在HMI上输入）。

被选水梁的打开、关闭根据板坯跟踪自动进行。自动模式下，操作工可手动干预水梁喷水的打开、关闭。

（2）手动模式时：由操作工手动在操作台上进行喷嘴的打开关闭的选择和操作。

水梁选择：操作工在轧制之前选择喷水水梁。

选1#水梁：仅1#水梁喷水；选2#水梁：仅2#水梁喷水。

选则1#、2#水梁：1#、2#水梁喷水，同时可用。

HSB喷水ON：被选水梁喷水

HSB喷水OFF；被选水梁停止喷水

HSB侧喷ON：侧喷打开

HSB侧喷OFF：侧喷关闭

4.2 MC除鳞控制系统

整个轧线的除鳞泵站系统是由MC控制系统控制的，连锁控制条件：

过滤器正常不堵；预填充阀喷杆正常（填充压力有效）；高压水系统正常；

如果水压过低或过滤器报警、压力无效，即任何一个条件不满足则整个除鳞系统将无法正常喷水除鳞。

5 典型粗轧入口除鳞系统（RSB）

（1）粗轧除鳞机布置在E1进口侧，用于在奇数或所有道次除掉板坯或轧件表面的氧化铁皮，HMD3109A/B布置在RSB进口侧，检测板坯的头、尾部以控制除鳞水喷射时序。（2）RSB有一组水梁，包括上、下水梁各一根。粗轧除鳞可用于奇数或所有道次，操作人员可在轧制之前或轧制中选择除鳞道次。RSB进口侧布置有侧喷装置，用于除去轧件表面残留的除鳞水。

粗轧入口除鳞机的操作模式。分手动和自动两种模型，无论是手动或自动模式，操作人员均可以选择RSB除鳞道次。

自动模式时水梁的打开、关闭根据板坯跟踪自动进行。自动模式下，操作工可手动干预水梁喷水的打开、关闭。HSB自动控制其控制逻辑与加热炉出口的除鳞机控制模式相似。

6 常见问题处理

在自动化方面主要存在以下常见问题：

（1）除鳞区域水蒸气和鳞皮较多，环境不好，导致HMD热金属探测器镜头脏，在板坯接近HMD时，HMD无法正常检测，导致除鳞机不动作，或动作异常。此类问题需要治理HMD附件环境。（2）除鳞水阀或侧喷水阀不动作，可能是水阀被水汽鳞皮等长期侵蚀，损坏，导致不动作或动作异常，此类问题要加强点巡检，及时更换阀及接线。（3）探测到板坯后，除鳞位置不准，需要调整跟踪和喷水延时值。（4）除鳞效果不好，需要检查除鳞系统压力等，必要时做打靶实验。

7 结语

粗轧区域对出炉板坯表面鳞皮的处理是一道重要的生产工艺，处理的好，则供应精轧的板坯表面质量就有了初步的保障，在经过精轧除鳞处理后，板带的表面质量就会更好，是提高板带成材率的一项轧制工艺。