施文振 莫勇求 黃昱揚(yáng)

廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司 廣西 柳州 545002

引言

熱軋廠2032生產(chǎn)線飛剪電機(jī)采用的是1975年生產(chǎn)的500HP（馬力）英制直流電機(jī)，電機(jī)功率約合367.5kW（1馬力=0.735千瓦），由于工藝升級，產(chǎn)品外觀、實(shí)物質(zhì)量提升等需求，2032線要求飛剪對全品規(guī)進(jìn)行剪切[1]。在對一些厚規(guī)格進(jìn)行高速切尾過程中，由于電機(jī)能力不足，飛剪跟隨給定滯后等原因，經(jīng)常出現(xiàn)切尾切小或是切不中的情況，需要操作工不斷調(diào)整切尾參數(shù)，且切尾速度越快，誤差越大。當(dāng)換規(guī)格速度降下來后，如果操作工沒有及時將高速切尾時設(shè)定的切尾量改回，又會導(dǎo)致?lián)Q規(guī)格第一塊突然切大尾。最終反饋到現(xiàn)場給人的直觀印象就是一線飛剪剪切十分不穩(wěn)定，忽大忽小。不僅使切損率大幅上升，板尾還經(jīng)常切不斷帶進(jìn)精軋機(jī)架引起廢鋼，對生產(chǎn)十分不利。

1 飛剪剪切動作邏輯

熱卷箱夾送輥后HMD404AB檢得，飛剪立即啟動切頭預(yù)擺（從120°轉(zhuǎn)至220°），隨后HMD405檢得，飛剪延時（延時時間是根據(jù)跟蹤信號計(jì)算出來的）后進(jìn)行切頭動作，切頭完成后剪刃回到等待位置（120°）；隨后HMD406檢得，作為連鎖保護(hù)條件；當(dāng)熱卷箱夾送輥后HMD404AB檢失，飛剪進(jìn)行切尾預(yù)擺（從120°轉(zhuǎn)至220°）；隨后405檢失，飛剪延時后進(jìn)行切尾動作，切尾完成后，剪刃回到等待位[2]。

切頭延時：當(dāng)HMD405檢得，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前帶鋼行進(jìn)速度（切頭使用熱卷箱1號托卷輥速度）和HMD405至飛剪剪切點(diǎn)的距離；HMI畫面設(shè)定切頭長度；電機(jī)滯后補(bǔ)償距離計(jì)算出HMD405檢得后飛剪切頭延時啟動的時間。

切尾延時：當(dāng)HMD405檢失，系統(tǒng)根據(jù)帶鋼行進(jìn)速度（切尾選用精軋首機(jī)架速度或精除磷箱夾送輥速度）和HMD405至飛剪剪切點(diǎn)的距離；HMI畫面設(shè)定的切尾長度；電機(jī)滯后補(bǔ)償距離計(jì)算出HMD405檢失后飛剪切尾延時啟動的時間。（飛剪剪切設(shè)定速度越大，電機(jī)滯后補(bǔ)償距離越大）。

由于精除磷箱與飛剪之間的水汽大，飛剪406熱檢信號非常容易出現(xiàn)斷點(diǎn)，嚴(yán)重時直接檢測不到帶鋼，所以目前已將飛剪406熱檢取消，利用406熱檢前的404C、405AB熱檢等邏輯信號模擬出406熱檢信號進(jìn)行使用，目前暫未發(fā)現(xiàn)因模擬406熱檢信號而發(fā)生故障的現(xiàn)象。飛剪剪切原理如圖1所示。

圖1 飛剪剪切原理

2 剪切異?，F(xiàn)象分析

板頭畸形。來料頭部偶爾會出現(xiàn)頭部不規(guī)則的情況，頭部不規(guī)則部分使飛剪405熱檢提前檢得，然后啟動計(jì)算進(jìn)行切頭，從而出現(xiàn)切小的情況。

飛剪頭部跟蹤距離過長。之前對飛剪切尾提速優(yōu)化，將飛剪熱檢HMD405位置提前，由原來的2.7m提前至3.3m[3]。飛剪切頭延時啟動時間T是由熱檢405檢得后開始進(jìn)行計(jì)算，系統(tǒng)根據(jù)飛剪熱檢405至飛剪剪切中心線的距離（3.3m）、電機(jī)滯后補(bǔ)償距離（程序根據(jù)不同設(shè)定速度進(jìn)行分檔補(bǔ)償）、HMI畫面設(shè)定的切頭長度及板坯行進(jìn)的速度（1號托卷輥速度），通過T=X/V計(jì)算得出。板坯在行進(jìn)過程中速度難免會出現(xiàn)或多或少的偏差，從而影響切頭啟動時間的計(jì)算。

用于進(jìn)行切頭計(jì)算的1號托卷輥速度不準(zhǔn)。一線飛剪切頭計(jì)算速度取的是熱卷箱1號托卷輥的速度，在熱卷箱進(jìn)行開卷時，熱卷與1號托卷輥之間有可能存在打滑現(xiàn)象，1號托卷輥反饋速度與實(shí)際板速存在較大速差，導(dǎo)致飛剪頭部跟蹤距離計(jì)算得不準(zhǔn)。

飛剪熱檢405AB熱檢照射位置發(fā)生偏移。在對軋線熱檢做日常的檢查、維護(hù)、調(diào)整工作時，會不可避免地出現(xiàn)熱檢位置移動、檢測位置偏移的情況，且雙工位熱檢檢測存在時間差，影響板坯定位的準(zhǔn)確和走位計(jì)算精度。

飛剪切尾不準(zhǔn)，波動大，時大時小，不穩(wěn)定。原因分析是飛剪切尾的精度與首機(jī)架速度波動及熱檢關(guān)系很大，如果主機(jī)速度在切尾過程中波動較大，將引起切尾不穩(wěn)定，如果熱檢有延遲也會引起切尾不穩(wěn)定。因此可能的原因有[4]：①首機(jī)架速度不穩(wěn)定，造成計(jì)算誤差大；②飛剪前熱檢拖尾較嚴(yán)重，造成剪切點(diǎn)計(jì)算不準(zhǔn)；③飛剪前過渡板冷卻不到位，造成過渡板較熱，引起熱檢拖尾。

飛剪第一次切頭正常，第一次剪切后自由停車后又轉(zhuǎn)動360°再次剪切，導(dǎo)致頭部又被切1.5m，卡在除磷箱中。剪頭后自動停車的原因是：剪頭后計(jì)算帶坯速度跟隨剪后速度（下夾送輥或F1F2跟蹤速度），剪后速度當(dāng)時是選擇精軋前入口除鱗箱下夾送輥速度，當(dāng)時下夾送輥速度反饋為0，導(dǎo)致當(dāng)時程序計(jì)算帶坯速度也給定0，此時飛剪也要把速度降為0，導(dǎo)致剪頭后自動停車連切。

飛剪切頭不斷?？赡苡幸韵略颍孩侔鍘ь^部形狀不平，導(dǎo)致熱檢檢得時間有偏差，計(jì)算不準(zhǔn)。②鋼板與輥道打滑，實(shí)際帶坯速度與計(jì)算帶坯速度不符。③飛剪本體性能差，有間隙，切頭不斷。

飛剪擺動距離過短，加速行程不足。即使將熱檢位置前移讓飛剪提前啟動，即便飛剪剪刃能勉強(qiáng)切到鋼板，但是由于加速距離過短，飛剪轉(zhuǎn)鼓速度沒有足夠的行程加速到設(shè)定的剪切速度，轉(zhuǎn)鼓速度會與帶鋼尾部實(shí)際速度存在較大速差，差速剪切易造成飛剪刀片崩口。

飛剪電機(jī)采用的是1975年生產(chǎn)的500HP（馬力）英制直流電機(jī)，電機(jī)功率約合367.5kW（1馬力=0.735千瓦），直流電機(jī)響應(yīng)速度慢，在啟動時從給出速度給定到現(xiàn)場實(shí)際動作有0.4s的響應(yīng)延遲，而整個高速切尾過程通常只有1.5s左右，導(dǎo)致飛剪經(jīng)常由于響應(yīng)慢切不中尾，具體如圖2所示。

圖2 飛剪電機(jī)速度曲線

3 剪切優(yōu)化方案

增加飛剪定速剪切功能，當(dāng)飛剪即將切尾的過程中，鎖定F6主機(jī)速度直到剪切完成，這樣可以提高飛剪的剪切精度，降低飛剪剪切異常率。

使用熱檢校驗(yàn)棒校驗(yàn)熱檢，使飛剪前熱檢的檢測位置同步在中間40cm的位置，防止燕尾影響熱檢的檢測導(dǎo)致剪切不穩(wěn)定。

精除鱗箱夾送輥改造后，封水效果提升，熱檢檢測更加穩(wěn)定。

采用雙熱檢進(jìn)行切頭切尾連鎖，優(yōu)化熱檢邏輯，提升了飛剪剪切穩(wěn)定性。

增加熱檢的吹掃風(fēng)機(jī)風(fēng)道的改造，使霧氣影響降到最低。

通過程序優(yōu)化，將飛剪切尾預(yù)擺角度由220°放大到240°，這樣飛剪電機(jī)才有足夠的加速行程提升至1.6m/s。由于速度加快，飛剪熱檢距離過短，導(dǎo)致飛剪啟動時間不足，因此要將飛剪熱檢整體往粗軋移位改造。提速后飛剪速度補(bǔ)償程序已不試用，需重新開發(fā)飛剪速度補(bǔ)償程序進(jìn)行匹配。

更換飛剪控制器PLC通信網(wǎng)卡，重新配置MAC地址，更新一級畫面服務(wù)器飛剪MAC通信地址，網(wǎng)卡綁定飛剪的 IP地址，減少網(wǎng)絡(luò)通信的延遲和丟包情況。

4 結(jié)束語

經(jīng)過剪切優(yōu)化，目前柳鋼2032mm熱軋線飛剪已達(dá)到最高1.6m/s速度對鋼板進(jìn)行穩(wěn)定剪切，剪切長度誤差范圍控制在±30mm以內(nèi)，滿足了生產(chǎn)現(xiàn)場對全品規(guī)鋼種進(jìn)行切尾的要求，并且飛剪切損率指標(biāo)有顯著提升，為提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)損耗，減少故障率打下了良好的基礎(chǔ)。