一种有效解决加热炉异常抽钢的控制方法

一种有效解决加热炉异常抽钢的控制方法

马克步 ,周心富

上海梅山钢铁股份有限公司 设备部  江苏南京  210039

【摘要】在梅钢1422热轧加热炉的实际生产过程中，常常由于操作人员误操作或在自动抽钢方式下没有注意抽钢节奏而将板坯从加热炉中抽出，在这种异常抽钢的情况下容易导致炉后辊道区域同时出现两块或两块以上板坯，进而造成后续可能发生板坯追尾或板坯在辊道上长时间等待的现象。本文根据热轧现场的设备工艺布置特性，给出了一种如何解决上述异常抽钢现象的控制方法。

【关键词】：加热炉   抽钢设定    控制  

一、引言

在梅钢1422热轧产线控制系统中，正常情况下有3座加热炉同时生产，3座加热炉炉后辊道（加热炉抽钢侧辊道）是按照一个组控制的，即只要炉后辊道区域有板坯存在，L2轧线TD跟踪程序下发给所有炉后辊道的速度是一样的，如果炉后辊道区域有两块或两块以上数量的板坯，则炉后辊道区域上的所有板坯的运行速度是一样的，不能对每块板坯的运行速度分别进行设定，这就容易导致前后两块板坯跟随太紧，当前块板坯在R1前侧导板停下拍打时，后一块板坯容易和前面的板坯发生追尾。在这种情况下，操作人员通常将后一块板坯返装回炉或手动让后一块板坯急停在辊道上等待。但是，不论采用哪一种解决方法，都不利于生产现场的实际控制，不但影轧制节奏的稳定性和产品的质量，而且有可能损坏现场设备。1422加热炉炉后辊道工艺布置图如下图1所示。

作者简介：马克步（1973-），男（汉族），江苏南京人，助理工程师，在上海梅山钢铁股份有限公司从事热轧过程控制程序开发和模型开发方面的工作。

二、原有加热炉抽钢控制逻辑

原有的加热炉抽钢设定没有保护措施，操作人员只要在抽钢画面上执行抽钢设定操作，L2加热炉进程就发送抽钢设定给加热炉L1PLC，加热炉L1PLC将控制抽钢机进行抽钢操作。在这种情况下，加热炉炉后辊道区域存在同时出现多块板坯的现象，因此时常容易产生生产故障，延误热轧正常生产。其具体流程如下图2所示：

三、改进后的加热炉抽钢控制逻辑

由于L2加热炉进程无法判断炉后辊道的实际占用情况和轧线现场的实际生产节奏，所以利用轧线的TD进程（TD进程负责轧线物料跟踪，包括加热炉炉后辊道的板坯数据跟踪）循环检测加热炉炉后辊道的占用情况，L2加热炉进程在进行抽钢设定时判断炉后辊道的占用状态，根据炉后辊道的占用状态决定是否将加热炉进程的抽钢设定下发给加热炉L1PLC。

1、利用轧线TD进程实时检测加热炉炉后辊道的占用状态

1）、相关说明

TD进程：主要负责轧线数据跟踪（包括炉后辊道区域）。

TD进程工作周期：90毫秒。

相关EGD信号点（3座加热炉抽钢允许标志）：FCE1\EXTTAB\SLAB_FOUND、FCE2\

EXTTAB\SLAB_FOUND、FCE3\EXTTAB\SLAB_FOUND。

2）、当TD进程检测到轧线辊道开始位置到B6/B7辊道之间有板坯时，就会将EGD信号FCE2\EXTTAB\SLAB_FOUND标志位状态设置为真。该标志位为真时，表示2＃加热炉此时不允许进行抽钢,即使L2加热炉进程进行抽钢设定，此时的抽钢设定也不会下发给加热炉L1PLC；

3）、当TD进程检测轧线辊道开始位置到A5辊道之间有板坯时，就会将EGD信号FCE1\EXTTAB\SLAB_FOUND 标志位状态设置为真。该标志位为真时，表示1＃加热炉此时不允许进行抽钢,即使L2加热炉进程进行抽钢设定，此时的抽钢设定也不会下发给加热炉L1PLC；

4）、当TD进程检测轧线辊道开始位置到A7辊道之间有板坯时，就会将EGD信号FCE3\EXTTAB\SLAB_FOUND 标志位状态设置为真，该标志位为真时，表示3＃加热炉此时不允许进行抽钢,即使L2加热炉进程进行抽钢设定，此时的抽钢设定也不会下发给加热炉L1PLC。

5）、TD进程实时检测加热炉炉后辊道的状态具体流程图如图3、图4、图5所示：

2、L2加热炉进程在进行抽钢设定的时候会判断FCE1\EXTTAB\SLAB_FOUND、FCE2\

EXTTAB\SLAB_FOUND、FCE3\EXTTAB\SLAB_FOUND标志位的状态。如果发现以上标志位为真，就不下发相应的抽钢设定给加热炉L1PLC，否则就下发相应的抽钢设定给加热炉L1PLC。以2＃加热炉为例（1＃和3＃加热炉以此类推），如图6示：

3、采用上述控制逻辑后，L2加热炉进程在进行抽钢设定的时候会自动判断相应的抽钢允许标志位的状态，具体如下所述：

1）在进行2＃加热炉的抽钢设定时，加热炉进程会判断FCE2\EXTTAB\SLAB_FOUND标志位的状态。如果该标志为假，说明此时轧线辊道开始位置到B6/B7辊道之间是没有板坯存在的，此时2＃加热炉允许进行抽钢；否则说明此时轧线辊道开始位置到B6/B7辊道之间是有板坯存在的，这时候就不允许进行抽钢，即使此时进行抽钢设定，那么本次抽钢设定也是无效的，加热炉进程不会下发抽钢设定给加热炉L1PLC。当TD进程检测到位于轧线辊道开始位置到B6/B7辊道的板坯离开该区域时，就将FCE2\EXTTAB\SLAB_FOUND标志位的状态设置为假，这时再进行抽钢设定，加热炉进程在判断FCE2\EXTTAB\SLAB_FOUND标志位状态为假后，就会下发抽钢设定给加热炉L1PLC，本次抽钢设定有效，加热炉L1PLC将控制设备进行抽钢。

2）在进行1＃加热炉的抽钢设定时，加热炉进程会判断FCE1\EXTTAB\SLAB_FOUND标志位的状态。如果该标志为假，说明此时轧线辊道开始位置到A5辊道之间是没有板坯存在的，此时1＃加热炉允许进行抽钢；否则说明此时轧线辊道开始位置到A5辊道之间是有板坯存在的，这时候就不允许进行抽钢，即使此时进行抽钢设定，那么本次抽钢设定也是无效的，加热炉进程不会下发抽钢设定给加热炉L1PLC。当TD进程检测到位于轧线辊道开始位置到A5辊道的板坯离开该区域时，就将FCE1\EXTTAB\SLAB_FOUND标志位的状态设置为假，这时再进行抽钢设定，加热炉进程在判断FCE1\EXTTAB\SLAB_FOUND标志位状态为假后，就会下发抽钢设定给加热炉L1PLC，本次抽钢设定有效，加热炉L1PLC将控制设备进行抽钢。

3）在进行3＃加热炉的抽钢设定时，加热炉进程会判断FCE3\EXTTAB\SLAB_FOUND标志位的状态。如果该标志为假，说明此时轧线辊道开始位置到A7辊道之间是没有板坯存在的，此时3＃加热炉允许进行抽钢；否则说明此时轧线辊道开始位置到A7辊道之间是有板坯存在的，这时候就不允许进行抽钢，即使此时进行抽钢设定，那么本次抽钢设定也是无效的，加热炉进程不会下发抽钢设定给加热炉L1PLC。当TD进程检测到位于轧线辊道开始位置到A7辊道的板坯离开该区域时,就将FCE3\EXTTAB\SLAB_FOUND标志位的状态设置为假，这时再进行抽钢设定，加热炉进程在判断FCE3\EXTTAB\SLAB_FOUND标志位状态为假后，就会下发抽钢设定给加热炉L1PLC，本次抽钢设定有效，加热炉L1PLC将控制设备进行抽钢。

四、改进后抽钢控制方法的创新点

1、通过加热炉进程和轧线TD进程两个进程，综合考虑加热炉和轧线的实际生产情况，对加热炉抽钢进行控制，避免对生产造成不利的影响。

2、炉后辊道处于什么状态时可以抽钢、什么状态时不可以抽钢是一个需要斟酌的问题。综合考虑梅钢热轧的生产实际情况，为每座加热炉设置不同的抽钢允许标志位：轧线辊道开始位置到2＃加热炉出炉口没板坯时，允许2＃加热炉抽钢，否则就不允许2＃加热炉抽钢；轧线辊道开始位置到1＃加热炉出炉口没板坯时，允许1＃加热炉抽钢，否则就不允许2＃加热炉抽钢；轧线辊道开始位置到2＃加热炉出炉口没板坯时，允许3＃加热炉抽钢，否则就不允许2＃加热炉抽钢。通过上述控制处理逻辑，有效地解决了异常抽钢的问题，既避免了太早将抽钢允许标志位设置过来，起不到防止炉后辊道发生出现多块钢的作用，又避免了太迟将抽钢允许标志位设置过来，造成延缓抽钢节奏的后果。

五、技术延伸

    梅钢1780热轧对于加热炉抽钢安全性控制这方面来说，采用的控制原理和1422热轧是一样的，不同的是1780热轧L2计算机过程控制系统不做板坯的数据跟踪（物料跟踪），所以L2加热炉只负责向L1PLC发送板坯的抽钢设定信号，L1PLC会根据相关规则实时检测炉后辊道区域板坯占用状态，当某个加热炉对应的炉后辊道区域被占用时，L1PLC即使接收到该加热炉的L2抽钢设定信号，也并不立即控制抽钢机进行抽钢动作，而是将该抽钢信号一直保持，直到该加热炉对应的炉后辊道区域空闲时，才将抽钢设定下发到抽钢机进行抽钢动作。

六、结束语

本文通过改进加热炉抽钢设定控制逻辑，有效地避免了因为异常抽钢导致加热炉炉后辊道堆钢的现象，保证了热轧生产的顺行，在不影响热轧生产节奏的基础上，充分适应了梅钢的实际生产，同时对提高热轧产品的产量和质量，避免设备损耗也起到了一定作用。