萊鋼板坯連鑄機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)智能化探索與實(shí)踐

陳 亮，侯風(fēng)嶺，張 瑋，王繼坤，張 譜

（山鋼集團(tuán)萊鋼型鋼煉鋼廠，山東萊蕪 271104）

1 前言

山鋼集團(tuán)萊鋼型鋼煉鋼廠3#板坯連鑄機(jī)為中冶京誠(chéng)設(shè)計(jì)制作的立彎式板坯連鑄機(jī)，設(shè)計(jì)機(jī)型為一機(jī)一流，鑄坯規(guī)格：200（250）×1500～2100m m，鑄機(jī)半徑10m。2005年2月投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)100萬(wàn)t鋼。該板坯連鑄機(jī)設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)采用單線集中干油潤(rùn)滑系統(tǒng)。隨著作業(yè)率的不斷提高，產(chǎn)量壓力不但增大，對(duì)設(shè)備保障能力的要求也隨之增加，潤(rùn)滑系統(tǒng)的可靠保障能力便更顯突出。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，該廠確定了對(duì)現(xiàn)有潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行智能化改造的探索實(shí)踐，最終實(shí)現(xiàn)消除現(xiàn)存問(wèn)題、提升設(shè)備管理水平的目的。

2 原有潤(rùn)滑系統(tǒng)存在問(wèn)題

山鋼集團(tuán)萊鋼型鋼煉鋼廠3#板坯連鑄機(jī)采用單線集中潤(rùn)滑集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，在使用過(guò)程中常常出現(xiàn)以下問(wèn)題：

（1）對(duì)給油點(diǎn)是否有效供油不便觀察。

由于連鑄機(jī)在生產(chǎn)時(shí)人員無(wú)法進(jìn)入二冷室內(nèi)，也就無(wú)法對(duì)扇形段等在線設(shè)備本體潤(rùn)滑點(diǎn)是否出油進(jìn)行確認(rèn)，只能利用停機(jī)時(shí)間進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常再對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行修改。

（2）對(duì)各部位給油量無(wú)法有效控制調(diào)節(jié)造成油脂浪費(fèi)。

按照原有潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該潤(rùn)滑系統(tǒng)主站對(duì)在線設(shè)備只能執(zhí)行統(tǒng)一的潤(rùn)滑周期及加油量，為確保結(jié)晶器、零段等工作溫度較高設(shè)備的充足潤(rùn)滑，潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑周期通常按照這類(lèi)設(shè)備進(jìn)行設(shè)定，從而導(dǎo)致后部扇形段、輥道等區(qū)域潤(rùn)滑量較大，不僅造成潤(rùn)滑脂的浪費(fèi)，還經(jīng)常出現(xiàn)油脂著火損壞設(shè)備的情況。如增加潤(rùn)滑系統(tǒng)分別對(duì)各區(qū)域設(shè)備獨(dú)立潤(rùn)滑又造成大量設(shè)備投入。

（3）對(duì)潤(rùn)滑故障不易點(diǎn)檢。

生產(chǎn)過(guò)程中一旦干油分配器出現(xiàn)漏油等故障，生產(chǎn)過(guò)程中維修人員無(wú)法準(zhǔn)確確定故障部位，如果利用停機(jī)時(shí)間進(jìn)行點(diǎn)檢處理又會(huì)造成停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而影響生產(chǎn)作業(yè)率計(jì)劃的完成。

（4）無(wú)法有效進(jìn)行油料管理。

由于原有潤(rùn)滑系統(tǒng)無(wú)計(jì)量等相關(guān)功能，在實(shí)際使用過(guò)程中無(wú)法對(duì)油脂實(shí)際用量等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，不便于成本管控。

3 潤(rùn)滑系統(tǒng)智能化探索與研究

隨著設(shè)備管理自動(dòng)化控制水平不斷提高，如何科學(xué)、智能地進(jìn)行設(shè)備潤(rùn)滑工作，使設(shè)備潤(rùn)滑更直觀、更簡(jiǎn)便、更便于維護(hù)成為該廠設(shè)備管理的重要課題，結(jié)合板坯連鑄機(jī)目前潤(rùn)滑系統(tǒng)存在的問(wèn)題，參照借鑒高爐上使用日漸成熟的智能潤(rùn)滑，該廠技術(shù)人員與潤(rùn)滑專(zhuān)業(yè)廠家通過(guò)研究，成功開(kāi)發(fā)出針對(duì)板坯連鑄機(jī)設(shè)備特點(diǎn)的智能潤(rùn)滑系統(tǒng)。

3.1 智能潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成

（1）主控設(shè)備：包括泵站控制系統(tǒng)、自動(dòng)補(bǔ)脂控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑點(diǎn)供油控制與檢測(cè)系統(tǒng)、與上位機(jī)系統(tǒng)通訊接口、報(bào)警系統(tǒng)、人機(jī)界面等。其功能是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的邏輯控制、報(bào)警指示、組織完成上位機(jī)系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)及通訊設(shè)置，完成系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的輸入等。

（2）上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)：采集并記錄主控設(shè)備P L C所提供的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警信息。同時(shí)與主控P L C共同完成對(duì)潤(rùn)滑設(shè)備的遠(yuǎn)程操作與監(jiān)視。使設(shè)備管理者對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的供油狀態(tài)做到心中有數(shù)。

（3）動(dòng)力裝置：采用高壓柱塞潤(rùn)滑泵作為潤(rùn)滑劑輸送部件，通過(guò)鋪設(shè)的主管道將泵站潤(rùn)滑脂通過(guò)終端控制與檢測(cè)裝置輸送到主體設(shè)備的潤(rùn)滑部位。

（4）執(zhí)行檢測(cè)裝置：該裝置由電磁給油器及流量傳感器組成。電磁給油器受主控裝置發(fā)出的控制信號(hào)按各潤(rùn)滑點(diǎn)編號(hào)依次逐點(diǎn)供油，保證了供油壓力；同時(shí)，流量傳感器時(shí)刻檢測(cè)供油狀態(tài)，并將狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋至主控裝置。

（5）控制機(jī)通訊線路：完成主控裝置與電磁給油器、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)傳遞。

3.2 智能潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作原理

智能潤(rùn)滑系統(tǒng)采用P L C智能控制，通過(guò)流量傳感器進(jìn)行流量信號(hào)檢測(cè)，系統(tǒng)使用一根主管路供油，在主管路和潤(rùn)滑點(diǎn)之間加裝電磁給油器和流量傳感器，電磁給油器初始狀態(tài)是常閉的，當(dāng)某個(gè)電磁給油器接到主控指令（該指令受用戶(hù)所設(shè)定的潤(rùn)滑點(diǎn)供油時(shí)機(jī)控制）時(shí)打開(kāi)，與流量傳感器一起完成給潤(rùn)滑點(diǎn)的定量供油，因此每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的供油量都可以根據(jù)需要控制。工作流程圖如圖1。

圖1 智能潤(rùn)滑工作流程圖

3.3 智能潤(rùn)滑系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）自由排序、按需加油

該系統(tǒng)可根據(jù)需要自由選擇各潤(rùn)滑點(diǎn)的供油順序，并針對(duì)不同工況及潤(rùn)滑特點(diǎn)對(duì)潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行分組，然后對(duì)各組潤(rùn)滑點(diǎn)的供油量及間隔時(shí)間進(jìn)行單獨(dú)設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)各供油量根據(jù)實(shí)際需要供油。

（2）逐點(diǎn)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)反饋

流量傳感器通過(guò)檢測(cè)潤(rùn)滑脂在管道內(nèi)的位移信號(hào)對(duì)每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)（分配器）的實(shí)際供油量進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，并能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋。

（3）故障查詢(xún)、智能判斷

因該系統(tǒng)采用電磁給油器及流量傳感器配合供油，可以準(zhǔn)確判斷每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)潤(rùn)滑元件的故障，不僅現(xiàn)場(chǎng)分配箱上對(duì)應(yīng)潤(rùn)滑點(diǎn)的故障指示燈亮，同時(shí)還能在電腦上直接顯示各故障點(diǎn)的具體位置。

（4）人機(jī)對(duì)話(huà)、遠(yuǎn)程監(jiān)控

上位機(jī)操作畫(huà)面可真實(shí)反映每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)供油狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)情況一目了然；能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定、調(diào)整潤(rùn)滑點(diǎn)供油參數(shù)，方便維護(hù)操作；對(duì)于故障潤(rùn)滑點(diǎn)可手動(dòng)單點(diǎn)多次給油或監(jiān)測(cè)，便捷有效；同時(shí)當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警等故障時(shí)還會(huì)發(fā)出聲音進(jìn)行提醒。

4 實(shí)施效果

4.1 進(jìn)行潤(rùn)滑系統(tǒng)智能化改造后，操作人員及維護(hù)人員可通過(guò)上位機(jī)畫(huà)面進(jìn)行直觀監(jiān)控，直接有效地實(shí)時(shí)掌握連鑄機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的實(shí)際狀況。

圖2 板坯連鑄機(jī)智能潤(rùn)滑運(yùn)行畫(huà)面

4.2 操作及維護(hù)人員可通過(guò)潤(rùn)滑系統(tǒng)軟件畫(huà)面，方便直接的調(diào)整各潤(rùn)滑點(diǎn)供油量（供油次數(shù)）及供油周期，實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理潤(rùn)滑，從而降低油脂消耗量。

通過(guò)流量傳感器的累加，可以統(tǒng)計(jì)出一個(gè)月（或一段時(shí)間）內(nèi)的油脂準(zhǔn)確消耗量。這也使得板坯連鑄機(jī)潤(rùn)滑脂成本管理和控制工作極其方便。

自6月中旬該板坯連鑄機(jī)進(jìn)行智能潤(rùn)滑改造后，月度油脂消耗量也從原來(lái)平均兩個(gè)月消化2.1t迅速降至540k g/月，油脂消耗降低率達(dá)50%。

4.3 由于該潤(rùn)滑系統(tǒng)泵站設(shè)計(jì)有重量傳感器，通過(guò)設(shè)定泵站重量的上下限實(shí)現(xiàn)了潤(rùn)滑泵站的自動(dòng)補(bǔ)脂，有效降低了維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還避免了油脂的二次污染。

4.4 通過(guò)改造使得維護(hù)人員對(duì)潤(rùn)滑故障判斷及處理效率明顯提高。維護(hù)人員可以在現(xiàn)場(chǎng)分配箱或上位機(jī)直觀確定潤(rùn)滑故障位置，縮短了故障處理時(shí)間，同時(shí)維護(hù)人員還可以在上位機(jī)畫(huà)面中手動(dòng)對(duì)出現(xiàn)故障或新上線扇形段各潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性加油。

5 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)備潤(rùn)滑作為設(shè)備維護(hù)的關(guān)鍵一環(huán)一直是各設(shè)備維修單位的重要課題，山鋼集團(tuán)萊鋼型鋼煉鋼廠3#板坯連鑄機(jī)通過(guò)對(duì)以往設(shè)備潤(rùn)滑方面存在的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究分析，結(jié)合自身設(shè)備特點(diǎn)和較為成熟的潤(rùn)滑技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了板坯連鑄機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的智能化升級(jí)改造，也為其他類(lèi)似設(shè)備的潤(rùn)滑系統(tǒng)升級(jí)提供了一定的借鑒作用。