達涅利倍尺飛剪在高強度棒材生產線的應用

于洋

摘要：介紹了宣鋼棒材生產線倍尺飛剪控制系統原理，闡述了倍尺飛剪控制系統獲得脈沖當量兩種方法，達到對倍尺飛剪剪切長度及精度的調整目的。改造完成后認真做好在線使用運行狀態的跟蹤反饋，對一些不成熟的改造項目及時制定優化方案借機進行完善，以達到設備最佳運行狀態。

關鍵詞：倍尺飛剪；編碼器；脈沖當量；輥徑優先；測量優先

宣鋼高強度棒材生產線是宣鋼第二次跨越發展的生產線，該生產線設計由中冶京誠負責，由意大利達涅利公司提供先進的技術，并由該公司設計制造全線的設備。該生產線設計年產量90萬噸，全線設有3臺飛剪，1#飛剪位于粗軋機組后，用于軋件的剪頭剪尾和事故碎斷，2#飛剪位于中軋機組后，用于軋件的剪頭剪尾和事故碎斷，3#飛剪即倍尺飛剪位于QTB（軋后余熱處理裝置）水冷線之后，用于倍尺剪切。飛剪控制系統完成對剪刃的位置和剪切起動、停止及回位等動作周期的控制，位置檢測信號取自電機軸端編碼器PG。系統用一個熱金屬檢測器及一個預設定計數器來檢測軋件頭部位置，計數脈沖取自出口機架電動機軸端脈沖發生器。熱金屬檢測器檢測到軋件頭部時起動計數器，當計數值達到預設定值時發出剪切起動信號。軋件長度測量及飛剪剪切與位置控制由西門子高速工藝控制板T400完成。

1 倍尺飛剪的控制系統參數設置

1.1 速度設定

切頭/分斷速度超前率：取值范圍1～1.1。

切尾速度滯后率：取值范圍0.8～0.9。

碎斷速度超前率：取值范圍：一般等同切頭分段超前率。取較大的值可以減小。

1.2 長度設定

成品長度：按實際冷剪定尺長度設定

倍尺根數：上冷床的倍尺長度包含的定尺數

附加長度：按冷剪切頭/切尾長度、飛剪剪切誤差和HMD1～2 距離測量誤差等因素設定

冷縮率：軋件冷態與熱態長度的比值，一般為 0.98～09定

采樣長度：對于分斷剪，選擇采樣功能后，采樣時比倍尺長度多切的長度

1.3 測量系統設置

軋件長度測量系統中有兩種設置方法，一種為測量模式，選擇為測量優先方式，不用修改工作輥徑；此時若換輥，則啟車時飛剪畫面的軋件速度與軋機計算機畫面的對應軋機速度可能不匹配，直到熱檢檢測到鋼，計算出新輥的輥徑，速度才顯示正確的值。另一種為工作輥徑設置方法，工作輥徑=（輥環直徑-修正系數）×105%。

2 倍尺飛剪剪切長度及精度的調整方法

倍尺剪切是棒材生產必須的重要工序。整根鋼坯軋出的鋼材經倍尺剪切后，最后一段鋼的長度總是不規則的。在棒材軋制過程中，如果出現短尾現象會使冷床來不及接鋼，從而出現尾鋼在冷床上的停位不合適或者亂鋼等現象。倍尺飛剪優化剪切的基本目的是消除短尾現象，以保證冷床上卸鋼的穩定性。

2.1 輥徑優先法

通過所輸入的工作輥徑計算出脈沖當量。該種方法的優點是脈沖當量值穩定不變，即脈沖當量的穩定度非常好。這里的工作輥徑是考慮到盡量逼近軋件的實際速度，而考慮軋機的前滑，采用的經驗公式。在生產中可以根據實際生產情況修正輸入的輥徑值，用導出輥徑功能，采用熱檢計算的輥徑周長替代手動輸入。其存在的弊端是 ：一是輥徑估計不準。二是輥徑變化不能自適應。針對輥徑優先法存在的弊端，可以采取以下方法進行調整：1）在軋鋼初期，即換品種檢修完成后的第一次軋鋼、或換軋輥后的第一次軋鋼，在輥徑估計不準時，可以先按輥環直徑進行設置；或按工藝工作輥徑×105%進行設置。 2）在穩定軋制幾根螺紋鋼以后，即在軋輥壓下量調整結束、軋件尺寸合格后，經過幾根鋼的軋制后，在診斷畫面中的測長記錄畫面中，觀察測量出的十個脈沖當量是否一致，若十個脈沖當量的測量值偏差均在2‰以內，則可以點擊改寫輥徑按鈕，則輥徑隨即按十個脈沖當量的測量值的平均值反算出的輥徑進行修改。此時的輥徑即是準確的工作輥徑，由此算出的脈沖當量即是準確的脈沖當量。 3）在軋鋼過程中，要注意觀察測長記錄。隨著時間的推移，操作人員會發現測量出的脈沖當量會越來越小，此時剪切出的鋼的長度會越來越短。此時可以點擊改寫輥徑按鈕，即可將輥徑改過來。 4）脈沖當量會越來越小說明輥徑越來越小，可能是輥徑磨損造成的，此時應該調整軋輥壓下量了。

2.2 測量優先法

通過測量方式獲得，即記錄軋件頭部由HMD1移動到HMD2過程中的脈沖數，除以HMD1和HMD2間的距離計算得出。測量優先法的優點是脈沖當量值準確度高，能自動適應輥徑變化。其存在的弊端易產生隨機誤差。當選擇測量優先時，不用修改工作輥徑；此時若換輥，則啟車時飛剪畫面的軋件速度與軋機計算機畫面的對應軋機速度可能不匹配，直到熱檢檢測到鋼，計算出新輥的輥徑，速度才顯示正確的值。針對測量優先法存在的弊端可以采取如下方法進行彌補：1）有水冷時，增加風機順著熱檢往軋件方向吹風以驅散霧氣和水氣。 2）及時檢查是否有氧化鐵屑堆積，并及時清除。 3）在工藝許可的情況下，提高水冷溫度，使軋件表面光線不要太暗。 4）請仔細檢查HMD的環境狀況，嘗試調整熱檢角度及靈敏度等，保證其處于最佳工作狀態。其他原因都試過時也可考慮更換為低溫HMD。 5）在電氣系統中，為了減小隨機誤差造成的影響，采用了十次測量記錄平均值作為正在使用的脈沖當量，以此來消除測量突變造成的影響。 6）在電氣系統中，為了消除測量突變造成的影響，還在測量記錄畫面中增加了突變剔除按鈕。7）檢測信號處導槽開疏水孔和溜渣孔，減少氧化皮及污泥等堆積，提高熱檢準確性。8）將吹熱檢儀的風源由壓縮空氣改成氮氣，氮氣純凈不含水，提高了熱檢準確性，尤其是冬季。9）在軋鋼過程中，要注意觀察測長記錄。隨著時間的推移，操作人員會發現測量出的脈沖當量會越來越小， 脈沖當量會越來越小說明輥徑越來越小，可能是輥徑磨損造成的，此時應該調整軋輥壓下量了。在軋輥壓下量調整完畢、軋件尺寸合格后，經過幾根鋼的軋制，系統自動適應輥徑的變化。

3 結語

倍尺飛剪是棒材生產的重要工序，高強度棒材生產線倍尺飛剪控制系統的準確性、可靠性及剪切的精度滿足了目前生產的需要，為該生產線的滿產、高質量生產提供了可靠保障。