棒材生產(chǎn)線電機(jī)及自動化儀表升級改造

宋濟(jì)鵬

摘 要本文介紹了棒材生產(chǎn)線的主要工藝及設(shè)備運(yùn)行情況，通過解決主電機(jī)容量偏小、優(yōu)化汽化儀表系統(tǒng)、優(yōu)化解決裙板和運(yùn)料小車的穩(wěn)定性等方面的優(yōu)化，增強(qiáng)設(shè)備的穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】電機(jī) PLC 編碼器

1 概述

1.1 簡介

流行的鋼筋軋機(jī)通用的高速軋制的鋼筋軋機(jī)和切分高產(chǎn)量鋼筋軋機(jī)。宣鋼棒材生產(chǎn)線設(shè)計(jì)年產(chǎn)量75萬噸，目前年產(chǎn)量已超百萬，是國內(nèi)較先進(jìn)的螺紋鋼生產(chǎn)線，主軋線全部采用安薩爾多直流電機(jī)。

1.2 工藝流程

鋼坯驗(yàn)收→加熱→軋制→倍尺剪切→冷卻→剪切→檢驗(yàn)→包裝→計(jì)量→入庫。

（1）鋼坯驗(yàn)收=鋼坯質(zhì)量是關(guān)系到產(chǎn)成品質(zhì)量的關(guān)鍵，必須經(jīng)過檢查驗(yàn)收。

（2）鋼的加熱是熱軋生產(chǎn)工藝過程中的重要工序。

（3）軋制工序是整個軋鋼生產(chǎn)工序過程的核心，通過坯料軋制完成變形過程成為用戶需要的產(chǎn)品，軋制工序?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量起著決定作用。

（4）精整的主要包括鋼材的冷卻、鋼材的剪切、鋼材檢驗(yàn)。

2 生產(chǎn)過程中設(shè)備存在的問題

2.1 電機(jī)容量存在不足

75萬噸棒材生產(chǎn)線6#、16#、18#電機(jī)額定功率功率分 別為600W、850KW和950KW，額定電流分別為910A、1290A和1440A。在軋制過程中，6#電機(jī)的電流經(jīng)常工作在900A以上， 16#電機(jī)工作電流經(jīng)常維持在1350A—1500A， 18#電機(jī)工作電流經(jīng)常維持在1500A—1700A，長期在過載下工作。

在軋制過程中，由于電機(jī)長期過載運(yùn)行，電樞、換向器等電機(jī)組件易過熱，電刷、壓簧等附件磨損加快。不但增加了維護(hù)量，而且易發(fā)生故障，對生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行及設(shè)備安全產(chǎn)生很大影響。根據(jù)我廠一年多的生產(chǎn)情況，有必要將6#、16#及18#電機(jī)增容。

2.2 汽化冷卻儀表系統(tǒng)的缺陷

目前，加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)的汽包只有一套遠(yuǎn)傳液位指示和一套遠(yuǎn)傳壓力指示，當(dāng)遠(yuǎn)傳液位指示裝置出現(xiàn)故障時，汽包不能實(shí)現(xiàn)自動上水，崗位人員只能頻繁到汽包處觀察就地液位計(jì)來調(diào)節(jié)汽包上水量，當(dāng)遠(yuǎn)傳壓力指示裝置出現(xiàn)故障時，崗位人員只能頻繁到汽包處觀察就地壓力表看汽包壓力，給汽包的安全運(yùn)行帶來隱患。

加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)的除氧器上水使用浮球閥來控制，從實(shí)際使用看，效果差，達(dá)不到控制除氧器水位穩(wěn)定的效果。

2.3 裙板動作不穩(wěn)定

裙板系統(tǒng)為液壓裙板，由14個液壓缸來控制裙板的升降，而每一個液壓缸的升降都由一對繼電器控制，裙板繼電器動作頻繁，容易出現(xiàn)打火粘連等問題，而且繼電器數(shù)量多，一但有個別繼電器發(fā)生問題極容易造成整段裙板的動作延時或者不動作等問題而造成裙板的亂鋼現(xiàn)象。解決14段裙板動作的同步性是保證裙板運(yùn)行平穩(wěn)的關(guān)鍵。冷床移鋼小車原分為3段，位置控制主要依靠編碼器控制，因?yàn)楝F(xiàn)場交流變頻設(shè)備較多，強(qiáng)電磁干擾比較強(qiáng)烈，編碼器受干擾嚴(yán)重經(jīng)常無法正常工作，頻頻報故障，制約正常生產(chǎn)。另外由于冷床區(qū)的小車是分為三段獨(dú)立的小車，這樣在行走過程中在同步性上很難保證，這樣經(jīng)常導(dǎo)致倍尺棒層出現(xiàn)“S”彎。為了保證成品材的質(zhì)量，保證倍尺棒層在運(yùn)送過程中的筆直至關(guān)重要。

3 解決方案

3.1 解決電機(jī)容量小

選用哈爾濱電機(jī)廠電動機(jī)及風(fēng)水冷裝置，ANSALDO直流傳動裝置，設(shè)備投資人民幣300萬元；安裝、調(diào)試費(fèi)用80萬元；機(jī)械設(shè)備3萬元：土建4萬元，總投資387萬元。增加直流電動機(jī)三臺，配套風(fēng)水冷設(shè)備三臺（套）；直流傳動裝置三臺（套），電機(jī)電樞電纜800米，風(fēng)機(jī)電纜500米，用于6#、16#、18#電機(jī)的增容改造；停產(chǎn)7-10天進(jìn)行設(shè)備的安裝及調(diào)試。增容改造后，電動機(jī)將在額定工況下運(yùn)行，可以有效地降低設(shè)備事故率，減小由于過載運(yùn)行而增加的維護(hù)量，降低生產(chǎn)事故，提高作業(yè)率，保證生產(chǎn)節(jié)奏，保障生產(chǎn)的穩(wěn)定。

3.2 汽化儀表解決方案

汽包增加一套遠(yuǎn)傳液位指示和一套遠(yuǎn)傳壓力指示。除氧器上水增加一套自動調(diào)節(jié)閥代替浮球閥。施工時間利用加熱爐大修時間，施工2天可完成該項(xiàng)目。汽包部分增加雙室平衡容器、差壓變送器（包括三閥組）、壓力變送器、配電器、二次顯示儀表、電源、各種管件、截門、電纜等；除氧器上水部分增加電動調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)器、電纜、各種管件等，預(yù)計(jì)投入5萬元；改造后汽包遠(yuǎn)傳液位雙顯示，可互相驗(yàn)證準(zhǔn)確性，提高了可靠性，當(dāng)原有汽包遠(yuǎn)傳液位計(jì)出現(xiàn)故障時，新加的汽包遠(yuǎn)傳液位計(jì)可改接到PLC上，保證汽包自動上水系統(tǒng)的正常運(yùn)行；汽包遠(yuǎn)傳壓力雙顯示，可互相驗(yàn)證準(zhǔn)確性，提高了可靠性，當(dāng)原有汽包遠(yuǎn)傳壓力計(jì)出現(xiàn)故障時，新加的汽包遠(yuǎn)傳壓力計(jì)可改接到PLC上，保證汽包的安全正常運(yùn)行；除氧器上水增加一套自動調(diào)節(jié)閥后，可有效地控制除氧器水位，進(jìn)一步提高除氧效果。

3.3 優(yōu)化解決裙板和運(yùn)料小車穩(wěn)定性

重現(xiàn)設(shè)計(jì)了裙板的控制電路，將裙板的上升/下降繼電器由14對減少為一對。同時PLC系統(tǒng)不再向14個油缸單獨(dú)發(fā)出動作命令，而是僅僅只向上升/下降繼電器發(fā)出命令，繼電器不再直接控制油缸的電磁閥，而是控制新增加的上升/下降接觸器，通過接觸器的動作來控制油缸的電磁閥，由這一對接觸器來控制全部裙板的動作。

冷床區(qū)的1#、2#、3#運(yùn)料小車在機(jī)械上連為同軸，傳動控制中采取了主從控制。以1#運(yùn)料小車為主電機(jī)，2#、3#運(yùn)料小車為從電機(jī)，自動化系統(tǒng)從1#運(yùn)料小車電機(jī)獲取傳動信息并向三部車同時發(fā)出命令，這樣2#、3#運(yùn)料小車跟隨1#運(yùn)料小車運(yùn)動。運(yùn)料小車的位置控制由編碼器控制改為光電開關(guān)控制，在小車的前進(jìn)位與后退安裝光電開關(guān)。在PLC系統(tǒng)中小車的前進(jìn)與后退距離不再由編碼器的脈沖來計(jì)算，而是直接由前進(jìn)位與后退位的光電開關(guān)來控制，通過程序延時在光電開關(guān)位置前自動減速，慢速運(yùn)行到光電開關(guān)處停車，極限位的行程開關(guān)信號用于極限保護(hù)。

4 結(jié)束語

增容、自動系統(tǒng)改造后，有效地降低了設(shè)備事故率，降低了生產(chǎn)事故，提高了作業(yè)率，保障了生產(chǎn)的穩(wěn)定，為棒材進(jìn)一步創(chuàng)高產(chǎn)提供了有利條件。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

河鋼集團(tuán)宣鋼公司一鋼軋廠 河北省張家口市 075100