連退機組出口鋼卷運輸系統改造

劉 羊，馬 斌，楊 君

（天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司，天津300400）

0 引言

天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司連退生產線由奧鋼聯設計，其軟件及控制系統采用西門子技術。連退機組作為鋼板公司，主要生產高檔汽車板和家電板的生產線，擁有先進自動化控制系統續機組。隨著連退機組產能提升，現有鋼卷運輸系統已經無法滿足現有產能。如果鋼卷小車不能穩定運行，會造成整個機組減速甚至停機，降低機組產能，嚴重時甚至會造成批量質量事故，直接影響本機組產品的成材率和企業的經濟效益。

通過對鋼卷小車進行技術攻關和優化，降低了小車故障率，提高了鋼卷運輸速度及連退機組產能，保障了連退機組的平穩高效運行。本文就出口鋼卷運輸系統的組成、工作原理及其運行生產過程中出現的缺陷進行了介紹及分析。本文將重點介紹在原有基礎上進行的設備升級改造。

1 鋼卷運輸系統組成及工作原理

1.1 硬件組成

1.1.1 現場設備

連退生產線鋼卷運輸系統由2臺鋼卷小車、1臺鋼卷運輸車和1、2號步進梁以及運輸軌道組成，來實現出口鋼卷輸出、打捆和鋼卷疏散。鋼卷運輸全部由程序自動控制運行（見圖1）。

圖1 設備構成圖

CC1、CC2鋼卷小車布置在地面上，與機組垂直。它用于將鋼卷從卷取機分別運送到對應的鞍座上。其配備了液壓升降鞍座和壓緊輥，壓緊輥位于鞍座上，在卷取時用于穩定帶鋼頭，小車帶有電氣移動裝置和液壓單元。其高低壓切換和CC1、CC2鋼卷小車的控制程序基本相同，其機械結構和液壓系統與其他小車的不同之處僅在于增加了壓緊輥。其控制方法如下：當卷取機上有一個鋼卷等待鋼卷小車運輸時，鋼卷小車提升機構在低壓狀態下升起并處于鋼卷下方，同時使用小車上的壓緊輥在該位置將鋼卷壓緊。在壓緊輥收回前，帶鋼頭就位以后，鋼卷提升機構低壓下回落到鋼卷下方，鞍座和鋼卷接觸，然后壓緊輥收回。當鋼卷提升機構在鋼卷下方就位后，卷筒芯軸收縮，提升機構切換到高壓。隨后，鋼卷運輸車將鋼卷從芯軸上運到鞍座上，出口鋼卷鋼卷運輸小車平行機組移動，將鋼卷從鞍座上運輸到打包位，1、2號步進梁將打包完成后的鋼卷運送到成品庫。

1.1.2 控制部分

出口鋼卷運輸系統主要通過LCO系統和MTR系統，通過激光測距、限位開關作為反饋信號，以變頻器、電機作為執行機構等硬件來實現鋼卷自動運輸（見圖 2）。

圖2 出口鋼卷運輸系統控制界面

1.1.2.1 小車部分

（1）甩尾結束觸發小車提升到芯軸位置。

（2）小車抵住鋼卷運輸到一號鞍座停止并降低高度。

（3）再將鋼卷由一號鞍座運輸到二號鞍座并放置平穩。

（4）鋼卷放置二號鞍座平穩后小車下降高度回到待命位置。

1.1.2.2 步進梁部分

步進梁示意圖見圖3。

作為冶金工業的主要工藝設備，步進梁在生產線起著重要的作用，其性能的好壞直接影響著生產進度，進而影響經濟效益，特別是隨著現代化設備向連續、大型、高速、高精度的方向發展，對步進梁的要求及優化控制提出了越來越高的技術要求。作為生產線的輸入和輸出設備，步進梁被布置在生產線的入口或是出口完成鋼卷的輸入和輸出，并根據工藝要求，與其周圍有關的設備進行配合，實現多工位的安全上料或卸料。它與其周圍的其它相關設備融為一體，實現了快節奏生產及高產量的自動化。

圖3 步進梁示意圖

（1）下卷小車將鋼卷運輸到4#或2#鞍座。

（2）梭車將鋼卷運輸到6#鞍座稱重，并完成對帶鋼的打包工作。

（3）當打包機完成打包后退回待命位置時，出發一號步進梁啟動信號。

（4）一號步進梁將6#鞍座上的鋼卷托起并向前運輸。

（5）一號步進梁運輸完畢回到待命位置后，再由二號步進梁啟動運輸或由天車吊走入庫。

1.2 應用缺陷

隨著連退設備產能的逐步釋放和市場需求量的不斷提升，在實際使用過程中，發現現有出口鋼卷運輸系統存在明顯缺陷。一是產能的提高使運輸系統已經無法滿足高產能下鋼卷運輸要求，需要手動干預鋼卷運輸，不僅使運輸安全無法保障，同時增加了操作人員負擔。二是信號電纜和動力電纜易松動，由于電力電纜和控制電纜，以及小車行走和升降的位置信號電纜全部安裝在電纜拖鏈內，在液壓運行和小車行走時，由于振動、拖鏈的拉扯作用，極易使小車信號線、電纜線和極限開關松動、磨損而產生故障，造成整個小車運行系統的信號中斷，導致機組局部區間停機。由于電纜拖鏈內的信號線過多，其故障電纜不易查找和更換，造成故障或停機，因時間過長而影響生產。

2 系統改造

2.1 程序優化

由于連退機組產能提高，出口鋼卷運輸系統原設計已無法滿足生產要求，需要整體提高鋼卷運卷速度。首先，通過修改程序和調節變頻器參數，將CC1、CC2和鋼卷運輸小車橫移速度提升，重新調整所有小車升速和減速斜坡時間，保證鋼卷小車在提高速度后的穩定運行。其次，重新調整鋼卷小車卸卷自動步，修改運卷小車和步進梁之間的連鎖條件，在保證運輸系統安全的情況下，縮短鋼卷由運卷小車運輸到步進梁的時間。最后加大步進梁液壓缸的開口度，使步進梁整個運卷動作時間縮短。通過對出口鋼卷運輸系統整體改造，使鋼卷運輸時間與改造前相比減少了70 s，經過測試完全能夠滿足現階段生產需求（見圖4）。

2.2 硬件改造

信號電纜和動力電纜布置優化，將原來固定在小車上的小車移動位置控制極限和感應開關移到小車坑道兩側的墻壁上，將原固定在墻壁上的極限撞鐵固定在小車上。這樣，原電纜拖鏈內的部分信號線被移出，穿在套管內固定在墻上，不再隨電纜拖鏈移動，減少了因信號電纜損壞造成的故障。將液壓軟管、小車動力電纜、信號電纜進行合理排布、分類規整，當出現故障時可快速判斷問題電纜并及時更換。

3 結束語

連退出口鋼卷運輸系統經過改造后，經過長期觀察，設備運行速度提升，穩定可靠，能夠滿足工藝要求。經統計，該系統優化完成后，運輸系統的故障率較以前降低了40%以上，鋼卷運輸時間縮短20%，為實現鞍鋼天鐵公司連退線連續平穩高效的運行提供了設備保障。