宝钢厚板厂提高定尺剪切精度的措施

摘要：分析了影响厚板定尺剪切精度的设备和控制因素，通过采用加强设备维护、改进剪切工艺、增加定尺机的标定与校准限位、优化测长辊参数、编制测长自学习程序等措施后，厚板成品剪切的长度精度偏差由原来的3．0‰下降至0．4‰以下。

关键词：厚板；定尺剪；长度精度；定尺机

1 前言

宝山钢铁股份有限公司5000mm厚板轧机是目前我国最宽的现代化轧机之一，其精整区剪切线设有4台剪机：切头剪、双边剪、剖分剪和定尺剪。钢板先经双边剪／剖分剪剪切，再经对中和齐头后抵达定尺剪。定尺剪切采用滚切式定尺剪，即弧形上刀刃沿着直线型下刀片滚动剪切，其主要作用是对钢板进行成品剪切、取样和尾料处理。定尺剪主要组成部件有：机架、传动装置、压紧板、推尾装置、人口夹送辊、测长辊、摆动辊道、刀架及剪刃盒、剪刃间隙调节机构、剪刃更换装置等，采用CPU 416—3DP控制。定尺剪由2台功率为800 kW的电机驱动；入口夹送辊由4台功率为42 kW的电机驱动，下部2个夹送辊采用机械连接的方式保持同步，4个夹送辊全部由电气控制实现同步。

宝钢厚板厂于2005年3月投产，但自2005年7月起，发现定尺剪剪切长度精度偏差高达3‰，其中长度偏短的次数占总数的26．23％。

2 影响剪切精度的原因分析

厚板成品剪切长度精度主要受定尺剪、定尺机和测长辊等多种冈素的影响。定尺机位于定尺剪后26m的输送辊道上，定尺装置的移动采用齿轮齿条传动，其位置由绝对值编码器检测。剪机人口和出口处均设有测长辊，测长辊的尺寸为Φ190 mm×30mm。经现场跟踪和调研，初步认为造成定尺精度低的主要原因有：

(1)操作员看不到定尺机处钢板的情况；

(2)钢板靠不到定尺机或因剪切前有回缩现象而使钢板头部不能紧靠定尺机；

(3)前一块钢板未来得及离开定尺机，定尺挡板就落下，压住该钢板，使后一块钢板顶住前一块钢板，造成定尺剪切后长度减小；

(4)钢板未到达定尺机处就提前剪切，造成定尺剪切后长度减小；

(5)在定尺长度12m附近，定尺机定位不顺、不准；

(6)因测长辊磨损或与钢板接触不紧密造成测长不准；

(7)测长辊有时会粘上氧化铁皮(或其他物体)，造成测长辊微幅上下弹跳或外径变大，影响测量精度；

(8)定尺剪附近有一个光栅，在剪切5～6m长的短板时，因该光栅与定尺机发生干涉而造成无法测量。

3 提高定尺剪切精度的措施

在排除了编码器、PLC采样周期、入口测长辊与出口测长辊间的数据传输等影响因素以后，经分析对定尺剪切的操作、设备维护和剪切控制方面作了改进。

3．1 操作和维护

在操作室内增设一台观察定尺机挡板的监视器，以便在发生偏差时可手动干预。在设备维护上，一是要及时清洁定尺机轨道，解决定尺长度12m附近定尺机定位不准的问题；二是要定期清洁、测量并标定测长辊外径。

3．2 改善剪切工艺

为解决钢板靠不到定尺机及钢板回缩问题，采用了定尺机与测长辊配合使用的定尺方式。先将定尺机依要求精确定位。钢板头部离开定尺剪后，以较低的速度运行，当测长辊检测到钢板即将抵达定尺挡板时，辊道降至极低速，避免钢板对定尺挡板的冲击和钢板的反弹。在测长辊检测到钢板已经触到定尺挡板时，仍使辊道以极低速转动2 s后再发出剪切指令，以确保定尺精度。

原设计中，控制系统对剪切压下装置和摆动辊道的剪切指令是同时发出的，但摆动辊道采用液压控制，动作明显快于压下装置。这样在剪切较软、较薄的钢板时就会使切口附近的钢板下垂，导致钢板尾部前进使钢板长度偏长，或者钢板头部回缩使钢板长度偏短。为此，在处理两者动作顺序上，在摆动辊道的控制中加入了延时。

3．3 优化控制程序

为提高定尺剪剪切精度，对原控制程序进行了如下修改：

(1)修正钢板在磁力堆中的停止位置，并根据钢板长度选择适当的磁头，以便更好的对中操作。

(2)在自动模式并选择“HOLD(保持)”状态时，允许手动提升/下降测长辊，以便对钢板进行手动处理。

(3)修正钢板停止点的位置，避免钢板与定尺机的干涉和冲击。

(4)在剪切逻辑连锁中增加“辊道停止”条件，以避免干扰。

(5)在程序中调整并优化测长辊参数，编制测长自学习程序。

(6)增加长度方向的标定、校准限位，确保定尺机动作无误。

4 结语

实施上述改进措施后，厚板厂成品剪切长度精度有很大提高，连续6个月的剪切精度偏差不大于0．4‰。

定尺剪前后的辊道由6个入口辊、7个摆动辊和13个出口辊组成，辊距均为1000mm。由于所选单独传动的齿轮电机功率较小(每台均为5．7kW)，当钢板有些浪形或翘曲度太大时，厚40mm以上的宽板很难通过定尺剪。今后，将分别对增加入口助推辊、增大辊道电机功率、增加出口夹送辊3种方案进行比较后再进行改造，增加入口助推辊相对较经济，控制也简单。