提高熱軋生產(chǎn)線切頭剪切尾穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)改造

謝光遠(yuǎn)，王培培，肖勝亮

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

熱軋生產(chǎn)線切頭剪的主要功能是切去中間坯的頭部和尾部，以保證帶鋼頭部和尾部狀態(tài)良好，便于順利穿帶及減少甩尾。在使用過程中，出現(xiàn)了尾部剪切量不準(zhǔn)確等問題，降低了成材率，嚴(yán)重時(shí)造成堆鋼事故發(fā)生。經(jīng)過對(duì)異常情況分析，我們完善了硬件傳感器，并對(duì)控制程序進(jìn)行了優(yōu)化，解決了尾部剪切過長(zhǎng)和剪切量不穩(wěn)定的問題。

1 切頭剪剪切系統(tǒng)介紹

切頭剪安裝在精軋除鱗機(jī)（FSB）前和中間輥道之后，為轉(zhuǎn)鼓式雙切剪，上下剪鼓各安裝合金鋼剪刃。工作時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)剪鼓運(yùn)轉(zhuǎn)，兩對(duì)剪刃對(duì)中間坯實(shí)施切頭和切尾，剪刃位置由位置編碼器反饋。

正常軋鋼時(shí)，控制系統(tǒng)根據(jù)跟蹤信號(hào)，自動(dòng)進(jìn)行切頭、切尾的剪鼓轉(zhuǎn)速控制和啟動(dòng)、停車及剪刃定位控制，操作人員在HMI上選擇切頭尾模式，該模式分為L(zhǎng)2模式和HMI模式。L2模式為L(zhǎng)2系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置是否切頭尾及應(yīng)剪切的長(zhǎng)度，HMI模式為操作人員手動(dòng)輸入上述信息。

如圖1所示，切頭剪準(zhǔn)備進(jìn)行切頭動(dòng)作時(shí)，其參與切頭的一對(duì)剪刃停止在PARK位，當(dāng)板坯頭部由剪前熱金屬檢測(cè)器檢測(cè)到時(shí)，PLC程序通過粗軋R2主電機(jī)編碼器的速度反饋對(duì)帶鋼頭部的行走的距離進(jìn)行計(jì)算，達(dá)到設(shè)定的長(zhǎng)度時(shí)，參與切頭的一對(duì)剪刃順時(shí)針方向進(jìn)行預(yù)擺動(dòng)用以增加剪切力，然后向逆時(shí)針方向進(jìn)行擺動(dòng)對(duì)帶鋼的頭部進(jìn)行剪切，剪切完成后繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)維持剪鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，后順時(shí)針擺動(dòng)使切尾的一對(duì)剪刃至PARK位。

當(dāng)帶尾由切頭剪前熱金屬檢測(cè)器檢測(cè)到OFF時(shí)，通過FSB上夾送輥電機(jī)編碼器檢測(cè)的速度反饋對(duì)尾部的行走距離進(jìn)行計(jì)算，達(dá)到設(shè)定長(zhǎng)度時(shí)，完成切尾動(dòng)作，剪刃的動(dòng)作過程與切頭的過程基本一致。切尾完成后，切頭的一對(duì)剪刃擺動(dòng)至PARK位等待對(duì)下一支帶鋼。

2 切頭剪切尾不穩(wěn)定的問題改進(jìn)

2.1 切頭剪切尾過長(zhǎng)的問題分析及處理

如圖2所示，由于長(zhǎng)期磨損使精除鱗夾送輥無法壓嚴(yán)，除鱗水噴濺形成水霧，導(dǎo)致HMD4000/4001檢測(cè)產(chǎn)生了誤差，發(fā)出OFF的信號(hào)，使帶鋼尾部提前剪切。通過上述分析，在硬件及控制程序兩方面進(jìn)行了改進(jìn)。硬件方面，在熱金屬檢測(cè)器HMD4000/4001周邊架設(shè)軸流風(fēng)機(jī)，吹散其水霧，提高檢測(cè)元件的準(zhǔn)確性。軟件方面，對(duì)程序中的HMD4000/4001變量的連接方式進(jìn)行了修正，使兩個(gè)熱檢同時(shí)檢測(cè)到OFF信號(hào)時(shí)對(duì)切尾命令進(jìn)行觸發(fā)，并在程序中加入帶鋼在R2拋鋼后才可進(jìn)行切尾的連鎖條件，保證切尾不至過長(zhǎng)。

圖2 切頭剪切尾過長(zhǎng)數(shù)據(jù)采集

2.2 切頭剪切尾量不準(zhǔn)的問題分析及處理

切尾時(shí)出現(xiàn)剪切量不準(zhǔn)確的問題，通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，HMD4000/4001并未出現(xiàn)閃斷，切尾量的長(zhǎng)度計(jì)算控制程序中顯示，當(dāng)HMD4000/4001檢測(cè)到尾部通過后發(fā)出OFF信號(hào)，此時(shí)FSB上夾送輥電機(jī)編碼器發(fā)出計(jì)數(shù)命令，帶鋼尾部的行走距離通過該編碼器脈沖計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)算的，當(dāng)計(jì)算所得到的帶鋼尾部行走距離達(dá)到L2或HMI設(shè)定的長(zhǎng)度后，切頭剪執(zhí)行切尾動(dòng)作。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)精軋除鱗上夾送輥的輥身和軸承座由于長(zhǎng)期磨損，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)時(shí)快時(shí)慢的現(xiàn)象，這就造成了編碼器所檢測(cè)到速度時(shí)快時(shí)慢，所發(fā)出的脈沖信號(hào)不準(zhǔn)確，導(dǎo)致帶尾的跟蹤和實(shí)際帶尾的位置有偏差, 從而出現(xiàn)了切尾量不穩(wěn)定的問題。

通過上述分析，我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)夾送輥的實(shí)際輥徑進(jìn)行了測(cè)量，同時(shí)對(duì)夾送輥上輥和下輥的速度反饋進(jìn)行采集并對(duì)比，通過計(jì)算我們對(duì)FSB夾送輥在參與速度檢測(cè)的輥徑補(bǔ)償值進(jìn)行了修正，投入使用后，切尾功能在薄規(guī)格軋制過程中能夠穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，取得了良好的效果，大大減少了事故率。

圖1 切頭剪切頭尾剪刃位置示意圖

3 結(jié)語

通過實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn),控制程序改進(jìn)后，帶鋼的尾部跟蹤正常，實(shí)際的切尾長(zhǎng)度符合規(guī)定要求，剪切狀態(tài)穩(wěn)定，對(duì)切尾功能的優(yōu)化達(dá)到了預(yù)期的目的和效果，通過改造為企業(yè)提高產(chǎn)品成材率、減少甩尾次數(shù)、改善卷型、提高產(chǎn)品質(zhì)量起到一定的推進(jìn)作用。