SCR連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)在線(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)研究與應(yīng)用

丁 波

（江西銅業(yè)加工事業(yè)部，江西 貴溪 335424）

1 引言

隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，低氧光亮銅桿被作為電磁線(xiàn)、微細(xì)線(xiàn)、超微細(xì)線(xiàn)、鍍層線(xiàn)，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通訊、交通等領(lǐng)域，對(duì)銅桿的質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求［1］。目前，低氧光亮銅桿的生產(chǎn)方法主要是連鑄連軋法，美國(guó)南線(xiàn)公司的SCR銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)在我國(guó)是應(yīng)用最多、最普遍的生產(chǎn)線(xiàn)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)SCR連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)都進(jìn)行了深入的研究。劉洋等［2］研究了SCR連鑄連軋銅桿表面銅粉形成機(jī)理，并提出了質(zhì)量控制。楊紅軍等［3］對(duì)SCR連鑄連軋銅桿生產(chǎn)線(xiàn)鑄造水處理技術(shù)進(jìn)行了研究。

SCR連鑄連軋光亮銅桿質(zhì)量在不斷的提升，但是隨著市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，成本、生產(chǎn)效率也提出了更高的要求。連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能大、效率高，以SCR3000為例，產(chǎn)能600t/d，按照銅桿的包裝要求約4t/拖，每件銅桿計(jì)量需要皮重、毛重計(jì)量，為了提高計(jì)量的準(zhǔn)確性和工作效率，銅桿的稱(chēng)重計(jì)量是當(dāng)前的一個(gè)較為突出的問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外也相繼有相關(guān)行業(yè)研究了在線(xiàn)稱(chēng)重、校準(zhǔn)的工作。羅伏隆［4］探討了電子皮帶秤在線(xiàn)校驗(yàn)工作。劉洋等［5］研究了付油計(jì)量裝置在線(xiàn)檢定方法并對(duì)影響因素進(jìn)行了分析。董志剛等［6］介紹了石油專(zhuān)用管在線(xiàn)稱(chēng)重測(cè)長(zhǎng)噴標(biāo)設(shè)備。

本文以JT連鑄連軋公司的SCR3000生產(chǎn)線(xiàn)為研究對(duì)象，結(jié)合SCR銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)品稱(chēng)重計(jì)量實(shí)踐，研究SCR銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)稱(chēng)重計(jì)量磅差產(chǎn)生的原因，以及稱(chēng)重故障的影響因素，探討生產(chǎn)線(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)的控制方法，設(shè)計(jì)在線(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)。

2 SCR連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)及銅桿稱(chēng)重工況

SCR連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)工藝流程如圖1所示，由豎爐、流槽、保溫爐、鑄機(jī)、中間包、鑄坯制備機(jī)、軋機(jī)、桿材清洗通道、集線(xiàn)組成。工藝流程長(zhǎng)，自動(dòng)化程度高，每件銅桿約4t，為了運(yùn)輸均需要底部使用木質(zhì)托盤(pán)，并使用塑料薄膜包裝，采用鋼帶緊固的方式進(jìn)行包裝，包裝工序是整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)較為復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度較大的工序之一。

圖1 SCR生產(chǎn)線(xiàn)工藝流程圖

SCR3000連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)品稱(chēng)重流程示意圖如圖2，SCR生產(chǎn)線(xiàn)卷曲收線(xiàn)、稱(chēng)重系統(tǒng)由5位(1-5#分別獨(dú)立控制)輸送站組成，正常生產(chǎn)時(shí)，鐵托盤(pán)和木架是通過(guò)叉車(chē)叉運(yùn)到1#輸送站進(jìn)行一次稱(chēng)重，再通過(guò)軌道輸送至2#站開(kāi)始卷曲收線(xiàn)，收滿(mǎn)一卷銅桿成品（4t）后到3#站進(jìn)行二次稱(chēng)重（二次稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)相減為產(chǎn)品重量），之后在4#站打包，5#站叉車(chē)運(yùn)走。一次稱(chēng)重時(shí)，因1#輸送站會(huì)與叉車(chē)直接接觸，叉運(yùn)過(guò)程中鐵托盤(pán)會(huì)撞擊到輸送站邊框上造成劇烈震動(dòng)，影響稱(chēng)重傳感器的穩(wěn)定數(shù)據(jù)，同時(shí)傳感器與支撐座之間有時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位，需人工鐵桿翹動(dòng)秤體復(fù)位，造成稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)誤差。

圖2 稱(chēng)重流程示意圖

隨著企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來(lái)越高，其中產(chǎn)品磅差問(wèn)題是導(dǎo)致客戶(hù)的投訴和退貨的重要原因之一，不及時(shí)解決將嚴(yán)重影響企業(yè)信譽(yù)、成本。同時(shí)也可能造成企業(yè)自身的原料損失。在國(guó)內(nèi)SCR銅桿生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能飽和的情況下，嚴(yán)控生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，才能在質(zhì)量和成本方面取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，減少因磅差原因引起的投訴，控制企業(yè)自身的原料損失也是其中重要一環(huán)。SCR3000連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)自2003年投產(chǎn)以來(lái)一直存在稱(chēng)重故障（包括磅差投訴），僅2019年因稱(chēng)重系統(tǒng)設(shè)備故障引起的磅差投訴達(dá)到5起。

3 在線(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

SCR生產(chǎn)線(xiàn)在線(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)運(yùn)行主要步驟包括，產(chǎn)品上秤→稱(chēng)重傳感器→穩(wěn)定信號(hào)→控制器→儀表 數(shù)據(jù)總線(xiàn)→PLC→服務(wù)器→打印標(biāo)簽。最大穩(wěn)重范圍為5t，分度值為1KG，精度為OIMLⅢ級(jí)。在線(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)采用5位輸送站獨(dú)立控制，過(guò)程中將鐵盤(pán)和木托盤(pán)直接叉運(yùn)在1#站，叉車(chē)與1#站接觸，影響稱(chēng)重系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了減少直接接觸，提高穩(wěn)定性，在1#輸送站的前面增加0#輸送站，改造成6位輸送站，鐵托盤(pán)和木架由叉車(chē)叉運(yùn)到0#輸送站，通過(guò)軌道輸送到1#輸送站上再進(jìn)行一次稱(chēng)重，避免叉車(chē)對(duì)輸送站撞擊影響，保證上傳信號(hào)穩(wěn)定、重量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

運(yùn)用西門(mén)編程軟件在PLC的FB30-135程序段里新增了I55.4，如圖3，前進(jìn)按鈕按下，I55.4導(dǎo)通，Q5.0得電，1#站前進(jìn)。

圖3 新增I55.4控制電氣圖

在PLC的FB30-133程序段里新增了I55.5，如圖4，當(dāng)出現(xiàn)意外情況需要將托盤(pán)從1#站倒退回0#站時(shí)，按后退鈕，I55.5導(dǎo)通，Q5.1得電，1#站后退。

圖4 新增I55.5控制電氣圖

在PLC的FB30新增程序段26里新增了延時(shí)模塊，如圖5，當(dāng)托盤(pán)到達(dá)1#站，被光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到，延時(shí)1秒Q53.4停止輸出，1#站停止工作。同時(shí)新增了0#站控制，電路如圖6。

圖5 新增延時(shí)模塊電氣圖

圖6 新增0#站控制電氣圖

在自動(dòng)狀態(tài)下，按“自動(dòng)運(yùn)行按鈕”，0#站和1#站啟動(dòng)，托盤(pán)運(yùn)行至1#站光電開(kāi)關(guān)處停止；當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，可將旋鈕開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到手動(dòng)狀態(tài)，按下“手動(dòng)前進(jìn)按鈕”0#站和1#站前進(jìn)，松開(kāi)按鈕停止，按下“手動(dòng)后退按鈕”0#站和1#站后退，松開(kāi)按鈕停止。

4 結(jié) 論

（1）創(chuàng)新設(shè)計(jì)了SCR連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)在線(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)控制，降低了稱(chēng)重的誤差，徹底解決了因在1#站一次稱(chēng)重時(shí)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的問(wèn)題。

（2）在線(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)全面應(yīng)用后，SCR3000連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)從2020年1月至2021年11月未出現(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)設(shè)備故障（包括引起磅差投訴）。

（3）對(duì)美國(guó)南線(xiàn)SCR連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)在線(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)有良好的應(yīng)用價(jià)值，為在線(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)技術(shù)在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用推廣、創(chuàng)新，提供可借鑒、參考的成功典型案例。