棒線材零間隔軋制技術(shù)的研究與應(yīng)用

黃偉忠

摘? 要：主要介紹柳鋼棒線型材廠三棒車間生產(chǎn)線25螺零間隔軋制技術(shù)在調(diào)試過(guò)程中逐一攻關(guān)解決正常出鋼軋制1#軋機(jī)不降速導(dǎo)致兩條鋼追尾、2#飛剪剪切頭尾長(zhǎng)度不穩(wěn)定、精軋活套起落套不穩(wěn)定及活套起高套、3#飛剪剪切倍尺不穩(wěn)定等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：零間隔軋制技術(shù);軋機(jī);活套;轉(zhuǎn)速;電流;熱檢信號(hào)

中圖分類號(hào)：TG33 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）11-0152-02

Abstract： This paper mainly introduces and solves the problems with 25-screw zero-interval rolling technology of the production line of the three-bar workshop of the Bar and Wire Plant of Liuzhou Iron and Steel Co.， Ltd.， for example， the #1 normal tapping and rolling mill does not slow down， resulting in the rear-end collision of two steels; the length of the shearing head and tail of the #2 flying shear is unstable; the take-off and landing sleeve of the finish rolling looper is unstable; and the looper is unstable in shearing and doubling the length of the high sleeve and flying shears.

Keywords： zero interval rolling technology; rolling mill; looper; rotational speed; current; thermal detection signal

1 概述

柳鋼棒線型材廠三棒主軋機(jī)為ф610×6+ф430×6+ф380×6全連續(xù)式棒材短應(yīng)力線軋機(jī)，使用165mm×165mm×10000mm連鑄坯，主要生產(chǎn)直徑φ18mm-φ40mm規(guī)格熱軋帶肋鋼筋。成品機(jī)架設(shè)計(jì)最高線速15m/s，年產(chǎn)量100萬(wàn)噸。為進(jìn)一步提產(chǎn)降耗，本文主要介紹2019年5月三棒零間隔軋制技術(shù)調(diào)試過(guò)程遇到的一些問(wèn)題及解決辦法，從而實(shí)現(xiàn)軋制過(guò)程中粗軋1#軋機(jī)前后鋼坯無(wú)縫咬鋼，下游機(jī)架間平穩(wěn)軋制，飛剪正常剪切頭尾，精軋機(jī)組間活套起落套穩(wěn)定，縮短成品機(jī)架無(wú)鋼間隙時(shí)間，實(shí)現(xiàn)機(jī)時(shí)產(chǎn)量提升。

2 系統(tǒng)原理

零間隙軋制系統(tǒng)是在不拉鋼的狀態(tài)下，利用軋機(jī)間級(jí)聯(lián)速度和逐移量進(jìn)行二次的控制，實(shí)現(xiàn)兩支鋼在同一軋線上不同速度的斷級(jí)聯(lián)控制。

（1）在同一軋線上的每?jī)芍т摲謩e以不同的級(jí)聯(lián)速度軋制，軋線出現(xiàn)兩段動(dòng)態(tài)的級(jí)聯(lián)關(guān)系。

（2）利用電流信號(hào)控制，當(dāng)?shù)谝恢т撆麂撐裁撾x1#軋機(jī)后，將上游機(jī)架與下游機(jī)架中斷級(jí)聯(lián)。第二只鋼坯頭部咬入1#軋機(jī)后先降速再升速，與上游機(jī)架級(jí)聯(lián)，利用前后機(jī)架線速度差將兩支鋼坯逐步拉開(kāi)距離，從而保證飛剪正常剪切和活套的起落套控制。

（3）當(dāng)無(wú)間隙軋制系統(tǒng)投入后，可根據(jù)兩條鋼距離調(diào)整到最佳軋制節(jié)奏，保證兩條鋼間隔距離達(dá)到最小，將軋機(jī)的工作效率提到極致，提高機(jī)時(shí)產(chǎn)量。

（4）無(wú)間隙軋制系統(tǒng)是通過(guò)控制兩支鋼的過(guò)鋼速度，產(chǎn)

生工藝需求距離，而不是靠拉鋼來(lái)保證距離。

三棒采用1#軋機(jī)先降速后升速，實(shí)現(xiàn)首架軋機(jī)鋼坯頭尾無(wú)縫連接喂鋼，在1#、2#軋機(jī)軋制過(guò)程中，將兩支鋼分開(kāi)最合理的距離，以滿足（1#飛剪、2#飛剪）飛剪、活套的工藝的要求，達(dá)到最小的軋制間隙來(lái)保證軋機(jī)間隔時(shí)間，同時(shí)保證不影響成品頭、中、尾尺寸均勻性為必要條件來(lái)優(yōu)化出鋼節(jié)奏。1#軋機(jī)降速原理：1#軋機(jī)前出爐地輥北面10m處安裝有一個(gè)熱檢探頭，用于檢測(cè)鋼坯尾部信號(hào)，同時(shí)滿足1#軋機(jī)有電流、地輥北面熱檢無(wú)檢測(cè)有鋼信號(hào)時(shí)開(kāi)始降速， 降速時(shí)間1.8s，1#軋機(jī)降速幅度為0.4（40%）即為1#軋機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速的40%（如圖1）;1#軋機(jī)升速原理：降速1.8s完成后立即升回設(shè)定轉(zhuǎn)速（咬入2#軋機(jī)前轉(zhuǎn)速升回到設(shè)定轉(zhuǎn)速），從而實(shí)現(xiàn)1#軋機(jī)與2#及往后軋機(jī)的速度級(jí)聯(lián)關(guān)系（如圖2）。

3 調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題

3.1 正常出鋼軋制1#軋機(jī)不降速兩條鋼追尾

1#臺(tái)出鋼操作工出鋼過(guò)快在出爐地輥上將前后兩支鋼坯連起來(lái)，經(jīng)過(guò)出爐地輥北面熱檢探頭時(shí)，探頭檢測(cè)到有鋼信號(hào)，導(dǎo)致1#軋機(jī)不降速兩條鋼追尾;鋼坯長(zhǎng)度大于10m時(shí)，1#軋機(jī)有咬鋼電流但出爐地輥北面探頭仍檢測(cè)有鋼信號(hào)，1#軋機(jī)不降速兩條鋼追尾。

3.2 軋件尾部拉小

1#臺(tái)操作工在1#軋機(jī)正常軋制時(shí)出爐輥道上來(lái)回倒鋼通過(guò)出爐地輥北面10m處熱檢探頭時(shí)導(dǎo)致1#軋機(jī)提前降速，軋件尾部拉小。

3.3 出爐地輥B段故障多影響出鋼節(jié)奏

零間隔軋制技術(shù)投入后，鋼坯咬入1#軋機(jī)降速，但出爐地輥保持原來(lái)線速度比1#軋機(jī)線速度快不匹配，地輥電機(jī)負(fù)荷增大、地輥磨損嚴(yán)重導(dǎo)致地輥跳閘，影響出鋼節(jié)奏。

3.4 2#飛剪切頭尾長(zhǎng)度不穩(wěn)定，剪切后彎曲

2#飛剪剪切頭尾剪切命令來(lái)源12#軋機(jī)有鋼信號(hào)及12#軋機(jī)后熱檢探頭檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)過(guò)2#飛剪前熱檢探頭檢測(cè)到有鋼信號(hào)后進(jìn)行剪切，因2#飛剪剪韌處與12#軋機(jī)熱檢探頭距離太近，只有1.65m左右的距離，投入零間隔軋制技術(shù)后，軋制節(jié)奏快，飛剪響應(yīng)延時(shí)或來(lái)不及響應(yīng)，導(dǎo)致頭尾剪切長(zhǎng)度波動(dòng)大，剪切后頭尾彎曲，不能有效剪切，甚至出現(xiàn)頭部剪切1米多的現(xiàn)象。

3.5 成品第一節(jié)倍尺長(zhǎng)度不穩(wěn)定，精軋機(jī)活套起高套

軋件頭部咬入精軋機(jī)時(shí)偶爾存在頭部起高套現(xiàn)象，經(jīng)查PDA發(fā)現(xiàn)，因零間隔軋制技術(shù)投入后，前后兩根軋件頭尾間距縮短，精軋區(qū)域活套落套后，下條鋼頭部咬入軋機(jī)時(shí)起套緩慢，軋機(jī)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速還未來(lái)得及達(dá)到設(shè)定值，軋件已經(jīng)咬入軋機(jī)，活套起高套，頭部咬入不穩(wěn)定，上冷床成品第一節(jié)倍尺長(zhǎng)度不穩(wěn)定。

3.6 3#定尺飛剪信號(hào)混亂

無(wú)間隙軋制技術(shù)投入使用后，K1間隔時(shí)間由4.0-4.5s縮短到了1.8-2.3s，來(lái)鋼間隙小，K1出口、3#定尺飛剪前熱檢不能夠正確識(shí)別前后鋼的頭尾信號(hào)，測(cè)長(zhǎng)信號(hào)出現(xiàn)重疊，引起測(cè)量LPP值紊亂，倍尺長(zhǎng)度信息反饋不準(zhǔn)確，主控臺(tái)操作人員不能及時(shí)準(zhǔn)確判斷各節(jié)倍尺長(zhǎng)度參考值。

4 優(yōu)化改進(jìn)措施

零間隔軋制技術(shù)投入調(diào)試過(guò)程中遇到的諸多問(wèn)題，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，做了如下改進(jìn)：

4.1 優(yōu)化零間隔軋制技術(shù)監(jiān)控手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)1#軋機(jī)不降速追尾現(xiàn)象

通過(guò)在1#、2#軋機(jī)間增設(shè)熱檢探頭，檢測(cè)1#、2#軋機(jī)間上一條鋼尾部與下一條鋼頭部之間的間隔時(shí)間差（這個(gè)時(shí)間差是我們正常生產(chǎn)過(guò)程中優(yōu)化出來(lái)的軋制節(jié)奏），當(dāng)小于我們?cè)O(shè)定的時(shí)間間隔值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，便于主控臺(tái)操作工做應(yīng)急措施在1#飛剪處碎斷局部，防止追尾造成堆鋼事故。

在主控臺(tái)電腦上增加一個(gè)軋制時(shí)間超時(shí)報(bào)警功能，如：我們軋制時(shí)間設(shè)定為50s，當(dāng)軋制時(shí)間超過(guò)50s時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便及時(shí)做出應(yīng)急反應(yīng)。

4.2 實(shí)現(xiàn)1#軋機(jī)咬入降速與出爐輥道B段速度級(jí)聯(lián)關(guān)系

通過(guò)優(yōu)化出爐輥道B段地輥控制程序，實(shí)現(xiàn)輥道速度與1#軋機(jī)咬入降速形成級(jí)聯(lián)關(guān)系，使出爐輥道B段速度與1#軋機(jī)實(shí)際線速度相匹配，從而有效解決了地輥電機(jī)負(fù)荷增大、地輥磨損嚴(yán)重而出現(xiàn)地輥電機(jī)跳閘的想象。

4.3 優(yōu)化2#飛剪剪切程序

重新修改2#飛剪T400控制程序，切頭尾程序由原來(lái)12#軋機(jī)有鋼信號(hào)及12#軋機(jī)后熱檢探頭檢測(cè)信號(hào)改為12#軋機(jī)虛擬咬鋼信號(hào)，取消12#軋機(jī)后熱檢探頭信號(hào)作為2#飛剪剪切的必要條件，根據(jù)12#軋機(jī)到2#飛剪距離與12#軋機(jī)有鋼電流時(shí)的線速度的比值得到2#飛剪開(kāi)始剪切的時(shí)間，并從12#軋機(jī)電機(jī)碼盤(pán)并一路信號(hào)到T400模塊，直接取轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確精度高，響應(yīng)快;優(yōu)化程序后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取飛剪剪切頭尾實(shí)物樣品對(duì)比發(fā)現(xiàn)剪切頭尾長(zhǎng)度穩(wěn)定，滿足正常的生產(chǎn)工藝需求。修改2#飛剪剪切程序后，重新設(shè)定主控臺(tái)電腦畫(huà)面上的超前系數(shù)、滯后系數(shù)、前滑系數(shù)、后滑系數(shù)，操作工根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)剪切情況調(diào)整參數(shù)，很好的解決了剪切后頭尾彎曲的現(xiàn)象。

4.4 優(yōu)化活套起落套程序，增設(shè)起落套延時(shí)功能

在原有精軋機(jī)組前后機(jī)架有電流信號(hào)和活套掃描器檢測(cè)到有鋼信號(hào)作為活套起套的基礎(chǔ)上，優(yōu)化活套起落套程序，在主控臺(tái)電腦畫(huà)面新增了活套起套、落套延時(shí)功能，操作工根據(jù)精軋軋件咬鋼和拋鋼情況，靈活調(diào)整活套起落套延時(shí)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)軋件的穩(wěn)定咬入和平穩(wěn)落套，成品第一節(jié)倍尺長(zhǎng)度穩(wěn)定。

4.5 優(yōu)化精軋機(jī)咬鋼動(dòng)態(tài)補(bǔ)償信號(hào)，增設(shè)咬鋼動(dòng)態(tài)補(bǔ)償時(shí)間功能

通過(guò)不斷嘗試修改咬鋼動(dòng)態(tài)補(bǔ)償百分比，活套起高套現(xiàn)象沒(méi)有明顯改善;優(yōu)化精軋機(jī)咬鋼動(dòng)態(tài)補(bǔ)償信號(hào)，增設(shè)咬鋼動(dòng)態(tài)補(bǔ)償時(shí)間功能，修改動(dòng)態(tài)補(bǔ)償及補(bǔ)償時(shí)間后，頭部咬入穩(wěn)定，起高套現(xiàn)象明顯下降。

4.6 優(yōu)化3#定尺飛剪剪切信號(hào)采集方式

為了確保3#定尺飛剪的檢測(cè)信號(hào)穩(wěn)定，原來(lái)程序的7#熱檢（K1出口處）、8#熱檢（3#定尺飛剪前）都使用了較長(zhǎng)的延時(shí)關(guān)斷控制信號(hào)，現(xiàn)在因軋件間距時(shí)間短，較長(zhǎng)的延時(shí)使飛剪啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)信號(hào)時(shí)上一根鋼還沒(méi)有測(cè)長(zhǎng)結(jié)束，測(cè)長(zhǎng)信號(hào)出現(xiàn)重疊，引起測(cè)量LPP值亂;后優(yōu)化了3#定尺飛剪高速計(jì)算方式，同時(shí)縮短了熱檢測(cè)長(zhǎng)計(jì)數(shù)延時(shí)關(guān)斷時(shí)間，LPP值準(zhǔn)確率明顯提高。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）柳鋼棒線型材廠三棒車間零間隔軋制技術(shù)調(diào)試中對(duì)存在的問(wèn)題逐一攻關(guān)，收集調(diào)試過(guò)程中利于生產(chǎn)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化整理，形成標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)文件。（2）為其他規(guī)格品種零間隔軋制調(diào)試適應(yīng)性改進(jìn)攻關(guān)提供了諸多強(qiáng)有力的指導(dǎo)性依據(jù)。（3）零間隙軋制技術(shù)投入，成品機(jī)架間隔時(shí)間由原來(lái)的4.0-4.5S縮短到1.8-2.3S，軋制直徑φ25熱軋帶肋鋼筋機(jī)時(shí)產(chǎn)量由之前142噸提升到現(xiàn)在的148噸，平均班產(chǎn)提升48噸左右，班產(chǎn)日產(chǎn)屢創(chuàng)新高，實(shí)現(xiàn)噸鋼降成本6.68元。

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