苗建新:宝钢分公司厚板厂
1 前言 宝钢5m宽厚板轧机工程于2005年2月份投产,是宝钢分公司调整产品结构,满足国内市场对大口径输油气管线、高强度船板、高强度建筑结构板、压力容器板等需求的重大举措。作为我国第一套特宽幅现代化厚板轧机,它将带动我国厚板生产技术的发展,对提升我国厚板产品档次,增强我国的综合国力,将发挥积极作用。
2 切头剪概况
切头剪是剪切线的第一道工序,直接对产品成品负责,也是决定厚板厂产量的决定因素,因此切头剪的生产效率直接关系到我们厂产量的提高,但存在的主要问题包括:钢板头部板形不好,导致光栅无法精确定位,剪切出来的头部废料时常超长,经常卡在废料系统内,严重影响了生产的顺利进行。
3 剪切工艺
钢板经过之前的轧制、矫直和冷却之后,进入切头分段剪之前,首先根据在线UST入口处设置的板形检测仪(PSG)的检测结果,确定钢板的剪切方式,PSG同时决定了每块钢板能否按计划剪切。 若切头长度大于设备允许的最大废料剪切长度时,则需要两次或更多次的剪切,这种情况下在宽度方向上要尽可能避免分切,如图1所示。

钢板经过切头剪后,切除头部的“舌形”部分,并视板形情况进行分段处理,当钢板出现“镰刀弯”时可用此剪机在适当位置进行分段,以减少钢板的切边量。为后续的边部剪切做好准备,如图2所示。

图2 剪切模型
L:整个钢板长度,不论什么形状;D:头部切边量
那么如果0
使用激光扫描器而不用光栅检查,就是考虑到轧制出的板形因素,光栅是只能对一点的检测,而激光扫描器是对一个面的扫描,可以可靠的检测到钢板头部,而不论钢板的形状如何。
4 改进措施
为了提高切头剪的定位精确度,就要尽量控制钢板位置到达设定位置的准确性,如果实际头部位置远大于设定位置,那么过大的废料可能卡在废料系统内,这是不希望发生的。
从定位来讲,控制系统以切头剪下剪刃刃口为零点,入口是负值,出口是正值,把第一个激光扫描器安装在-6940mm处(1#),第二个安装在+190mm处(2#)。考虑到实际情况,决定采用以下改进方式:
当D小于190mm时,使用1#定位,当D大于190mm时,使用2#定位。他的好处在于:小于190mm时利用1#定位,定位速度快,尺寸小,即使误差大些,也不会大到卡住的程度;而使用第二个缺点是时间较长,优点是定位精度更高,为了防止钢板头部出现较大的偏差,所以采用了这种选择方式,这两种控制方式都可靠的保证了头部废料小于卡钢的尺寸。头部尺寸有2级模型计算得出。

图3 定位速度的改进
如图3所示,如果选择了头部剪切命令,即“选择开关”信号为“1”,那么钢板的运动按照“头部速度”进行,值为0.06m/s,而“正常速度”是2.0m/s,目的是保证调整位置的精确性。
位置的计算是通过辊道的脉冲发生器获得,位置越远,误差越大。第一个激光扫描器具体剪切位置有6米多,误差比第二个大,本体上的精度至少提高了20毫米。图4就是利用本体激光扫描器进行同步调节后的程序控制图。不同的检测元件执行不同的同步位置操作。

图4 同步调节
两个激光扫描器之间的切换控制选择如图5所示,通过切换逻辑信号,可以选择1#或2#脉冲发生器继续位置计算,但同时只能有一个发挥作用。

图5 切换控制
5 结语
改变了定位控制的方式后,定位的精度有了明显的提高,且不需要对设备进行大的改造,主要是通过控制功能的优化就较好了实现了定位的精确性。
实施后,由于定位精度的提高,切头剪卡钢的现象大大减少,有原来的平均5次/月减少到1.5次/月,大大减少了停机时间,对提高整条线的产量起到了一定的作用。
其他作者:刘飞(1984-),男,江西乐安人,助理工程师,学士,主要研究方向为机电一体化;方英(1982-),男,上海人,主要研究方向为工业自动化。
参考文献
[1] Harald Kleines, Janos Sarkadi, Frank Suxdorf, and Klaus Zwoll,
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