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电气工程师论文

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：

成品台架

移钢台架

定尺冷飞剪

精轧机

中轧机

1#剪

3#飞剪

穿水辊道

2#热检

1#热检

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）

信号闪断

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：

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：

改造后位置

改造前位置

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：

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

3，3、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

项目

月份

合格量（吨）

定尺量（吨）

非定尺量（吨）

HRB400定尺率（％）

6月

15659.534

15470.696

188.838

98.79

7月

19459.888

19146.316

313.572

98.39

8月

21796.956

21508.742

288.214

98.68

9月

8100.115

8031.833

68.282

99.16

10月

15630.6

15457.858

172.742

98.89

合计

80647.093

79615.445

1031.648

平均98.78

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；

⑵HRB400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。

提高80万吨棒材生产线3＃飞剪剪切稳定性

昆钢棒线厂熊跃斌

2008年7月10日