宣钢一号收集链落钢机优化改造

河钢宣钢物产公司 段 勇



宣钢一号收集链落钢机优化改造

河钢宣钢物产公司 段 勇

【摘要】宣钢一棒生产线投产于2003年，其电气部分由意大利安萨尔多安装调试。随着市场对棒材产能和产品质量要求的不断提升，部分电气系统已经无法满足生产工艺需求，表现为1#收集链系统电控设备故障率高，无法实现自动收集，操作和维护人员劳动强度大，严重制约着一棒生产线产能和产品质量。因此对一棒1#收集链进行改造势在必行。

【关键词】收集链；落钢机；电机

1　引言

宣钢一棒生产线投产于2003年，其电气部分由意大利安萨尔多安装调试。随着市场对棒材产能和产品质量要求的不断提升，一棒生产线生产九年以来，已从原设计的的年产量75万吨达到现在的100万吨以上，电气系统已经无法满足生产工艺需求，表现为1#收集链系统电控设备故障率高，无法实现自动收集，操作和维护人员劳动强度大，严重制约着一棒生产线产能和产品质量。因此对一棒1#收集链进行改造势在必行。

2　落钢机使用中的问题

原1#链落钢机机械结构如图5所示，初始位落钢机升降装置在高位，伸缩臂在伸出位置。钢材由传输链送至落钢机伸缩臂上，升降装置下降至低位，伸缩臂缩回，钢材落至落钢机下部辊道上，之后升降装置上升至高位，伸缩臂伸出，这样完成一个工作流程。落钢机升降装置由两台9kW交流三相异步电动机驱动，两台电动机分别由两台29kVA变频器进行控制；伸缩臂为气动驱动。

图1　落钢机原设计结构图

此结构落钢机在生产过程中表征出许多不利于生产收集的因素，主要有以下几个问题：

①有升降和伸缩两个动作环节，使用两种驱动方式（升降环节为变频电机驱动，伸缩为气动驱动），并且检测点较多，设备故障率高。

②伸缩臂气动驱动受外部影响较大（如气温、气源质量、管路顺畅），伸缩臂容易出现不同步动作现象，并且伸缩臂采动作机械冲击力大，容易引起钢材表面划伤和磨损。

③伸缩臂较多，有个别动作异常，影响整体收集。

④使用两台电机分别驱动两台升降装置，无法在中间进行机械硬链接，不能保证两台装置的同步性，收集的钢材容易弯曲、变形。

⑤伸缩臂与辊道高度差较大，收集时钢材降落至辊道的过程中做不到轻拿轻放，容易引起钢材摔伤。

⑥执行一个动作流程较为复杂，完成落钢收集时间较长，降低了成品收集率。

3　落钢机改

改造后落钢机机械结构为如图6所示，落钢机机械结构为一根旋转主轴带动柳叶形状翻转臂来完成落钢流程。钢材由传输链送至翻转臂接钢面（凹面）上，翻转臂翻转180°，钢材落至落钢机下部辊道上，并且柳叶形状翻转臂另一半接钢面回到初始位置，这样落钢机完成一个工作流程。

图2　改造后的落钢机结构

机械结构改变后，同步进行了电气安装，安装后进行了设备调试。

电装和调试步骤如下：

①驱动电动机选用一台15kW变频电动机驱动，安装至主轴一端，进行施工安装。

②选用一台ANSROBICON GT3000 62kVA变频器替换原柜中29kVA变频器对电机进行驱动，相应对进线开关、线路、熔断器进行增容，并按照实施方案进行安装。

③编制落钢机变频器传动参数（V/f控制），完成落钢机单体试车。

④现场安装检测原件。

⑤落钢机自动运行调试，在PLC原程序基础上进行改动，根据落钢机实际运行情况调整电机运行速度，并与检测原件增加连锁。

在带载调试过程中，落钢机在动作过程中出现以下问题：

①落钢机带载运行时机械冲击力大，做不到轻拿轻放，容易引起钢材划伤和摔伤。

②落钢机运行到位停止时出现定位不准确和溜车现象，容易引起生产和机械设备事故。

③落钢机翻转臂运行速度为固定速度，不利于现场进行调节。

针对带载调试过程中遇到的问题，采取了以下措施：

①针对落钢机翻转臂带载运行时机械冲击力大，做不到轻拿轻放。在传动参数中加入上升和下降积分时间功能：

使用P22.22参数，设定为P22.22=0.5sec，从0上升/下降时间（连续速度）到给定时间的上升和下降积分参数，设定积分为S形，即在速度进行加减速时有一个弧形的积分曲线。

设置P2214=*10（上升积分时间放大10倍），P2215=*10（下降积分时间放大10倍）可设定出S形曲线的弧度。

②针对落钢机翻转臂停止时出现定位不准确和溜车现象，加入减速位，落钢机旋转90°时减速运行，旋转180°时停止。加入减速位在运行过程中降速，同样可以时运行平滑，避免钢材产品出现摔伤和划伤。

图3　调试前后落钢机运行曲线比较

1#收集链落钢机改造后，只使用旋转一个动作环节，只使用两个检测点，设备故障率降低；简化了动作流程，提高了成品收集率；由一台电机驱动主轴带动翻转臂，消除了原来因两台升降装置不同步引起的产品弯曲、变形现象。

如图3所示，翻转臂旋转运行在传动参数中加入上升和下降积分时间功能，在启停过程中加入减速位，使运行曲线平滑，减轻翻转臂带载运行时的机械冲击力，并且消除了翻转臂停止时定位不准确和溜车现象，使得钢材降落时得到缓冲，避免了钢材摔伤现象。同时，在在画面中可针对不同生产情况修改落钢机翻转臂的运行速度和减速速度。落钢机的优化改造，控制速率整体提高，提高了成品收集率。

4　结论

一棒安萨尔多传动设备及1#链落钢机电气设备攻关优化改造后，通过半年多的运行状况监测，主、辅传动平均每月停机时间降低4小时；1#收集链系统每月停机时间降低1小时，同时每月实际作业时数增加1小时，并且棒材生产作业率有了大幅度提高。1#收集链系统改造后，棒材产品质量有了明显的提高，质量异意减少，圆钢成材率提高了0.39%，提高了成品收集速度，降低了设备故障率和工人劳动强度，盘活了精整收集区域和成品库区，提高了成品外发效率。