棒材線精整區提速增產綜合優化

魏建宏， 王保勤， 任斌應， 王朝輝

（山西中陽鋼鐵有限公司， 山西 呂梁 033400）

山西中陽鋼鐵有限公司棒材生產線是從意大利達涅利公司引進的，自動化程度較高，包括一級自動化與二級自動化系統。投產以來產能一直得不到釋放，尤其是Φ12 mm、Φ14 mm等小規格班產量低，噸鋼加工成本較高。分廠提出了通過提速增產來降低噸鋼加工成本的研究課題，由于產能主要受限在精整區，所以從冷床對齊輥道開始到收集臺架整個區域就是我們研究優化的重點，通過增加選擇性雙平臺及自動撞包功能、3號4號及提升鏈全自動化運行的實現、優化精整區程序、增加計數器、永磁輥等設備、攻關Φ12 mm剪切時無法自動對齊等10項措施使得精整區收集效率大大提高，軋線產能大大釋放，噸鋼加工大大降低。

1 改造思路

棒材Φ12 mm、Φ14 mm等小規格班產量低，通過分析討論產能主要受限于精整區，只有將整個精整區提速，軋線產能才能得到進一步的釋放，首先考慮到的提速措施就是增加冷剪的剪切支數，但公司為了保證冷剪的剪切質量，端部不能有馬蹄形、彎頭等缺陷，因而剪切支數上已經沒有優化的空間了。于是我們又在提高剪切、收集節奏上做研究，通過一段時間的論證，冷剪剪切、收集節奏上有很大的優化空間。2015年在敲定新增2臺計數器的基礎上，我們又前前后后提出了9項提速改造措施，最終一共是10項提速改造措施，其中包括新增設備2項、新增功能4項、優化程序3項、攻關難題1項。通過這10項措施的實施，使得精整區收集效率進一步提高，從而使得軋線產能得到了進一步的釋放，噸鋼加工成本進一步降低。

2 項目實施

按照既定的目標，邊提邊改，陸陸續續將10項改造措施全部完成，具體見下頁表1。

2.1 對齊輥道恒速功能的實現

優化前對其輥道在冷床動作完成后，開始以0.4 m/s速度正轉，在冷床動作過程中，開始減速至0，冷床動作完成后再以0.4 m/s速度正轉。經常會發生對不齊問題，尤其是冷床距離較遠時，這樣給后續冷剪剪切帶了諸多不便。于是通過修改程序增加了恒速功能。優化后能夠使其恒速，保持在0.4 m/s運行。通過近一年來實際運行情況，效果明顯。

2.2 永磁輥提高推尾效率的增加

改進前冷剪剪切剩余一定長度的尾部，需要人工進行推尾，勞動強度較大，同時效率也較低，而且還存在安全隱患。于是分廠提出對該處進行改造來提高效率，降低勞動強度。最先研究方案是：使用優化剪切功能，將多余長度碎斷在2號飛剪處，這樣冷剪處幾乎不存在長尾巴，推鋼器可以直接將尾巴推下去，但經過論證，該方案下鋼耗較高被否決了。后來又提出幾種方案包括機械手方案，增加機械手來推尾，但都由于涉及到安裝空間、投資、復雜程度等方面因素，也被否定了，最后通過考察發現增加永磁輥的方案，通過在冷剪前將1號甩尾輥更換為永磁輥，再通過磁力將尾部帶動前進來代替人工推尾，經過大家的論證，一致認為該方案投資低，安裝方便，效果好，最終實施了該項目，投入至今效果良好。

表1 精整區提速改造10項措施

2.3 Φ12 mm-9 m/12 m冷剪自動模式無法對齊的攻關

Φ12 mm規格9 m定尺和12 m定尺在冷剪剪切時，無法在對齊擋板處自動對齊，頻繁發生直接撞擊對齊擋板使鋼筋頭部彎曲問題。為此，操作人員只能手動操作對齊，而手動操作時輥道速度為2 m/s，與自動模式下輥道速度3 m/s相差甚遠，剪切效率大大降低。為此經過一段時間的蹲點觀察及FDA曲線跟蹤研究，最終發現了問題所在：即在鋼頭經過輥子時彈跳使得PH4信號瞬間丟失，致使位置跟蹤功能失效，最終造成了沖擊擋板的問題。

找到問題后開始研究解決方案，定了三個方案通過不斷嘗試使其最終的方案能夠解決該問題，即通過在靠近輥子的位置增加了一組對射開關（見圖1），并相應完善鋼筋頭部位置跟蹤部分程序，徹底解決了該問題。Φ12 mm規格9 m定尺和12 m定尺都能夠自動對齊，剪切效率大大提高。

圖1 新增的PH4對射開關

2.4 選擇性雙平臺功能的實現

應切分軋制時雙平臺運行的需求增加了一項新功能，冷剪剪切后鋼排輸送需增加新功能-選擇性雙平臺收集，例如將前2排（可能存在彎頭）和后3排（存在短尺）自動送入一個區域集中進行挑廢處理，剩余好的定尺排自動進入另一個區域，快速收集，無需挑廢。

根據生產提出要求，論證分析若要想實現該功能，難點就在于對鋼排號的精確跟蹤，即任意一排定尺鋼筋是第幾排，通過不斷地修改程序嘗試最終實現了鋼排號的跟蹤，雙平臺選擇性功能投入至今運行良好，使收集有了選擇性，提高了收集效率。

2.5 新型計數器的投入

棒材生產計數一直靠人工數，不僅增加了工人的勞動強度，同時計數精度也較難保證，數錯現象時有發生。同時人工計數速度慢，成為制約棒材高效收集的一個瓶頸。于是在2015年經分廠決定提出對計數器進行改造，隨后引進了兩臺北京光電技術研究所的帶自動分鋼計數設備。我方自行完成了新增計數器系統與現有達涅利系統的通訊接口程序，包括鏈條及分離臂控制等。

下頁圖2所示為計數參數設置與分鋼畫面，新型計數器投入后鏈條的最高速度可達500 mm/s，較原手動計數時的250 mm/s提高了一倍，收集效率大大提高，同時大大降低了工人勞動強度，2016年6月投入運行至今來看，運行良好，計數精度非常高。

2.6 3號、4號鏈條及提升鏈全自動化的實現

圖2 計數器參數設置與分鋼畫面

3號、4號鏈條不能全自動一直需要人工干預、提升鏈需人工操作下包按鈕進行下包。操作工稍不注意就會將兩包混在一起造成較長時間的生產停頓，另外人為參與操作使得收集效率較低。通過論證分析該區域要實現全自動化，關鍵點在于每層鋼排頭尾的準確位置跟蹤，即鋼排的頭在什么位置，是在3號鏈什么位置，還是在4號鏈上。經過不斷的嘗試，最終通過對鋼排速度做積分功能實現了鋼排頭尾位置的實時跟蹤，因而順利實現了整個鏈條及提升鏈自動化運行。

通過編程增加FC1900、優化FC1610、FC1620、FC1650對每層鋼排頭尾的較為精確的位置跟蹤功能，最終實現了鏈條及提升鏈區域的全自動化運行。這樣既避免了混包的風險，減輕了操作工勞動強度，同時減少人為干預大大提升了收集效率。

3 結語

棒材線精整區綜合優化后，減輕了工人勞動強度的同時大大加快了精整區收集節奏，使得軋線產能得以進一步得到釋放。從2016年6月技改投入運行一年多來看，收集區收集效率提高近35%，使得軋線產能大大釋放，經過測算年可節約加工成本近400萬元，該項目也獲得公司的高度認可，在公司2017年五一技改創新大會上奪得技改創新一等獎。