首钢1580热轧层流冷却区功能说明轧制技术及连轧自动化国家重点实验室（东北大学）目录1 层流冷却区概述 (4)2 层流冷却系统设计工艺技术参数 (7)3 层流冷却区域设备组成与技术参数 (9)3.1 层流冷却集管装置 (9)3.1.1 层流冷却集管装置的功能 (9)3.1.2 层流冷却集管装置的技术参数 (9)3.1.3 层流冷却集管装置的开闭控制 (11)3.1.4 层流冷却区域带钢微跟踪控制 (14)3.1.5 层流冷却区域出口温度反馈控制 (15)3.1.6 层流冷却区域精轧机抛钢后的冷却水前馈控制 (20)3.1.7 层流冷却集管装置的操作 (22)3.1.8 层流冷却集管装置的状态显示 (24)3.2 层流冷却侧喷装置 (25)3.2.1 层流冷却侧喷装置的功能 (25)3.2.2 层流冷却侧喷装置的技术参数 (25)3.2.3 层流冷却侧喷装置的开闭控制 (25)3.2.4 层流冷却侧喷装置的操作 (26)3.2.5 层流冷却侧喷装置的状态显示 (26)3.3 层流冷却压缩空气吹扫装置 (26)3.3.1 层流冷却压缩空气吹扫装置的功能 (26)3.3.2 层流冷却压缩空气吹扫装置的技术参数 (26)3.3.3 层流冷却压缩空气吹扫装置的开闭控制 (27)3.3.4 层流冷却压缩空气吹扫装置的操作 (27)3.3.5 层流冷却压缩空气吹扫装置的状态显示 (27)3.4 层流冷却上集管倾翻装置 (27)3.4.1 层流冷却上集管倾翻装置的功能 (27)3.4.2 层流冷却上集管倾翻装置的技术参数 (27)3.4.3 层流冷却上集管倾翻装置的控制 (27)3.4.4 层流冷却上集管倾翻装置的操作 (28)3.5 层流冷却边部遮蔽装置 (28)3.5.1 层流冷却边部遮蔽装置的功能 (28)3.5.2 层流冷却边部遮蔽装置的技术参数 (29)3.5.3 层流冷却边部遮蔽装置的控制 (29)3.5.4 层流冷却边部遮蔽装置的操作 (29)3.5.5 层流冷却边部遮蔽装置的状态显示 (29)3.6 热输入辊道冷却装置 (29)3.6.1 热输入辊道冷却装置的功能 (29)3.6.2 热输入辊道冷却装置的技术参数 (29)3.6.3 热输入辊道冷却装置的开闭控制 (30)3.6.4 热输入辊道冷却装置的操作 (30)3.7 层流冷却区域仿真功能 (30)3.8 层流冷却过程计算机控制 (30)3.8.1 层流冷却过程计算机控制功能 (30)3.8.2 层流冷却过程计算机控制设定参数 (31)3.8.3 层流冷却过程计算机控制投入方法 (31)3.8.4 层流冷却过程计算机控制的操作 (31)3.8.5 层流冷却过程计算机控制的状态显示 (31)1层流冷却区概述层流冷却设备安装在精轧机F7机架出口至1号地下卷取机之间，主要由层流冷却集管装置（包括层流冷却精冷上集管装置、层流冷却精冷下集管装置、层流冷却微冷上集管装置及层流冷却微冷下集管装置）、层流冷却侧喷装置、层流冷却压缩空气吹扫装置、层流冷却上集管倾翻装置、层流冷却边部遮蔽装置及热输入辊道冷却装置组成。
层流冷却基础自动化系统采用高性能可编程控制器，主要功能为执行过程计算机的设定结果，采用前馈及反馈等控制手段，协同过程控制系统，将卷取温度控制在设定的范围内，使带钢力学性能和金相组织达到预定的质量要求。
层流冷却基础自动化系统采用1面主PLC控制柜（控制柜编号为：CERPLC601）和4面远程I/O控制柜（控制柜编号为：CMFIO10~CMFIO13）。
主PLC控制柜尺寸（宽×深×高）为1000×800×2200mm；所有远程I/O控制柜尺寸（宽×深×高）为1400×500×1800mm。
主PLC控制柜布置在卷取电气室；远程I/O控制柜布置在层流冷却设备附近地下室。
主PLC采用GE Fanuc PAC Systems RX7i大型可编程控制器系统。
PAC Systems是GE Fanuc公司推出的高性能控制器，是GE90-70系列PLC的升级产品，速度是GE 90-70系列PLC的7～10倍。
RX7i系列采用VME总线机架方式安装，CPU采用Intel PIII处理器，10M 内存，集成2个10/100M自适应以太网卡。
主机架采用新型17槽VME机架。
4个远程I/O站分别为层流冷却控制1#远程I/O站、层流冷却控制2#远程I/O 站、层流冷却控制3#远程I/O站和层流冷却控制4#远程I/O站。
远程I/O站选用VersaMax产品，通过PROFIBUS DP总线与主PLC交换数据。
层流冷却基础自动化系统与层流冷却过程控制系统、层流冷却HMI系统精轧区基础自动化系统及卷取区基础自动化系统之间采用内存映像网进行数据交换。
边部遮蔽装置采用机电一体化产品，通过PROFIBUS DP总线与层流冷却基础自动化系统交换数据。
在整个冷却区设置11台红外测温仪，具体布置为：在层流冷却装置入口处设1台红外测温仪，用于检测带钢终轧温度；在层流冷却第11组和第12组冷却装置之间设置2台红外测温仪，用于检测带钢中间冷却温度；在层流冷却装置出口处设4台红外测温仪，用于检测带钢冷后温度；在卷取机入口处设4台红外测温仪，由于检测带钢卷取温度。
红外测温仪反馈信号为4~20mA的电流模拟信号。
层流冷却区域内红外测温仪选型及安装位置如表1.1所示。
在整个冷却区设置6台电磁流量计，具体布置在精调第2组第1根上、下集管、精调第5组第1根上、下集管及微调第21组第8根上、下集管。
电磁流量计反馈信号为4~20mA的电流模拟信号，用于流量监视和控冷过程控制。
层流冷却区域内电磁流量计选型及安装位置如表1.2所示。
在高位水箱上安装液位液温测量仪，对高位水箱内的冷却水液位和水温进行实时测量。
液温测量仪用于冷却模型参数的温度补偿。
仪表给出4~20mA的模拟信号。
高位水箱液位及液温测量仪的参数如表1.3所示。
2层流冷却系统设计工艺技术参数冷却带钢厚度： 1.2～12.7mm 冷却带钢宽度：700～1450mm 终轧温度：870～900℃卷取温度：200～850℃冷却水温度：35℃冷却段长度：97920mm冷却单元组数：21组冷却段数：上部：微调段：16根集管精调段：94根集管下部：微调段：16根集管精调段：76根集管每根上集管鹅颈管总数：精调：86根微调：43根鹅颈管水压：0.574N/cm2每根集管的总水量：精调：71.2m3/h微调：35.6m3/h 上部总水量：7577m3/h每根下集管喷嘴数：精调：35个微调：26个每根下集管的喷水量：精调：28.6m3/h微调：21.2m3/h 下喷水压：0.0415bar下部总水量：7850m3/h上喷和下喷总水量（不含输出辊道冷却）：约14500m3/h 侧喷嘴数量：46个侧喷压力：12bar每个喷嘴的侧喷水量：8 m3/h侧喷总水量：384m3/h气动压力：4-6bar倾翻液压缸数：21个(位于轧线传动侧)3层流冷却区域设备组成与技术参数层流冷却区域设备主要可以分为层流冷却集管装置（包括层流冷却精冷上集管装置、层流冷却精冷下集管装置、层流冷却微冷上集管装置及层流冷却微冷下集管装置）、层流冷却侧喷装置、层流冷却压缩空气吹扫装置、层流冷却上集管倾翻装置、层流冷却边部遮蔽装置及热输入辊道冷却装置六部分。
3.1层流冷却集管装置在精轧机F7机架出口与1号地下卷取机间的热输出辊道上下方，布置21组层流冷却集管，前19组为精冷段，后2组为微冷段。
精冷段作为主冷区，微冷段为微调区和反馈控制区。
出水方式为上集管上排布U型管，形成管层流。
3.1.1层流冷却集管装置的功能层流冷却集管装置功能是：带钢经过精轧机组轧制后，进入层流冷却区域；层流冷却基础自动化系统及过程控制系统通过实时控制层流冷却上下集管装置水量配比及水量分布，将热轧带钢冷却到工艺要求的卷取温度，使其力学性能和金相组织结构达到预定的质量要求。
3.1.2层流冷却集管装置的技术参数3.1.2.1精冷段1~4组上部层流集管装置技术参数每组冷却装置由6根Φ219×6mm层流集管组成。
每根层流集管上面安装2排管径为Φ22×2mm的U型管，2排总计43×2=86个U型管。
每根精冷上集管供水量为71.2 m3/h，每组上集管供水量为71.2×6＝427.2 m3/h，精冷段1~4组上集管的总供水量为427.2×4＝1708.8 m3/h。
冷却水对带钢表面的冲击压力0.06MPa。
每根上集管为1个控制单元，用一个阀组来控制，每个阀组包括一个DN200的手动蝶阀和二个DN200的气动开闭阀。
由24V直流电源来控制气动开闭阀的开关。
总计共6×4＝24个DO控制点。
3.1.2.2精冷段5~14组上部层流集管装置技术参数每组冷却装置由4根Φ219×6mm层流集管组成。
每根层流集管上面安装2排管径为Φ22×2mm的U型管，2排总计43×2=86个U型管。
每根精冷上集管供水量为71.2 m3/h，每组上集管供水量为71.2×4＝284.8 m3/h，精冷段5~14组上集管的总供水量为284.8×10＝2848 m3/h。
冷却水对带钢表面的冲击压力0.06MPa。
每根上集管为1个控制单元，用一个阀组来控制，每个阀组包括一个DN200的手动蝶阀和二个DN200的气动开闭阀。
由24V直流电源来控制气动开闭阀的开关。
总计共4×10＝40个DO控制点。
3.1.2.3精冷段15~19组上部层流集管装置技术参数每组冷却装置由6根Φ219×6mm层流集管组成。
每根层流集管上面安装2排管径为Φ22×2mm的U型管，2排总计43×2=86个U型管。
每根精冷上集管供水量为71.2 m3/h，每组上集管供水量为71.2×6＝427.2 m3/h，精冷段15~19组上集管的总供水量为427.2×5＝2137.5 m3/h。
冷却水对带钢表面的冲击压力0.06MPa。
每根上集管为1个控制单元，用一个阀组来控制，每个阀组包括一个DN200的手动蝶阀和二个DN200的气动开闭阀。
由24V直流电源来控制气动开闭阀的开关。
总计共6×5＝30个DO控制点。
3.1.2.4精冷段1~19组下部喷射集管装置技术参数每组冷却装置由12根Φ140×8mm喷射集管组成。
每根喷射集管上面安装1排管径为Φ17×3.2mm的喷嘴，总计35个喷嘴。
每根精冷下集管供水量为28.6 m3/h，每组下集管供水量为28.6×12＝343.2 m3/h，精冷段1~19组下集管的总供水量为343.2×19＝6520.8 m3/h。