高揚(yáng)  吳曉東  姚文淵

(鞍鋼集團(tuán)朝陽鋼鐵有限公司煉鋼廠  朝陽  122000)

【摘要】分析了錘刀式去毛刺機(jī)老式控制方式的弊端，提出了改進(jìn)措施。將老式控制方式改進(jìn)為新型聯(lián)鎖式控制方式后提高了去毛刺效率，且取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】 去毛刺；錘刀式；鑄坯； 光電開關(guān)；工作效率

1前言

朝陽鋼鐵煉鋼廠連鑄機(jī)采用錘刀式去毛刺機(jī)，用一組高速旋轉(zhuǎn)的錘刀，將鑄坯頭、尾部切割產(chǎn)生的毛刺去除。錘刀式去毛刺機(jī)的主要工作部件是去毛刺轆，它由去毛刺輻體、長(zhǎng)銷軸以及若干組耐磨、耐沖擊的鋼制錘刀組成。這些錘刀安裝在沿輻體圓周均布的長(zhǎng)銷軸上，并可繞銷軸自由擺動(dòng)。在靜止?fàn)顟B(tài)下，這些錘刀自然下垂，吊掛在各銷軸上，當(dāng)銀體以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí),由于離心力的作用，錘刀就會(huì)被甩開，沿輻體徑向立起，并通過錘擊將鑄坯上的毛刺除去。

當(dāng)采用火焰切割機(jī)在線進(jìn)行定尺切割鑄坯時(shí)，在被切割鑄坯首尾兩端的下邊部會(huì)產(chǎn)生火焰切割毛刺，在鑄坯被直接熱送至熱軋工序進(jìn)行軋制的過程中，這種毛刺會(huì)對(duì)送坯轆道及軋輻表面造成較大傷害,如輻面龜裂、剝落、表面劃傷等,還會(huì)對(duì)最終軋材的軋制質(zhì)量帶來不良影響。因此，提高去毛刺率以及鑄坯質(zhì)量成為連鑄工作中的重中之重。

2存在問題

去毛刺機(jī)原是一套獨(dú)立自主控制系統(tǒng)，與鑄機(jī)主控制系統(tǒng)無信號(hào)聯(lián)鎖,鑄坯由輾道輸送進(jìn)入去毛刺棍道區(qū)域，當(dāng)鑄坯頭部通過裝在去毛刺輻前端BK₁光電開關(guān)時(shí)，去毛刺輻開始轉(zhuǎn)動(dòng),其旋轉(zhuǎn)方向與鑄坯傳送方向相同。鑄坯進(jìn)一步向前運(yùn)送，當(dāng)其頭部到達(dá)裝在去毛刺輻前端BK₂光電開關(guān)時(shí),去毛刺輾由液壓缸提升到上限工作位置,延時(shí)抬起鑄坯頭部下邊沿進(jìn)行表面清理，去掉毛刺后，去毛刺輾開始下降，回到待機(jī)位置,循環(huán)時(shí)序如表1所示。

此種去坯頭毛刺循環(huán)指令，經(jīng)常會(huì)把毛刺打到坯頭截面外沿，由于錘刀旋轉(zhuǎn)方向與鑄坯走行方向一致，減少了錘刀與坯頭下沿毛刺的摩擦力，帶有外翻毛刺的鑄坯通過熱軋極易發(fā)生產(chǎn)品質(zhì)量問題。另外，由于去毛刺機(jī)與連鑄機(jī)無信號(hào)通信, 去毛刺機(jī)電氣設(shè)備有故障時(shí)不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致延長(zhǎng)處理故障時(shí)間。去毛刺延時(shí)抬起時(shí)間是通過人為調(diào)整的，調(diào)整范圍較窄，鑄坯的長(zhǎng)短寬窄都會(huì)影響坯子的行走速度，將直接影響去毛刺效果。

3改進(jìn)思路

將原單獨(dú)控制改進(jìn)為毛刺機(jī)與鑄機(jī)控制系統(tǒng)相聯(lián)鎖。用新系統(tǒng)去除坯頭毛刺時(shí)，輸送鑄坯輻道轉(zhuǎn)動(dòng)方向與毛刺棍錘刀轉(zhuǎn)動(dòng)方向相對(duì),各指令的循環(huán)控制都發(fā)生了改變，從而增加摩擦力，使去毛刺效果顯著提升。操作人員可根據(jù)去毛刺實(shí)際狀態(tài)實(shí)現(xiàn)新舊系統(tǒng)自由切換，舊系統(tǒng)若要調(diào)整去毛刺轆較長(zhǎng)延時(shí)抬起時(shí)間或抬起后下降時(shí)間，必須通過更改其自身系統(tǒng)的PLC程序?qū)崿F(xiàn),更改操作繁瑣耗時(shí)。選擇新系統(tǒng)后，可以在火切室WINCC畫面上根據(jù)鑄坯的長(zhǎng)短和寬窄，調(diào)整錘刀接觸鑄坯的時(shí)間，通過把控制去毛刺機(jī)的三個(gè)光電開關(guān)信號(hào)加在WINCC畫面中，可便于操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，通知維修人員及時(shí)處理。新系統(tǒng)執(zhí)行中如遇現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)特殊情況，操作人員可將輻道控制選手動(dòng),PLC控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行舊系統(tǒng)去毛刺，這樣不會(huì)造成程序指令循環(huán)錯(cuò)亂，在選回輻道控制自動(dòng)后繼續(xù)執(zhí)行新系統(tǒng)循環(huán)控制。

4改進(jìn)方案的實(shí)施

(1) 去毛刺機(jī)與鑄機(jī)信號(hào)的采集:去毛刺機(jī)與鑄機(jī)采用硬線通信方式，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)便捷,不會(huì)因?yàn)镻LC通信子站或通信干擾影響鑄機(jī)PLCO其主要是與鑄機(jī)的鑄流PLC連接進(jìn)行信號(hào)傳輸，與去毛刺機(jī)最近的鑄流遠(yuǎn)程站LC331操作箱進(jìn)行穿線傳輸信號(hào),去毛刺機(jī)發(fā)送的信號(hào)包括去毛刺機(jī)準(zhǔn)備好的信號(hào)、三個(gè)光電開關(guān)信號(hào)、下極限信號(hào)。鑄流發(fā)送信號(hào)包括新、舊系統(tǒng)信號(hào)、輻道正轉(zhuǎn)信號(hào)、輾道反轉(zhuǎn)信號(hào)、長(zhǎng)寬坯信號(hào)、短窄坯信號(hào)。

(2)在火切室WINCC畫面中增加去毛刺功能按鈕及光電開關(guān)反饋指示燈:在連鑄一級(jí)服務(wù)器中加入去毛刺機(jī)新舊系統(tǒng)選擇操作按鈕，火切工可切換新舊去毛刺系統(tǒng)，如圖1所示。

也可根據(jù)鑄坯來選擇畫面中長(zhǎng)寬坯或短窄坯按鈕,進(jìn)而改變?nèi)ッ虣C(jī)錘刀與鑄坯去毛刺的延時(shí)時(shí)間，在去毛刺輻道畫面中增加三個(gè)去毛刺光電開關(guān)反饋信號(hào)，操作工可根據(jù)反饋快速了解設(shè)備實(shí)際狀態(tài)，如圖2所示。

(3) 去毛刺機(jī)編制新系統(tǒng)程序與新增光電開關(guān):去毛刺機(jī)在錘刀輻后端新增加一個(gè)光電開關(guān), 用來控制輾道停止后反轉(zhuǎn)，如圖3所示，此光電開關(guān)為BK„通過繼電器隔離輸入PLC數(shù)字量模塊，在去毛刺機(jī)清理坯頭毛刺程序中(操作人員在畫面選中新系統(tǒng)按鈕)鑄坯離開BK,光電開關(guān)會(huì)有兩個(gè)延時(shí)時(shí)間繼電器指令，選擇長(zhǎng)寬坯按鈕延時(shí)抬起是2 s 270 ms,選擇短窄坯按鈕延時(shí)抬起是1 s 800ms,微調(diào)的余量可以通過BIG光電開關(guān)來調(diào)整，以便于調(diào)整錘刀與鑄坯下沿接觸時(shí)間的長(zhǎng)短，時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)降低錘刀的壽命，操作人員可以根據(jù)鑄坯的實(shí)際狀態(tài)調(diào)整去毛刺時(shí)間，既保證去毛刺效果又減少了備件的損耗。

(4)在鑄流PLC中編制去毛刺新系統(tǒng)程序:在編制鑄機(jī)鑄流PLC程序與去毛刺機(jī)控制系統(tǒng)聯(lián)鎖時(shí)，首先不能阻斷影響去毛刺系統(tǒng)的邏輯循環(huán)指令。鑄流PLC系統(tǒng)控制引錠桿輾道系統(tǒng)和去毛刺棍道系統(tǒng)，去毛刺新系統(tǒng)投入使用必須滿足引錠桿接收機(jī)在接收位,其次引錠桿與去毛刺輾道選擇自動(dòng)，且引錠桿與去毛刺輻道操作箱無急停信號(hào)、去毛刺機(jī)準(zhǔn)備好、升降擋板在下位。當(dāng)引錠桿送坯信號(hào)與去毛刺機(jī)BK3光電開關(guān)信號(hào)同時(shí)輸出時(shí)，引錠桿輻道與去毛刺輻道停止，開始執(zhí)行清除坯頭毛刺程序段,3 s延時(shí)后去毛刺轆道反轉(zhuǎn),在離開BK1光電開關(guān)與BK2光電開關(guān)后，引錠桿輾道與去毛刺銀道停止反轉(zhuǎn)，開始執(zhí)行清除坯尾毛刺程序段，延時(shí)1s后正轉(zhuǎn)，引錠桿輻道光電開關(guān)、去毛BK1,BK2,BK3光電開關(guān)同時(shí)沒有信號(hào)時(shí)，延時(shí)10s后輻道停止（控制元件時(shí)序如表2所示），新系統(tǒng)去毛刺一個(gè)周期結(jié)束。

去毛刺新系統(tǒng)編程全部采用置復(fù)位邏輯指令，清除坯頭及坯尾毛刺程序段中,輸出信號(hào)均為置位。每執(zhí)行完畢一段程序指令都會(huì)把上一段輸岀指令復(fù)位。如果去毛刺機(jī)未準(zhǔn)備好或選擇去毛刺舊系統(tǒng)，則程序會(huì)自動(dòng)將所有去毛刺循環(huán)指令復(fù)位。這樣有效避免與去毛刺的程序循環(huán)沖突，提高錘刀使用壽命，減少備件消耗。

5結(jié)論

通過本次改進(jìn)，減輕了設(shè)備維護(hù)人員及火切操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，大幅降低整套設(shè)備的故障率,減少設(shè)備的維護(hù)成本，提高了鑄坯的成材率及生產(chǎn)效率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。通過實(shí)驗(yàn)證明，此系統(tǒng)使去毛刺率提升至98%,保證了鑄坯的產(chǎn)品質(zhì)量。