电气工程师论文2008解析

提高80万吨棒材生产线3＃飞剪剪切稳定性

摘要：提高3＃飞剪剪切稳定性及提高3#飞剪的剪切精度，保证HRB400细晶粒带肋钢筋的定尺率达到厂部目标值，甚至超出目标值。为厂部创造经济效益。

关键词：3#飞剪、1#、2#热检、稳定性、剪切精度、定尺率、PLC 一、引言：

昆钢棒线厂80万吨棒材生产线(第一作业区)是一条技术领先的全连轧棒材生产线。以生产Φ12-Φ40的热轧带肋钢筋为主，产品主要用于水电站、大坝、路桥以及城市建筑的建设。而作为棒材生产线的咽喉设备3＃飞剪对于保证产品的成材率、定尺率、合格率又起着至关重要的作用，它的剪切稳定性，直接关系着各项经济技术指标能否顺利完成。

2004年我厂自主研发了具有国内领先水平的晶粒细化带肋钢筋，并于2005年投入批量生产。穿水轧制HRB400产品与正常轧制HRB335产品相比，具有强度高的优点，可以减少15%-20%的使用量，达到降低成本和节约资源的目的，因此市场需求量逐步提高。采用晶粒细化（穿水）轧制工艺生产HRB400带肋钢筋，不仅保证了产品的抗拉强度和冷弯性能都能满足品质要求，同时生产成本也显著降低。

在生产初期，HRB400细晶粒带肋钢筋的定尺率低于HRB335非细晶粒带肋钢筋，产品效益提升不充分。比较如图所示：

正常轧制HRB335带肋钢筋的定尺率2004年达到98.7％，2005年4月、5月穿水轧制HRB400细晶粒带肋钢筋的平均定尺率为98.4％，而厂部目标为HRB400细晶粒带肋钢筋定尺率不低于98.5%。如果能够保证3＃飞剪剪切稳定性及提高3#飞剪的剪切精度，那么HRB400细晶粒带肋钢筋的定尺率就可以达到厂部目标值，甚至超出目标值。 二、工艺流程简介及穿水轧制工艺造成定尺率低的原因分析：

轧制HRB335带肋钢筋和HRB400细晶粒带肋钢筋在工艺上的区别在于是否在3#飞剪前进行了穿水冷却。如图所示：

98.76

98.2

98.3 98.4 98.5 98.6 98.7 98.8

2#剪

穿水冷却管

3#剪

初轧机

移钢台架

1#剪

中轧机

精轧机

成品台架

2、从示意图中我们可以看到，1＃，2＃热金属检测仪就是3#飞剪剪 切最关键的检测信号,检测信号的准确与否及稳定性将直接关系3＃飞剪的剪切稳定性,只要保证了这两个信号准确无误,那么定尺率达标或超出将会实现。影响这两个信号的主要原因主要表现在以下几个方面：

①、轧件在轧制过程中掉落的氧化渣遮挡热检，造成热检闪断；

②、轧机及穿水管道水雾较大时造成信号闪断或检测不准；

③、2＃热检由于穿水后检测不到低温钢件,造成检测信号中断； ④、外界太阳光线照射到热检上,造成飞剪误动作。 信号不稳定或闪断造成堆钢如下图所示：（加入图）

飞剪

三、改进措施：

1、加装光幕检测器，由于光幕检测器检测面积大，检测不受温度的

限制，因此，在3#飞剪前加装对射式光幕检测器代替2#热检进行

信号的采集。如图所示：

3#飞剪

1#热检2#热检光幕检测器

穿水辊道

加装的光幕检测器信号闪断

加装了光幕检测器后彻底解决穿水后检测信号不稳定的问题，保证优化剪切功能的使用。但是光幕的安装位置靠穿水辊道太近，水雾较大，光幕电缆腐蚀严重，造成信号中断，3＃飞剪不剪。所以又将光幕的位置移到3＃飞剪后面，PLC 参数修改及移位改造图如下所示：

3#飞剪

1#热检

2#热检

光幕检测器

穿水辊道

光幕检测器

改造前位置 改造后位置

HMD2到剪刀

中心的距离

3600mm

因为2＃热检的移位，如上图所示，2＃热检到剪刃的距离矢量发生了变化，由原来4200mm到现在的-3600mm,这个距离参数必须在3#飞剪PLC程序里修改，否则将影响3＃飞剪的剪切精度在做了以上的改进后，发现把光幕移到3＃飞剪后面，由于3＃飞剪分段钢件后，中间有空隙，会使2＃光幕闪断，为解决这个问题又在3＃飞剪PLC程序里加了个过滤信号，把这个短暂的闪断处理掉。如图所示：

过滤时间为200ms

2，对1＃热检闪断的改进：在3＃飞剪PLC程序中加入出口机架的咬钢信号和延长信号干扰的过滤时间。

原理说明：1＃热检功能主要是检测有钢信号和让计数器置零的作用，所以在过钢过程中不允许信号有闪断,否则会造成3＃飞剪乱剪或堆钢等后果。所以把干扰过滤的时间加长，只要信号闪断在给定的过滤时间内，那么系统也会认为1＃热检信号是在保持的。如图所示：

另外在1＃热检的反馈信号逻辑程序里加入了一个比较稳

过滤时间为250ms

定的出口机架的咬钢信号，只要在过钢过程中，出口机架有咬钢

信号，即使1＃热检偶尔有闪断，但出口的信号会一直保持，系统也能认为1＃热检的反馈信号保持，如图所示：

咬钢信号

咬钢信号

咬钢信号

咬钢信号

3，在热检箱至检测口的上方制作并安装遮光罩，避免光线直接射到镜头上干扰热金属检测仪。并在热检上方加装压缩风管，采用压缩空气进行吹扫检测口，清除水雾和渣子。实施效果图如下：

四，改进后的效果统计

2005年6—10月份HRB400细晶粒带肋钢筋定尺率统计表

经济效益计算：

1、直接经济效益：

⑴5个月间共生产HRB400细晶粒带肋钢筋80647.093吨，定尺率提高

0.38%相当于减少了306.45吨非定尺钢的产生，按定尺钢与非定尺钢

差价为150元/吨计算，产生经济效益：

80079.772吨×0.38% ×150元/吨=45968.84元；

⑵改造前由于3#飞剪未剪，每月至少发生了７次堆钢故障，改造后消除了未剪情况，５个月内有效地避免了３５次堆钢，共减少105吨废品的产生。按每吨3200元/吨计算，扣除废品回收1820元/吨，产生经济效益：

105吨×（3200-1820）元/吨=144900元；

产生直接经济效益共计：45968.84+144900=190868.84元降低了成本，提高了经济效益，为企业节能降耗作出了贡献。

2、间接经济效益：

⑴通过本次改造提高了3＃飞剪的剪切稳定性，从而降低了故障停机时间，使轧制HRB400细晶粒带肋钢筋的作业率有了明显的提高；

⑵ HRB400细晶粒带肋钢筋的定尺率提高后，增强了企业的品牌形象，提高了用户满意度和产品竞争力，为企业开拓市场创造了有利条件。