連退機(jī)組出口鋼卷運輸系統(tǒng)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(chǎn)線由奧鋼聯(lián)設(shè)計，其軟件及控制系統(tǒng)采用西門子技術(shù)。連退機(jī)組作為鋼板公司，主要生產(chǎn)高檔汽車板和家電板的生產(chǎn)線，擁有先進(jìn)自動化控制系統(tǒng)續(xù)機(jī)組。隨著連退機(jī)組產(chǎn)能提升，現(xiàn)有鋼卷運輸系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有產(chǎn)能。如果鋼卷小車不能穩(wěn)定運行，會造成整個機(jī)組減速甚至停機(jī)，降低機(jī)組產(chǎn)能，嚴(yán)重時甚至?xí)斐膳抠|(zhì)量事故，直接影響本機(jī)組產(chǎn)品的成材率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

通過對鋼卷小車進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)和優(yōu)化，降低了小車故障率，提高了鋼卷運輸速度及連退機(jī)組產(chǎn)能，保障了連退機(jī)組的平穩(wěn)高效運行。本文就出口鋼卷運輸系統(tǒng)的組成、工作原理及其運行生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行了介紹及分析。本文將重點介紹在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行的設(shè)備升級改造。

1 鋼卷運輸系統(tǒng)組成及工作原理

1.1 硬件組成

1.1.1 現(xiàn)場設(shè)備

連退生產(chǎn)線鋼卷運輸系統(tǒng)由2臺鋼卷小車、1臺鋼卷運輸車和1、2號步進(jìn)梁以及運輸軌道組成，來實現(xiàn)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(shè)備構(gòu)成圖

CC1、CC2鋼卷小車布置在地面上，與機(jī)組垂直。它用于將鋼卷從卷取機(jī)分別運送到對應(yīng)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(wěn)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(jī)械結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)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(dāng)卷取機(jī)上有一個鋼卷等待鋼卷小車運輸時，鋼卷小車提升機(jī)構(gòu)在低壓狀態(tài)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(jī)構(gòu)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(dāng)鋼卷提升機(jī)構(gòu)在鋼卷下方就位后，卷筒芯軸收縮，提升機(jī)構(gòu)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(jī)組移動，將鋼卷從鞍座上運輸?shù)酱虬唬?、2號步進(jìn)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(tǒng)主要通過LCO系統(tǒng)和MTR系統(tǒng)，通過激光測距、限位開關(guān)作為反饋信號，以變頻器、電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)等硬件來實現(xiàn)鋼卷自動運輸（見圖 2）。

圖2 出口鋼卷運輸系統(tǒng)控制界面

1.1.2.1 小車部分

（1）甩尾結(jié)束觸發(fā)小車提升到芯軸位置。

（2）小車抵住鋼卷運輸?shù)揭惶柊白Ｖ共⒔档透叨取?/p>

（3）再將鋼卷由一號鞍座運輸?shù)蕉柊白⒎胖闷椒€(wěn)。

（4）鋼卷放置二號鞍座平穩(wěn)后小車下降高度回到待命位置。

1.1.2.2 步進(jìn)梁部分

步進(jìn)梁示意圖見圖3。

作為冶金工業(yè)的主要工藝設(shè)備，步進(jìn)梁在生產(chǎn)線起著重要的作用，其性能的好壞直接影響著生產(chǎn)進(jìn)度，進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)效益，特別是隨著現(xiàn)代化設(shè)備向連續(xù)、大型、高速、高精度的方向發(fā)展，對步進(jìn)梁的要求及優(yōu)化控制提出了越來越高的技術(shù)要求。作為生產(chǎn)線的輸入和輸出設(shè)備，步進(jìn)梁被布置在生產(chǎn)線的入口或是出口完成鋼卷的輸入和輸出，并根據(jù)工藝要求，與其周圍有關(guān)的設(shè)備進(jìn)行配合，實現(xiàn)多工位的安全上料或卸料。它與其周圍的其它相關(guān)設(shè)備融為一體，實現(xiàn)了快節(jié)奏生產(chǎn)及高產(chǎn)量的自動化。

圖3 步進(jìn)梁示意圖

（1）下卷小車將鋼卷運輸?shù)?#或2#鞍座。

（2）梭車將鋼卷運輸?shù)?#鞍座稱重，并完成對帶鋼的打包工作。

（3）當(dāng)打包機(jī)完成打包后退回待命位置時，出發(fā)一號步進(jìn)梁啟動信號。

（4）一號步進(jìn)梁將6#鞍座上的鋼卷托起并向前運輸。

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

1.2 應(yīng)用缺陷

隨著連退設(shè)備產(chǎn)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(fā)現(xiàn)現(xiàn)有出口鋼卷運輸系統(tǒng)存在明顯缺陷。一是產(chǎn)能的提高使運輸系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足高產(chǎn)能下鋼卷運輸要求，需要手動干預(yù)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(fù)擔(dān)。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(nèi)，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(guān)松動、磨損而產(chǎn)生故障，造成整個小車運行系統(tǒng)的信號中斷，導(dǎo)致機(jī)組局部區(qū)間停機(jī)。由于電纜拖鏈內(nèi)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(jī)，因時間過長而影響生產(chǎn)。

2 系統(tǒng)改造

2.1 程序優(yōu)化

由于連退機(jī)組產(chǎn)能提高，出口鋼卷運輸系統(tǒng)原設(shè)計已無法滿足生產(chǎn)要求，需要整體提高鋼卷運卷速度。首先，通過修改程序和調(diào)節(jié)變頻器參數(shù)，將CC1、CC2和鋼卷運輸小車橫移速度提升，重新調(diào)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(wěn)定運行。其次，重新調(diào)整鋼卷小車卸卷自動步，修改運卷小車和步進(jìn)梁之間的連鎖條件，在保證運輸系統(tǒng)安全的情況下，縮短鋼卷由運卷小車運輸?shù)讲竭M(jìn)梁的時間。最后加大步進(jìn)梁液壓缸的開口度，使步進(jìn)梁整個運卷動作時間縮短。通過對出口鋼卷運輸系統(tǒng)整體改造，使鋼卷運輸時間與改造前相比減少了70 s，經(jīng)過測試完全能夠滿足現(xiàn)階段生產(chǎn)需求（見圖4）。

2.2 硬件改造

信號電纜和動力電纜布置優(yōu)化，將原來固定在小車上的小車移動位置控制極限和感應(yīng)開關(guān)移到小車坑道兩側(cè)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(nèi)的部分信號線被移出，穿在套管內(nèi)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(jìn)行合理排布、分類規(guī)整，當(dāng)出現(xiàn)故障時可快速判斷問題電纜并及時更換。

3 結(jié)束語

連退出口鋼卷運輸系統(tǒng)經(jīng)過改造后，經(jīng)過長期觀察，設(shè)備運行速度提升，穩(wěn)定可靠，能夠滿足工藝要求。經(jīng)統(tǒng)計，該系統(tǒng)優(yōu)化完成后，運輸系統(tǒng)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(xiàn)鞍鋼天鐵公司連退線連續(xù)平穩(wěn)高效的運行提供了設(shè)備保障。