粗轧机自动送钢节能改造

张园园，张树军，张 忠，孙宏强

（太钢集团不锈股份临汾分公司，山西临汾 041000）

0 引言

太钢临汾分公司由于生产节奏发生变化，原有粗精轧双机轧制模式改变为精轧机单机轧制模式。粗轧机不再投入使用，仅剩1 名操作人员留守。专职操作粗轧机辊道电机将钢坯送至精轧机机前待轧，工作内容简单重复，并且联动送钢时所有辊道同时转动，能源浪费巨大。

1 粗轧机自动送钢节能改造的必要性

（1）专职使用1 名操作人员操作送钢，工作内容简单重复。四班三运转的生产体制下，浪费4名人力资源。

（2）根据现场统计，粗轧机送钢区域全程使用125 台变频电机，13 台西门子6SE70 系列逆变器，电器容量总计3468 kW。联动送钢时所有电机一起投用，不必要的电能消耗占比可达90%左右。

（3）人员控制送钢速度存在不规范性，易产生钢板下表划伤的质量问题。

因此，粗轧机区域辊道自动送钢节能改造尤为重要。

2 粗轧机自动送钢节能改造内容

（1）在自动送钢区域起始端增加1 台热金属检测仪，用来启动自动送钢程序。

图1 第1 组辊道装置控制

图2 第2 组辊道装置控制

（2）应用顺序控制的设计思想编写PLC 程序，使得13 台辊道控制装置顺序运行达到节能效果。

（3）应用WINCC 软件与以太网通信技术，在加热炉与精轧机操作台的人机界面中新建与粗轧机的网络连接，增加自动送钢控制功能画面，实现粗轧机无人操作。

3 工作流程以及程序说明

3.1 创新点

运用顺序控制理论设计程序，实现了无人操作自动送钢。

3.2 工作流程

以运输钢坯的起点处热金属检测仪的动作信号为信号源，当检测到有钢坯时，热检信号I40.0 动作产生一个上升沿，中间变量M3300.0 置位为1（图1）。此时装置使能信号M630.5 值为1，装置速度变量MW3516 为5800，运输1 组辊道装置运行开始送钢。与此同时，在程序段3 中，T58 延时2.8 s 后M3300.1 置位为1，此时第2 组装置开始运行，同时触发T67 通电延时7.5 s后对程序段1 中的T57 定时器进行复位，以便使第一组装置停止运行（图2）。之后的10 组辊道装置依此逻辑运行停止，直到最后一组时，M3302.1 置位为1，装置开始运行。运行的同时开始使用T107 或者T108 进行计时，定时器动作后对自身进行复位，完成整个自动顺序送钢过程（图3）。

3.3 程序说明

图1 中M3301.0 为自动送钢程序投用选择开关，使用WINCC 软件制作在人机界面当中，由操作工选择操作，人工操作辊道时可以切除自动送钢功能；图2 中M630.5 为原程序中辊道装置的使能信号，MW3516 为该装置的速度控制字；图3 中的M3086.2 为最后送钢位置远近的选择开关，置1 时离精轧机距离较远，置0 时离精轧机距离较近；M3086.1 为人机界面中的辊道复位按钮，用来停止所有辊道装置。

4 应用效果

自2018 年1 月12 日至今，自动顺序送钢项目一直顺利运行，从未发生任何意外以及故障。粗轧机操作台实现了无人操作，钢坯运送全部实现自动顺序送钢程序化运行，避免了人为操作带来的不一致性，一定程度改善了钢坯下表面质量。由于顺序送钢模式将变频装置以及辊道电机运行时间减少为原来的1/10，所以电机故障率显著下降，负责粗轧区辊道电机更换的维修班组劳动强度也随之大大降低。

图3 最后一组辊道装置控制