孫利忠

(新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠 )

1 問題的提出

八鋼公司熱軋生產(chǎn)線自2005年投產(chǎn)以來,熱軋板坯一直采用220mm斷面連鑄板坯。為適應(yīng)市場需要,通過增加單卷重量,進(jìn)一步提高產(chǎn)量。結(jié)合熱軋加熱爐寬度實(shí)際情況,采取增加板坯厚度來增加單卷重量。根據(jù)熱軋產(chǎn)線設(shè)備能力,采用厚度250mm板坯代替220mm板坯,可以增大板坯厚度,提高壓縮比,減少板材分層,提高產(chǎn)量和質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本。但是增加鋼卷單重后,因1750熱軋產(chǎn)線卷取運(yùn)輸區(qū)運(yùn)卷小車的運(yùn)輸能力受限,影響到生產(chǎn)順行。

2 原因分析

2.1 現(xiàn)狀介紹

增加板坯厚度,同時板坯長度不變才能夠達(dá)到有效增加板坯單重的目的,根據(jù)公式:

式中:D-鋼卷直徑,mm;

r-熱軋鋼卷卷眼直徑,mm;

δ-填充系數(shù),取值1.01,mm;

h-板坯厚度,mm;

l-板坯長度取值10500mm。

由220mm板坯厚度改為250mm板坯,由計(jì)算可得當(dāng)生產(chǎn)220mm板坯時,鋼卷直徑D為1898mm,當(dāng)板坯厚度為250mm時,鋼卷直徑D為2002mm。

八鋼熱軋產(chǎn)線卷取運(yùn)輸區(qū)運(yùn)卷小車工作流程:鋼卷軋制卷取完成后,通過卸卷小車運(yùn)輸?shù)戒摼泶蚶φ?通過一體化打捆機(jī)完成打捆工作,再通過運(yùn)卷小車送往快速運(yùn)輸鏈。其工藝步序如圖1(鋼卷運(yùn)輸示意圖)所示。

圖1 八鋼熱軋鋼卷運(yùn)輸示意圖

運(yùn)輸鏈上卷標(biāo)高-1875mm,打捆機(jī)上橫梁25mm。當(dāng)鋼卷直徑為1900mm時,鋼卷上升后最高處標(biāo)高將達(dá)到+25mm,當(dāng)鋼卷直徑達(dá)到2000mm時,鋼卷最高處標(biāo)高+125mm和打捆機(jī)上橫梁干涉,鋼卷不能正常打捆和自動運(yùn)輸。

2.2 問題分析

由于打捆站橫梁的下標(biāo)高+25mm和快速運(yùn)輸鏈的上標(biāo)高-1875mm相差為1900mm,運(yùn)卷小車需要在打捆站將鋼卷抬升到快速運(yùn)輸鏈的上標(biāo)高后水平移動到快速運(yùn)輸鏈上。打捆機(jī)、運(yùn)卷小車構(gòu)成的鋼卷運(yùn)輸區(qū)域如圖2。受結(jié)構(gòu)限制,1900mm直徑以上鋼卷要和打捆設(shè)備進(jìn)行干涉,損壞自動打捆機(jī),鋼卷不能正常打捆和自動運(yùn)輸。2025mm,高于打捆機(jī)鞍座標(biāo)高-2075mm;當(dāng)運(yùn)卷小車離開打捆機(jī)鞍座避開打捆機(jī)橫梁干涉區(qū)域后,再二次上升到標(biāo)高-1875mm。這樣就可以運(yùn)輸?shù)娇焖龠\(yùn)輸鏈上了。但是因原運(yùn)卷小車不帶位移傳感器,要實(shí)現(xiàn)該功能必須采用其它位置檢測方法。

圖2 大卷徑熱軋鋼卷運(yùn)輸干涉圖

3 解決措施

當(dāng)板坯單重增加時,成品鋼卷直徑相應(yīng)增加,提高板坯厚度必須減少板坯長度起不到增加鋼卷單重的效果。按照圖2在打捆機(jī)鞍座一次上升的高度比原來上升高度減少150mm,即升到標(biāo)高-

3.1 改進(jìn)小車運(yùn)行時序

基于現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)際情況,無法對原有設(shè)備進(jìn)行大的改造,因此調(diào)整卷取機(jī)運(yùn)卷小車中間高度位置,安裝中間停止位置和減速位檢測接近開關(guān)。通過時序控制功能升級,改造設(shè)計(jì)卷取機(jī)運(yùn)卷小車自動運(yùn)行SFC程序。

運(yùn)卷小車運(yùn)動步序設(shè)計(jì)為運(yùn)卷小車中間等待位置、低位后退,后退到位、開始上升、上升到接卷減速位上升減速,減速到達(dá)中間高度停止位停止上升,改進(jìn)前后運(yùn)行時序圖如圖3所示,標(biāo)高-2025mm,接上鋼卷前進(jìn),前進(jìn)到離開打捆機(jī)區(qū)域,開始上升到上升極限位置,上升到極限位置繼續(xù)前進(jìn),到達(dá)快速運(yùn)輸鏈下降至中間高度,將鋼卷卸到快速運(yùn)輸鏈,開始后退到中間等待位,然后下降到最低位,完成一個循環(huán)恢復(fù)到初始位置為第二個循環(huán)做準(zhǔn)備。 利用TDC的SFC程序做控制通過接近開關(guān)做為位置檢測元件,合并統(tǒng)一工序位置,做到升降統(tǒng)一到3個位置,添加了一個能夠上升到標(biāo)高-2025mm的中間位置。

圖3 改進(jìn)前后運(yùn)卷小車運(yùn)行時序圖

3.2 采用100mm感應(yīng)鐵控制升降標(biāo)高

原設(shè)置由于沒有位移傳感器的位置反饋系統(tǒng),升降采用比例閥開環(huán)控制,不能準(zhǔn)確達(dá)到所要求的-2025mm標(biāo)高。

在中間高度位置接近開關(guān)設(shè)置時采用100mm長度的感應(yīng)鐵,采用100mm感應(yīng)鐵設(shè)置,升降標(biāo)高就控制在-2075mm和-1975mm之間。實(shí)際應(yīng)用表明:這個高度可以滿足直徑2002mm鋼卷的運(yùn)輸;同時在開環(huán)控制情況下,通過合理調(diào)整速度使小車升降、停在中間停止位置,完成對兩次上升接大噸位鋼卷的運(yùn)卷小車的控制。

3.3 增加設(shè)備安全連鎖保護(hù)

為了提高設(shè)備運(yùn)行的安全性,從硬件和軟件的兩個方面加入了設(shè)備安全連鎖保護(hù)。

硬件方面增加了兩個同功能的中間停止位接近開關(guān)。這樣的設(shè)計(jì)可以在一個停止位接近開關(guān)失效的情況下,另一個接近開關(guān)提供保護(hù),兩個接近開關(guān)提高了保護(hù)效果。

軟件方面從兩點(diǎn)考慮:首先,兩個接近開關(guān)失效運(yùn)卷小車停止順序控制不再進(jìn)行下一步的平移動作;其次在兩個接近開關(guān)沒有同時發(fā)出信號時發(fā)出警告信號,提醒及時檢修和處理,從而大大減少了兩個接近開關(guān)都失效的概率。

通過程序設(shè)計(jì)及改進(jìn),運(yùn)卷小車實(shí)現(xiàn)了新功能,滿足了生產(chǎn)需求。

4 取得效果

通過改造,八鋼1750熱軋生產(chǎn)原料由厚度220mm×10.5m長度的板坯,提升為厚度250mm×10.5m長度的板坯,生產(chǎn)的鋼卷單重增加了13.6%。1750熱軋1#、2#卷取機(jī)都能夠生產(chǎn)大噸位鋼卷,可以在大噸位鋼卷上實(shí)現(xiàn)三卷取機(jī)雙爐生產(chǎn)。正常生產(chǎn)平均臺時產(chǎn)量542 t/h,較220坯型正常生產(chǎn)平均臺時產(chǎn)量增加65t/h,按日作業(yè)率83.5%核算,日產(chǎn)增加1800t/t。

采用250mm板坯生產(chǎn)的鋼卷平均單重達(dá)到28.6t,采用組合生產(chǎn)模式平均日產(chǎn)由9700 t提升至11500 t,最高月產(chǎn)達(dá)到30.6萬t,創(chuàng)歷史最好水平。