提高熱軋生產線切頭剪切尾穩定性的控制系統改造

謝光遠，王培培，肖勝亮

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，河北 唐山 063200）

熱軋生產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良好，便于順利穿帶及減少甩尾。在使用過程中，出現了尾部剪切量不準確等問題，降低了成材率，嚴重時造成堆鋼事故發生。經過對異常情況分析，我們完善了硬件傳感器，并對控制程序進行了優化，解決了尾部剪切過長和剪切量不穩定的問題。

1 切頭剪剪切系統介紹

切頭剪安裝在精軋除鱗機（FSB）前和中間輥道之后，為轉鼓式雙切剪，上下剪鼓各安裝合金鋼剪刃。工作時電機驅動剪鼓運轉，兩對剪刃對中間坯實施切頭和切尾，剪刃位置由位置編碼器反饋。

正常軋鋼時，控制系統根據跟蹤信號，自動進行切頭、切尾的剪鼓轉速控制和啟動、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L2模式和HMI模式。L2模式為L2系統自動設置是否切頭尾及應剪切的長度，HMI模式為操作人員手動輸入上述信息。

如圖1所示，切頭剪準備進行切頭動作時，其參與切頭的一對剪刃停止在PARK位，當板坯頭部由剪前熱金屬檢測器檢測到時，PLC程序通過粗軋R2主電機編碼器的速度反饋對帶鋼頭部的行走的距離進行計算，達到設定的長度時，參與切頭的一對剪刃順時針方向進行預擺動用以增加剪切力，然后向逆時針方向進行擺動對帶鋼的頭部進行剪切，剪切完成后繼續逆時針旋轉維持剪鼓的轉動慣性，后順時針擺動使切尾的一對剪刃至PARK位。

當帶尾由切頭剪前熱金屬檢測器檢測到OFF時，通過FSB上夾送輥電機編碼器檢測的速度反饋對尾部的行走距離進行計算，達到設定長度時，完成切尾動作，剪刃的動作過程與切頭的過程基本一致。切尾完成后，切頭的一對剪刃擺動至PARK位等待對下一支帶鋼。

2 切頭剪切尾不穩定的問題改進

2.1 切頭剪切尾過長的問題分析及處理

如圖2所示，由于長期磨損使精除鱗夾送輥無法壓嚴，除鱗水噴濺形成水霧，導致HMD4000/4001檢測產生了誤差，發出OFF的信號，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行了改進。硬件方面，在熱金屬檢測器HMD4000/4001周邊架設軸流風機，吹散其水霧，提高檢測元件的準確性。軟件方面，對程序中的HMD4000/4001變量的連接方式進行了修正，使兩個熱檢同時檢測到OFF信號時對切尾命令進行觸發，并在程序中加入帶鋼在R2拋鋼后才可進行切尾的連鎖條件，保證切尾不至過長。

圖2 切頭剪切尾過長數據采集

2.2 切頭剪切尾量不準的問題分析及處理

切尾時出現剪切量不準確的問題，通過對數據的分析，HMD4000/4001并未出現閃斷，切尾量的長度計算控制程序中顯示，當HMD4000/4001檢測到尾部通過后發出OFF信號，此時FSB上夾送輥電機編碼器發出計數命令，帶鋼尾部的行走距離通過該編碼器脈沖計數進行計算的，當計算所得到的帶鋼尾部行走距離達到L2或HMI設定的長度后，切頭剪執行切尾動作。通過對現場設備的確認，發現精軋除鱗上夾送輥的輥身和軸承座由于長期磨損，轉動時出現時快時慢的現象，這就造成了編碼器所檢測到速度時快時慢，所發出的脈沖信號不準確，導致帶尾的跟蹤和實際帶尾的位置有偏差, 從而出現了切尾量不穩定的問題。

通過上述分析，我們對現場夾送輥的實際輥徑進行了測量，同時對夾送輥上輥和下輥的速度反饋進行采集并對比，通過計算我們對FSB夾送輥在參與速度檢測的輥徑補償值進行了修正，投入使用后，切尾功能在薄規格軋制過程中能夠穩定、可靠運行，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 結語

通過實際應用發現,控制程序改進后，帶鋼的尾部跟蹤正常，實際的切尾長度符合規定要求，剪切狀態穩定，對切尾功能的優化達到了預期的目的和效果，通過改造為企業提高產品成材率、減少甩尾次數、改善卷型、提高產品質量起到一定的推進作用。