宣鋼一號收集鏈落鋼機(jī)優(yōu)化改造

河鋼宣鋼物產(chǎn)公司 段 勇

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宣鋼一號收集鏈落鋼機(jī)優(yōu)化改造

河鋼宣鋼物產(chǎn)公司 段 勇

【摘要】宣鋼一棒生產(chǎn)線投產(chǎn)于2003年，其電氣部分由意大利安薩爾多安裝調(diào)試。隨著市場對棒材產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提升，部分電氣系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)工藝需求，表現(xiàn)為1#收集鏈系統(tǒng)電控設(shè)備故障率高，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收集，操作和維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，嚴(yán)重制約著一棒生產(chǎn)線產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量。因此對一棒1#收集鏈進(jìn)行改造勢在必行。

【關(guān)鍵詞】收集鏈；落鋼機(jī)；電機(jī)

1　引言

宣鋼一棒生產(chǎn)線投產(chǎn)于2003年，其電氣部分由意大利安薩爾多安裝調(diào)試。隨著市場對棒材產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提升，一棒生產(chǎn)線生產(chǎn)九年以來，已從原設(shè)計(jì)的的年產(chǎn)量75萬噸達(dá)到現(xiàn)在的100萬噸以上，電氣系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)工藝需求，表現(xiàn)為1#收集鏈系統(tǒng)電控設(shè)備故障率高，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收集，操作和維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，嚴(yán)重制約著一棒生產(chǎn)線產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量。因此對一棒1#收集鏈進(jìn)行改造勢在必行。

2　落鋼機(jī)使用中的問題

原1#鏈落鋼機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖5所示，初始位落鋼機(jī)升降裝置在高位，伸縮臂在伸出位置。鋼材由傳輸鏈送至落鋼機(jī)伸縮臂上，升降裝置下降至低位，伸縮臂縮回，鋼材落至落鋼機(jī)下部輥道上，之后升降裝置上升至高位，伸縮臂伸出，這樣完成一個(gè)工作流程。落鋼機(jī)升降裝置由兩臺(tái)9kW交流三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別由兩臺(tái)29kVA變頻器進(jìn)行控制；伸縮臂為氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)。

圖1　落鋼機(jī)原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

此結(jié)構(gòu)落鋼機(jī)在生產(chǎn)過程中表征出許多不利于生產(chǎn)收集的因素，主要有以下幾個(gè)問題：

①有升降和伸縮兩個(gè)動(dòng)作環(huán)節(jié)，使用兩種驅(qū)動(dòng)方式（升降環(huán)節(jié)為變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，伸縮為氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)），并且檢測點(diǎn)較多，設(shè)備故障率高。

②伸縮臂氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)受外部影響較大（如氣溫、氣源質(zhì)量、管路順暢），伸縮臂容易出現(xiàn)不同步動(dòng)作現(xiàn)象，并且伸縮臂采動(dòng)作機(jī)械沖擊力大，容易引起鋼材表面劃傷和磨損。

③伸縮臂較多，有個(gè)別動(dòng)作異常，影響整體收集。

④使用兩臺(tái)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)升降裝置，無法在中間進(jìn)行機(jī)械硬鏈接，不能保證兩臺(tái)裝置的同步性，收集的鋼材容易彎曲、變形。

⑤伸縮臂與輥道高度差較大，收集時(shí)鋼材降落至輥道的過程中做不到輕拿輕放，容易引起鋼材摔傷。

⑥執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作流程較為復(fù)雜，完成落鋼收集時(shí)間較長，降低了成品收集率。

3　落鋼機(jī)改

改造后落鋼機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)為如圖6所示，落鋼機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)為一根旋轉(zhuǎn)主軸帶動(dòng)柳葉形狀翻轉(zhuǎn)臂來完成落鋼流程。鋼材由傳輸鏈送至翻轉(zhuǎn)臂接鋼面（凹面）上，翻轉(zhuǎn)臂翻轉(zhuǎn)180°，鋼材落至落鋼機(jī)下部輥道上，并且柳葉形狀翻轉(zhuǎn)臂另一半接鋼面回到初始位置，這樣落鋼機(jī)完成一個(gè)工作流程。

圖2　改造后的落鋼機(jī)結(jié)構(gòu)

機(jī)械結(jié)構(gòu)改變后，同步進(jìn)行了電氣安裝，安裝后進(jìn)行了設(shè)備調(diào)試。

電裝和調(diào)試步驟如下：

①驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)選用一臺(tái)15kW變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，安裝至主軸一端，進(jìn)行施工安裝。

②選用一臺(tái)ANSROBICON GT3000 62kVA變頻器替換原柜中29kVA變頻器對電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，相應(yīng)對進(jìn)線開關(guān)、線路、熔斷器進(jìn)行增容，并按照實(shí)施方案進(jìn)行安裝。

③編制落鋼機(jī)變頻器傳動(dòng)參數(shù)（V/f控制），完成落鋼機(jī)單體試車。

④現(xiàn)場安裝檢測原件。

⑤落鋼機(jī)自動(dòng)運(yùn)行調(diào)試，在PLC原程序基礎(chǔ)上進(jìn)行改動(dòng)，根據(jù)落鋼機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況調(diào)整電機(jī)運(yùn)行速度，并與檢測原件增加連鎖。

在帶載調(diào)試過程中，落鋼機(jī)在動(dòng)作過程中出現(xiàn)以下問題：

①落鋼機(jī)帶載運(yùn)行時(shí)機(jī)械沖擊力大，做不到輕拿輕放，容易引起鋼材劃傷和摔傷。

②落鋼機(jī)運(yùn)行到位停止時(shí)出現(xiàn)定位不準(zhǔn)確和溜車現(xiàn)象，容易引起生產(chǎn)和機(jī)械設(shè)備事故。

③落鋼機(jī)翻轉(zhuǎn)臂運(yùn)行速度為固定速度，不利于現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)節(jié)。

針對帶載調(diào)試過程中遇到的問題，采取了以下措施：

①針對落鋼機(jī)翻轉(zhuǎn)臂帶載運(yùn)行時(shí)機(jī)械沖擊力大，做不到輕拿輕放。在傳動(dòng)參數(shù)中加入上升和下降積分時(shí)間功能：

使用P22.22參數(shù)，設(shè)定為P22.22=0.5sec，從0上升/下降時(shí)間（連續(xù)速度）到給定時(shí)間的上升和下降積分參數(shù)，設(shè)定積分為S形，即在速度進(jìn)行加減速時(shí)有一個(gè)弧形的積分曲線。

設(shè)置P2214=*10（上升積分時(shí)間放大10倍），P2215=*10（下降積分時(shí)間放大10倍）可設(shè)定出S形曲線的弧度。

②針對落鋼機(jī)翻轉(zhuǎn)臂停止時(shí)出現(xiàn)定位不準(zhǔn)確和溜車現(xiàn)象，加入減速位，落鋼機(jī)旋轉(zhuǎn)90°時(shí)減速運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)180°時(shí)停止。加入減速位在運(yùn)行過程中降速，同樣可以時(shí)運(yùn)行平滑，避免鋼材產(chǎn)品出現(xiàn)摔傷和劃傷。

圖3　調(diào)試前后落鋼機(jī)運(yùn)行曲線比較

1#收集鏈落鋼機(jī)改造后，只使用旋轉(zhuǎn)一個(gè)動(dòng)作環(huán)節(jié)，只使用兩個(gè)檢測點(diǎn)，設(shè)備故障率降低；簡化了動(dòng)作流程，提高了成品收集率；由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)臂，消除了原來因兩臺(tái)升降裝置不同步引起的產(chǎn)品彎曲、變形現(xiàn)象。

如圖3所示，翻轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)行在傳動(dòng)參數(shù)中加入上升和下降積分時(shí)間功能，在啟停過程中加入減速位，使運(yùn)行曲線平滑，減輕翻轉(zhuǎn)臂帶載運(yùn)行時(shí)的機(jī)械沖擊力，并且消除了翻轉(zhuǎn)臂停止時(shí)定位不準(zhǔn)確和溜車現(xiàn)象，使得鋼材降落時(shí)得到緩沖，避免了鋼材摔傷現(xiàn)象。同時(shí)，在在畫面中可針對不同生產(chǎn)情況修改落鋼機(jī)翻轉(zhuǎn)臂的運(yùn)行速度和減速速度。落鋼機(jī)的優(yōu)化改造，控制速率整體提高，提高了成品收集率。

4　結(jié)論

一棒安薩爾多傳動(dòng)設(shè)備及1#鏈落鋼機(jī)電氣設(shè)備攻關(guān)優(yōu)化改造后，通過半年多的運(yùn)行狀況監(jiān)測，主、輔傳動(dòng)平均每月停機(jī)時(shí)間降低4小時(shí)；1#收集鏈系統(tǒng)每月停機(jī)時(shí)間降低1小時(shí)，同時(shí)每月實(shí)際作業(yè)時(shí)數(shù)增加1小時(shí)，并且棒材生產(chǎn)作業(yè)率有了大幅度提高。1#收集鏈系統(tǒng)改造后，棒材產(chǎn)品質(zhì)量有了明顯的提高，質(zhì)量異意減少，圓鋼成材率提高了0.39%，提高了成品收集速度，降低了設(shè)備故障率和工人勞動(dòng)強(qiáng)度，盤活了精整收集區(qū)域和成品庫區(qū)，提高了成品外發(fā)效率。