热轧线层流冷却控制原理

杨震

摘 要：带钢层流冷却系统安装在精轧机输出辊道区域，目的是把带钢的温度从终轧温度冷却到卷取温度。分为调节区温度控制、旋转梁翻转控制和边部遮挡控制。调节区温度控制包括微调区控制、精调区控制和侧喷控制，是层流冷却系统的核心设备，目的是冷却带钢温度。旋转梁翻转控制是为了方便处理事故和维护层流冷却设备。边部遮挡是为了精确控制带钢的边部温度。

关键词：层流冷却；调节区；旋转梁；边部遮挡

中图分类号：TG334.9 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）08-0052-01

层流冷却是热轧车间不可或缺的重要设备之一，在轧钢过程中它能把带钢的温度从终轧温度冷却到卷取温度。如果对层流冷却的控制失败，会造成财产安全等重大事故。所以说对层流冷却的自动化控制必须做到精确、及时、安全可靠。

1 调节区温度控制

调节区温度控制分为微调区控制、精调区控制和侧喷控制，冷却水通过气动阀门实现打开和关闭。这些阀门的动作是电磁阀驱动的。开关时序都是根据带钢跟踪系统自动打开和关闭的。每个微调区和精调区上下喷头的水量由流量传感器监控。如图1所示。

1.1 微调区控制

1-20号冷却段为微调区控制，每组由四排上喷嘴和四个下喷嘴组成，每组下微调区喷水量为每小时108立方米，每组上微调区喷水量为每小时89立方米。微调区根据带钢跟踪系统通过二级温度控制模型来打开和关闭冷却水喷嘴，基本将带钢温度控制在理想范围内。

1.2 精调区控制

21-22号冷却段为精调区控制，每组由八排上喷嘴和把牌下喷组区组成。

每组下精调区喷水量为每小时54立方米，每组上精调区喷水量为每小时46立方米。微调区根据带钢跟踪系统通过二级温度控制模型来打开和关闭冷却水喷嘴将带钢温度精确控制在设定范围内。

1.3 侧喷控制

在层流冷却每个冷却段的后边都有侧喷单元，它由两个喷嘴组成。最后一个冷却段的后面有四个侧喷喷嘴组成，侧喷在与轧制线相交的方向上冲走残留在带钢上部的冷却水。其打开关闭时序也是根据带钢跟踪系统来设定的。

2 旋转梁翻转控制

上冷却梁旋转是为了热轧线出现堆钢时方便把废钢从辊道上移走或者需要检修时方便更换维护层流冷却上的设备。上冷却梁旋转共有22个旋转梁，每个冷却段的上梁能够单独旋转。上喷射梁可以通过液压缸向上旋转。如果在生产过程中发生堆钢，PLC会触发急停信号，旋转梁会自动上翻并保持知道操作工手动放下。操作工也可以点动操作旋转梁实现上翻和下翻。检修时维护人员可以插入安全销防止事故发生。

3 边部遮挡

精轧后带钢宽度方向上温度分布不均，并且在冷却段会更加分布不均，这导致带钢表面不平整，会起边浪。由于边部遮挡系统的辅助，在冷却段带钢横截面的温度均衡，降低了不平直度。边部遮挡装置覆盖在1-20号上喷射梁段。边部遮挡的运动由伺服电机传动。每个电机装配一个伺服控制系统，用于定位和反馈信号。一级PLC按照设定点自动设定层流冷却边部遮挡的位置，设定点是由二级冷却温度控制模型下发的。

4 结语

通過层流冷却调节区控制，翻转梁控制，边部遮挡控制有效的结合，很好的提高了带钢温度控制的精度，保持带钢温度均匀，表面平整。通过此项技术在2250mm热轧生产线测试、生产过程中取得了良好的效果，极大地减少了不合格钢卷的出现，同时此项技术在新钢种的轧制测试中发挥了重要的作用，并为以后工艺改进提供了依据。