SCR連鑄連軋生產(chǎn)線在線稱重系統(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

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，低氧光亮銅桿被作為電磁線、微細(xì)線、超微細(xì)線、鍍層線，廣泛應(yīng)用于計算機、通訊、交通等領(lǐng)域，對銅桿的質(zhì)量提出了越來越高的要求［1］。目前，低氧光亮銅桿的生產(chǎn)方法主要是連鑄連軋法，美國南線公司的SCR銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線在我國是應(yīng)用最多、最普遍的生產(chǎn)線。近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者對SCR連鑄連軋生產(chǎn)線都進(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理，并提出了質(zhì)量控制。楊紅軍等［3］對SCR連鑄連軋銅桿生產(chǎn)線鑄造水處理技術(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，但是隨著市場的競爭不斷加劇，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，每件銅桿計量需要皮重、毛重計量，為了提高計量的準(zhǔn)確性和工作效率，銅桿的稱重計量是當(dāng)前的一個較為突出的問題。目前，國內(nèi)外也相繼有相關(guān)行業(yè)研究了在線稱重、校準(zhǔn)的工作。羅伏?。?］探討了電子皮帶秤在線校驗工作。劉洋等［5］研究了付油計量裝置在線檢定方法并對影響因素進(jìn)行了分析。董志剛等［6］介紹了石油專用管在線稱重測長噴標(biāo)設(shè)備。

本文以JT連鑄連軋公司的SCR3000生產(chǎn)線為研究對象，結(jié)合SCR銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線產(chǎn)品稱重計量實踐，研究SCR銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線稱重計量磅差產(chǎn)生的原因，以及稱重故障的影響因素，探討生產(chǎn)線稱重系統(tǒng)的控制方法，設(shè)計在線稱重系統(tǒng)。

2 SCR連鑄連軋生產(chǎn)線及銅桿稱重工況

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

圖1 SCR生產(chǎn)線工藝流程圖

SCR3000連鑄連軋生產(chǎn)線產(chǎn)品稱重流程示意圖如圖2，SCR生產(chǎn)線卷曲收線、稱重系統(tǒng)由5位(1-5#分別獨立控制)輸送站組成，正常生產(chǎn)時，鐵托盤和木架是通過叉車叉運到1#輸送站進(jìn)行一次稱重，再通過軌道輸送至2#站開始卷曲收線，收滿一卷銅桿成品（4t）后到3#站進(jìn)行二次稱重（二次稱重數(shù)據(jù)相減為產(chǎn)品重量），之后在4#站打包，5#站叉車運走。一次稱重時，因1#輸送站會與叉車直接接觸，叉運過程中鐵托盤會撞擊到輸送站邊框上造成劇烈震動，影響稱重傳感器的穩(wěn)定數(shù)據(jù)，同時傳感器與支撐座之間有時會出現(xiàn)錯位，需人工鐵桿翹動秤體復(fù)位，造成稱重數(shù)據(jù)誤差。

圖2 稱重流程示意圖

隨著企業(yè)市場競爭的日益加劇，對產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，其中產(chǎn)品磅差問題是導(dǎo)致客戶的投訴和退貨的重要原因之一，不及時解決將嚴(yán)重影響企業(yè)信譽、成本。同時也可能造成企業(yè)自身的原料損失。在國內(nèi)SCR銅桿生產(chǎn)線產(chǎn)能飽和的情況下，嚴(yán)控生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)，才能在質(zhì)量和成本方面取得領(lǐng)先優(yōu)勢，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)線稱重系統(tǒng)自2003年投產(chǎn)以來一直存在稱重故障（包括磅差投訴），僅2019年因稱重系統(tǒng)設(shè)備故障引起的磅差投訴達(dá)到5起。

3 在線稱重系統(tǒng)研究與設(shè)計

SCR生產(chǎn)線在線稱重系統(tǒng)運行主要步驟包括，產(chǎn)品上秤→稱重傳感器→穩(wěn)定信號→控制器→儀表 數(shù)據(jù)總線→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。在線稱重系統(tǒng)采用5位輸送站獨立控制，過程中將鐵盤和木托盤直接叉運在1#站，叉車與1#站接觸，影響稱重系統(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，鐵托盤和木架由叉車叉運到0#輸送站，通過軌道輸送到1#輸送站上再進(jìn)行一次稱重，避免叉車對輸送站撞擊影響，保證上傳信號穩(wěn)定、重量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

運用西門編程軟件在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從1#站倒退回0#站時，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里新增了延時模塊，如圖5，當(dāng)托盤到達(dá)1#站，被光電開關(guān)檢測到，延時1秒Q53.4停止輸出，1#站停止工作。同時新增了0#站控制，電路如圖6。

圖5 新增延時模塊電氣圖

圖6 新增0#站控制電氣圖

在自動狀態(tài)下，按“自動運行按鈕”，0#站和1#站啟動，托盤運行至1#站光電開關(guān)處停止；當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，可將旋鈕開關(guān)轉(zhuǎn)到手動狀態(tài)，按下“手動前進(jìn)按鈕”0#站和1#站前進(jìn)，松開按鈕停止，按下“手動后退按鈕”0#站和1#站后退，松開按鈕停止。

4 結(jié) 論

（1）創(chuàng)新設(shè)計了SCR連鑄連軋生產(chǎn)線在線稱重系統(tǒng)，通過系統(tǒng)控制，降低了稱重的誤差，徹底解決了因在1#站一次稱重時數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的問題。

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

（3）對美國南線SCR連鑄連軋生產(chǎn)線在線稱重系統(tǒng)有良好的應(yīng)用價值，為在線稱重系統(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。