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        棒材廠裙板電氣自動(dòng)化改造解析

        2021-11-30 10:47:19徐孟君
        中國(guó)金屬通報(bào) 2021年22期
        關(guān)鍵詞:裙板裙邊冷床

        徐孟君

        (河鋼唐鋼唐銀鋼鐵有限公司,河北 唐山 063000)

        1 棒材廠裙板電氣自動(dòng)化生產(chǎn)的概況

        在經(jīng)歷了數(shù)十年的漫長(zhǎng)研發(fā)探索階段之后,國(guó)內(nèi)的棒材廠裙板電氣自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)得到了明顯的提升,并且呈現(xiàn)出愈發(fā)成熟的現(xiàn)象。當(dāng)前國(guó)內(nèi)采用的技術(shù)均是以長(zhǎng)尺連鑄坯制為主,主要的工作原理是借助自動(dòng)上冷床技術(shù)把客戶所需的倍尺鋼,對(duì)于冷卻過程,它可以更有序地輸送到冷床[1-3]。冷卻過程完成后,中間繼電器和PCL用于有效控制液壓缸。目的是讓連桿可以更自由地提升裙板,通常具有周期性特征。從目前國(guó)內(nèi)連續(xù)棒材生產(chǎn)線的混凝土結(jié)構(gòu)來看,主體結(jié)構(gòu)可分為三個(gè)部分:一個(gè)是剪切長(zhǎng)度的兩倍,另一種是傾斜軌道,另一個(gè)是裙板。其中,通過雙段剪切機(jī)對(duì)雙段鋼進(jìn)行切割,并對(duì)冷床校直板進(jìn)行更復(fù)雜的加工,可以有效實(shí)現(xiàn)連軋生產(chǎn)線所有復(fù)雜的工藝流程。但是,不可否認(rèn),裙板的整個(gè)工作流程主要體現(xiàn)在對(duì)軋件進(jìn)行切割,然后將其運(yùn)送到輥道上。在一系列高、中和低反應(yīng)之后也需要摩擦,才能達(dá)到良好的制動(dòng)效果[4]。由于,國(guó)內(nèi)整個(gè)生產(chǎn)技術(shù)條件非常有限,還有很多工藝問題沒有得到有效解決,尤其是棒材廠裙邊電制動(dòng)生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn),這些問題對(duì)整個(gè)棒材廠裙板電氣自動(dòng)化改造的全過程將會(huì)帶來影響。因此,加強(qiáng)我國(guó)裙板電氣自動(dòng)化改造還有很長(zhǎng)的路要走。

        2 棒材廠裙板電氣自動(dòng)化改造中存在的具體問題

        近年來,國(guó)內(nèi)棒材廠裙板在推動(dòng)電氣自動(dòng)化改革方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。尤其是在技術(shù)水平和工序流程上進(jìn)行了更加科學(xué)地升級(jí)和技術(shù)處理,在國(guó)內(nèi),通過推動(dòng)棒材制造技術(shù)的提升,取得了巨大的成功,有力地推動(dòng)了國(guó)內(nèi)棒材廠電氣自動(dòng)化整體水平的快速發(fā)展[5]。但不可否認(rèn),中國(guó)的整體棒材生產(chǎn)技術(shù)與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有發(fā)展空間。尤其是石磨機(jī)裙板電自動(dòng)轉(zhuǎn)換的實(shí)施還存在許多非常嚴(yán)重的問題。

        2.1 電磁閥臺(tái)回路電流過大

        冷床裙板電控部件的有效轉(zhuǎn)換是棒材廠裙邊電氣自動(dòng)化轉(zhuǎn)換過程中非常重要的部分。但據(jù)相關(guān)研究,目前國(guó)內(nèi)大部分冷床裙板都存在回路電流過大的問題,保險(xiǎn)絲容易損壞,甚至對(duì)整個(gè)棒材廠造成嚴(yán)重?fù)p壞,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于家用冷床裙板的電氣控制,每組電磁閥表由上下電磁線圈組成[6,7]。但在實(shí)際運(yùn)行階段,兩個(gè)電磁線圈同時(shí)產(chǎn)生劇烈的磁場(chǎng)渦流效應(yīng),讓液壓閥的流量更好地控制彈簧,同時(shí)電磁線圈本身可以產(chǎn)生較大的磁場(chǎng)渦流。但是,這種方法最大的問題是回路電流顯著增加,而且很容易損壞保險(xiǎn)絲。

        2.2 原裝線路的屏蔽系統(tǒng)過于落后

        由于安裝在家用冷氣地群控制系統(tǒng)中的原電路的屏蔽效應(yīng)和整體動(dòng)能相對(duì)向后,使生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)面臨的實(shí)際電壓持續(xù)下降,不可避免地會(huì)造成極端損壞,對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程造成重要的影響[8]。大多數(shù)國(guó)內(nèi)鋼廠在特定的工程階段追求更多的經(jīng)濟(jì)效益,他們通常忽視裙板在實(shí)際生產(chǎn)階段是否有效,因此,裙板經(jīng)歷了長(zhǎng)期和頻繁的操作流程,繼續(xù)降低生產(chǎn)線上的電壓。換句話說,生產(chǎn)線越長(zhǎng),線電壓越低,這對(duì)原線的整體運(yùn)行效率影響很大,這是一個(gè)很大的劣勢(shì)。使得整個(gè)棒材廠裙板在實(shí)施電氣自動(dòng)化改造過程中,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于整體技術(shù)進(jìn)步。

        2.3 中間繼電器工作效率較低

        根據(jù)研究,我國(guó)在棒材廠裙板的自動(dòng)化轉(zhuǎn)換過程中,中間繼電器的效率需要進(jìn)一步提高。由于裙邊是由多組電磁閥臺(tái)、液壓缸等操作,如果其中任何一個(gè)電磁閥臺(tái)不工作,相關(guān)的液壓缸延伸功能將失效,裙邊將掛起[9]。同時(shí),電氣部件相關(guān)部件損壞、機(jī)械閥表故障、液壓缸漏油或漏油、壓力不足等進(jìn)一步加劇了裙板故障的發(fā)生頻率,中間繼電器的觸點(diǎn)也會(huì)發(fā)生接觸以及氧化的問題,并且容易出現(xiàn)開合不一致的情況,降低了工作效率。

        3 進(jìn)一步促進(jìn)棒材廠裙板電氣自動(dòng)化改造的具體措施

        從以上可以看出,棒材廠裙板的電氣自動(dòng)化改造存在很多問題,尤其是冷卻地板裙板的電控部分。因此,針對(duì)上述具體問題,提出以下具體解決方案,旨在進(jìn)一步促進(jìn)棒材廠裙板電氣自動(dòng)化改造過程的措施。

        3.1 進(jìn)一步發(fā)展棒材生產(chǎn)技術(shù)

        我們需要積極借鑒國(guó)外先進(jìn)的棒材制造技術(shù),并結(jié)合吸收和利用本國(guó)的特點(diǎn)。同時(shí),我國(guó)要加大棒材生產(chǎn)技術(shù)、冷床裙邊控制技術(shù)的研發(fā)投入,加快棒材廠裙板電氣自動(dòng)化改造進(jìn)程,促進(jìn)棒材生產(chǎn)快速發(fā)展。這需要進(jìn)一步發(fā)展。例如,考慮應(yīng)用光纖預(yù)制棒,光纖預(yù)制棒在產(chǎn)業(yè)鏈中具有很高的附加值,掌握了技術(shù)的人將贏得市場(chǎng)[10-11]。光纖預(yù)制棒是光纖光纜產(chǎn)業(yè)鏈的上游產(chǎn)品,這實(shí)際上是用于制造光纖的具有特定折射率分布的石英玻璃棒。通常,直徑為幾毫米至幾十毫米。這是光纖過程中最重要的部分,利潤(rùn)在70%左右,技術(shù)門檻高,需要大量資金投入。光纖預(yù)制棒制造過程分為兩個(gè)步驟,纖芯制造是重要的一步,目前光纖預(yù)制棒的商業(yè)化生產(chǎn)已演變?yōu)椤皟刹较到y(tǒng)”。第一步是制造芯棒,第二步是在芯棒上添加外涂層以制造預(yù)制件[12]。芯棒制造為關(guān)鍵步驟,共分為改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法(MCVD:Modified ChemicalVapour Deposition)、棒外化學(xué)氣相沉積法(OVD:Outside Chemical Vapour Deposition)、軸向氣相沉積法(VAD:Vapour phase AxialDeposition)、等離子體激活化學(xué)氣相沉積法(PCVD:Plasma activated Chemical Vapour Deposition)。MCVD技術(shù)具有更好的折射率控制,更易于操作的優(yōu)點(diǎn)。MCVD工藝目前使用比較廣泛的一種制造方法。MCVD工藝是在高純度石英玻璃管中進(jìn)行氣相沉積,以氫氧火焰為熱源,MCVD工藝的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理是高溫氧化。MCVD 工藝包括兩個(gè)工藝步驟:沉積和制棒[13]。薄膜沉積是獲得設(shè)計(jì)所需的光纖纖芯的折射率分布,制棒是將氣相沉積的空心高純石英玻璃管熔化收縮成實(shí)心光纖預(yù)制棒芯棒。目前的 MCVD 工藝使用大直徑合成石英玻璃管和外包技術(shù),如火焰水解外包和等離子外包技術(shù)來制造大型預(yù)制件。這些外包技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)MCVD工藝沉積速率低、幾何精度低的缺點(diǎn),提高了質(zhì)量,降低了成本,增強(qiáng)了MCVD工藝的競(jìng)爭(zhēng)力。

        3.2 應(yīng)該控制回路電流的變化

        在日本的冷床裙邊控制技術(shù)中,需要通過使用阻抗匹配來抵消電磁閥表面和線纜傳輸產(chǎn)生的磁力線,進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)回路電流的控制。它還可以通過產(chǎn)生超輻射來干擾周圍的電路,達(dá)到增加相應(yīng)電源和控制回路電流的目的。

        3.3 要提升中間繼電器的性能

        日本在棒材廠推進(jìn)裙板電自動(dòng)化轉(zhuǎn)換工藝的過程中,需要進(jìn)一步提高中間繼電器的性能[14]。例如,通過使內(nèi)部元件變形來增加觸點(diǎn)容量,從而降低中間繼電器觸點(diǎn)粘連和氧化的頻率,提高中間繼電器的性能,這也進(jìn)一步有利于電氣自動(dòng)化。

        4 裙板控制幾個(gè)問題及分析

        4.1 延時(shí)制動(dòng)時(shí)間

        在軋制過程中,尤其是高速軋制中,摩擦系數(shù)不是恒定的,隨著制動(dòng)裙部溫度的升高而非線性變化,因此,需要調(diào)整延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間,使杠鈴?fù)T谶m當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

        4.2 熱金屬檢測(cè)器

        飛剪前后熱金屬檢測(cè)器信號(hào)非常重要,直接影響到飛剪分段以及裙板動(dòng)作,因此,要定期維護(hù)熱金屬檢測(cè)器,保證信號(hào)的穩(wěn)定性。

        4.3 裙板本體

        制動(dòng)裙板凹凸不平也會(huì)造成堆鋼,因此,要定期打磨裙板,使裙板保持平整,防止棒材頭部受阻導(dǎo)致堆鋼。

        4.4 分段長(zhǎng)度

        將鋼條通過制動(dòng)裙板拋入鋼條后,將其放置在冷卻地板上,其有上層冷卻地板的最小長(zhǎng)度和上層冷卻地板的最大長(zhǎng)度。如果飛剪斷面設(shè)置長(zhǎng)度過短或過長(zhǎng),程序會(huì)自動(dòng)優(yōu)化斷面長(zhǎng)度,在分割之后創(chuàng)建一個(gè)棒材直到可以和冷卻床相連接。

        4.5 累積誤差

        韶鋼特種棒材廠的中型棒材生產(chǎn)線采用直流電機(jī)控制裙板運(yùn)動(dòng)。由于裙板多次運(yùn)行,編碼器反饋值存在累積誤差,直流裝置無法實(shí)現(xiàn)裙板的準(zhǔn)確定位[15]。因此,通過在裙部高位安裝接近開關(guān)并清除位置編碼器,可以消除累積的編碼器誤差,實(shí)現(xiàn)裙部的準(zhǔn)確定位。

        5 總結(jié)

        綜上所述,近年來我國(guó)科技的飛速發(fā)展,在棒材制造技術(shù)領(lǐng)域取得了顯著的成就,有效地促進(jìn)了棒材廠電氣自動(dòng)化改造的進(jìn)程。但不可否認(rèn),我國(guó)棒材廠裙板的電自動(dòng)化轉(zhuǎn)換工藝仍存在嚴(yán)重缺陷。因此,日本不僅積極借鑒國(guó)外先進(jìn)的棒材制造技術(shù),而且加大研發(fā)投入,鼓勵(lì)棒材制造技術(shù)的研發(fā),進(jìn)一步完善冷床裙邊控制技術(shù),應(yīng)予以推廣,促進(jìn)國(guó)內(nèi)棒材廠裙板生產(chǎn)技術(shù)自動(dòng)化過程。

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