达涅利倍尺飞剪在高强度棒材生产线的应用

摘要：介绍了宣钢棒材生产线倍尺飞剪控制系统原理，阐述了倍尺飞剪控制系统获得脉冲当量两种方法，达到对倍尺飞剪剪切长度及精度的调整目的。改造完成后认真做好在线使用运行状态的跟踪反馈，对一些不成熟的改造项目及时制定优化方案借机进行完善，以达到设备最佳运行状态。

关键词：倍尺飞剪；编码器；脉冲当量；辊径优先；测量优先

宣钢高强度棒材生产线是宣钢第二次跨越发展的生产线，该生产线设计由中冶京诚负责，由意大利达涅利公司提供先进的技术，并由该公司设计制造全线的设备。该生产线设计年产量90万吨，全线设有3台飞剪，1#飞剪位于粗轧机组后，用于轧件的剪头剪尾和事故碎断，2#飞剪位于中轧机组后，用于轧件的剪头剪尾和事故碎断，3#飞剪即倍尺飞剪位于QTB（轧后余热处理装置）水冷线之后，用于倍尺剪切。飞剪控制系统完成对剪刃的位置和剪切起动、停止及回位等动作周期的控制，位置检测信号取自电机轴端编码器PG。系统用一个热金属检测器及一个预设定计数器来检测轧件头部位置，计数脉冲取自出口机架电动机轴端脉冲发生器。热金属检测器检测到轧件头部时起动计数器，当计数值达到预设定值时发出剪切起动信号。轧件长度测量及飞剪剪切与位置控制由西门子高速工艺控制板T400完成。

1 倍尺飞剪的控制系统参数设置

1.1 速度设定

切头/分断速度超前率：取值范围1～1.1。

切尾速度滞后率：取值范围0.8～0.9。

碎断速度超前率：取值范围：一般等同切头分段超前率。取较大的值可以减小。

1.2 长度设定

成品长度：按实际冷剪定尺长度设定

倍尺根数：上冷床的倍尺长度包含的定尺数

附加长度：按冷剪切头/切尾长度、飞剪剪切误差和HMD1～2 距离测量误差等因素设定

冷缩率：轧件冷态与热态长度的比值，一般为 0.98～09定

采样长度：对于分断剪，选择采样功能后，采样时比倍尺长度多切的长度

1.3 测量系统设置

轧件长度测量系统中有两种设置方法，一种为测量模式，选择为测量优先方式，不用修改工作辊径；此时若换辊，则启车时飞剪画面的轧件速度与轧机计算机画面的对应轧机速度可能不匹配，直到热检检测到钢，计算出新辊的辊径，速度才显示正确的值。另一种为工作辊径设置方法，工作辊径=（辊环直径-修正系数）×105%。

2 倍尺飞剪剪切长度及精度的调整方法

倍尺剪切是棒材生产必须的重要工序。整根钢坯轧出的钢材经倍尺剪切后，最后一段钢的长度总是不规则的。在棒材轧制过程中，如果出现短尾现象会使冷床来不及接钢，从而出现尾钢在冷床上的停位不合适或者乱钢等现象。倍尺飞剪优化剪切的基本目的是消除短尾现象，以保证冷床上卸钢的稳定性。

2.1 辊径优先法

通过所输入的工作辊径计算出脉冲当量。该种方法的优点是脉冲当量值稳定不变，即脉冲当量的稳定度非常好。这里的工作辊径是考虑到尽量逼近轧件的实际速度，而考虑轧机的前滑，采用的经验公式。在生产中可以根据实际生产情况修正输入的辊径值，用导出辊径功能，采用热检计算的辊径周长替代手动输入。其存在的弊端是 ：一是辊径估计不准。二是辊径变化不能自适应。针对辊径优先法存在的弊端，可以采取以下方法进行调整：1）在轧钢初期，即换品种检修完成后的第一次轧钢、或换轧辊后的第一次轧钢，在辊径估计不准时，可以先按辊环直径进行设置；或按工艺工作辊径×105%进行设置。 2）在稳定轧制几根螺纹钢以后，即在轧辊压下量调整结束、轧件尺寸合格后，经过几根钢的轧制后，在诊断画面中的测长记录画面中，观察测量出的十个脉冲当量是否一致，若十个脉冲当量的测量值偏差均在2‰以内，则可以点击改写辊径按钮，则辊径随即按十个脉冲当量的测量值的平均值反算出的辊径进行修改。此时的辊径即是准确的工作辊径，由此算出的脉冲当量即是准确的脉冲当量。 3）在轧钢过程中，要注意观察测长记录。随着时间的推移，操作人员会发现测量出的脉冲当量会越来越小，此时剪切出的钢的长度会越来越短。此时可以点击改写辊径按钮，即可将辊径改过来。 4）脉冲当量会越来越小说明辊径越来越小，可能是辊径磨损造成的，此时应该调整轧辊压下量了。

2.2 测量优先法

通过测量方式获得，即记录轧件头部由HMD1移动到HMD2过程中的脉冲数，除以HMD1和HMD2间的距离计算得出。测量优先法的优点是脉冲当量值准确度高，能自动适应辊径变化。其存在的弊端易产生随机误差。当选择测量优先时，不用修改工作辊径；此时若换辊，则启车时飞剪画面的轧件速度与轧机计算机画面的对应轧机速度可能不匹配，直到热检检测到钢，计算出新辊的辊径，速度才显示正确的值。针对测量优先法存在的弊端可以采取如下方法进行弥补：1）有水冷时，增加风机顺着热检往轧件方向吹风以驱散雾气和水气。 2）及时检查是否有氧化铁屑堆积，并及时清除。 3）在工艺许可的情况下，提高水冷温度，使轧件表面光线不要太暗。 4）请仔细检查HMD的环境状况，尝试调整热检角度及灵敏度等，保证其处于最佳工作状态。其他原因都试过时也可考虑更换为低温HMD。 5）在电气系统中，为了减小随机误差造成的影响，采用了十次测量记录平均值作为正在使用的脉冲当量，以此来消除测量突变造成的影响。 6）在电气系统中，为了消除测量突变造成的影响，还在测量记录画面中增加了突变剔除按钮。7）检测信号处导槽开疏水孔和溜渣孔，减少氧化皮及污泥等堆积，提高热检准确性。8）将吹热检仪的风源由压缩空气改成氮气，氮气纯净不含水，提高了热检准确性，尤其是冬季。9）在軋钢过程中，要注意观察测长记录。随着时间的推移，操作人员会发现测量出的脉冲当量会越来越小， 脉冲当量会越来越小说明辊径越来越小，可能是辊径磨损造成的，此时应该调整轧辊压下量了。在轧辊压下量调整完毕、轧件尺寸合格后，经过几根钢的轧制，系统自动适应辊径的变化。

3 结语

倍尺飞剪是棒材生产的重要工序，高强度棒材生产线倍尺飞剪控制系统的准确性、可靠性及剪切的精度满足了目前生产的需要，为该生产线的满产、高质量生产提供了可靠保障。