连退机组出口钢卷运输系统改造

2018-07-27刘羊，马斌，杨君

天津冶金 2018年3期

刘羊，马斌，杨君

（天津鞍钢天铁冷轧薄板有限公司，天津300400）

0 引言

天津鞍钢天铁冷轧薄板有限公司连退生产线由奥钢联设计，其软件及控制系统采用西门子技术。连退机组作为钢板公司，主要生产高档汽车板和家电板的生产线，拥有先进自动化控制系统续机组。随着连退机组产能提升，现有钢卷运输系统已经无法满足现有产能。如果钢卷小车不能稳定运行，会造成整个机组减速甚至停机，降低机组产能，严重时甚至会造成批量质量事故，直接影响本机组产品的成材率和企业的经济效益。

通过对钢卷小车进行技术攻关和优化，降低了小车故障率，提高了钢卷运输速度及连退机组产能，保障了连退机组的平稳高效运行。本文就出口钢卷运输系统的组成、工作原理及其运行生产过程中出现的缺陷进行了介绍及分析。本文将重点介绍在原有基础上进行的设备升级改造。

1 钢卷运输系统组成及工作原理

1.1 硬件组成

1.1.1 现场设备

连退生产线钢卷运输系统由2台钢卷小车、1台钢卷运输车和1、2号步进梁以及运输轨道组成，来实现出口钢卷输出、打捆和钢卷疏散。钢卷运输全部由程序自动控制运行（见图1）。

图1 设备构成图

CC1、CC2钢卷小车布置在地面上，与机组垂直。它用于将钢卷从卷取机分别运送到对应的鞍座上。其配备了液压升降鞍座和压紧辊，压紧辊位于鞍座上，在卷取时用于稳定带钢头，小车带有电气移动装置和液压单元。其高低压切换和CC1、CC2钢卷小车的控制程序基本相同，其机械结构和液压系统与其他小车的不同之处仅在于增加了压紧辊。其控制方法如下：当卷取机上有一个钢卷等待钢卷小车运输时，钢卷小车提升机构在低压状态下升起并处于钢卷下方，同时使用小车上的压紧辊在该位置将钢卷压紧。在压紧辊收回前，带钢头就位以后，钢卷提升机构低压下回落到钢卷下方，鞍座和钢卷接触，然后压紧辊收回。当钢卷提升机构在钢卷下方就位后，卷筒芯轴收缩，提升机构切换到高压。随后，钢卷运输车将钢卷从芯轴上运到鞍座上，出口钢卷钢卷运输小车平行机组移动，将钢卷从鞍座上运输到打包位，1、2号步进梁将打包完成后的钢卷运送到成品库。

1.1.2 控制部分

出口钢卷运输系统主要通过LCO系统和MTR系统，通过激光测距、限位开关作为反馈信号，以变频器、电机作为执行机构等硬件来实现钢卷自动运输（见图 2）。

图2 出口钢卷运输系统控制界面

1.1.2.1 小车部分

（1）甩尾结束触发小车提升到芯轴位置。

（2）小车抵住钢卷运输到一号鞍座停止并降低高度。

（3）再将钢卷由一号鞍座运输到二号鞍座并放置平稳。

（4）钢卷放置二号鞍座平稳后小车下降高度回到待命位置。

1.1.2.2 步进梁部分

步进梁示意图见图3。

作为冶金工业的主要工艺设备，步进梁在生产线起着重要的作用，其性能的好坏直接影响着生产进度，进而影响经济效益，特别是随着现代化设备向连续、大型、高速、高精度的方向发展，对步进梁的要求及优化控制提出了越来越高的技术要求。作为生产线的输入和输出设备，步进梁被布置在生产线的入口或是出口完成钢卷的输入和输出，并根据工艺要求，与其周围有关的设备进行配合，实现多工位的安全上料或卸料。它与其周围的其它相关设备融为一体，实现了快节奏生产及高产量的自动化。

图3 步进梁示意图

（1）下卷小车将钢卷运输到4#或2#鞍座。

（2）梭车将钢卷运输到6#鞍座称重，并完成对带钢的打包工作。

（3）当打包机完成打包后退回待命位置时，出发一号步进梁启动信号。

（4）一号步进梁将6#鞍座上的钢卷托起并向前运输。

（5）一号步进梁运输完毕回到待命位置后，再由二号步进梁启动运输或由天车吊走入库。

1.2 应用缺陷

随着连退设备产能的逐步释放和市场需求量的不断提升，在实际使用过程中，发现现有出口钢卷运输系统存在明显缺陷。一是产能的提高使运输系统已经无法满足高产能下钢卷运输要求，需要手动干预钢卷运输，不仅使运输安全无法保障，同时增加了操作人员负担。二是信号电缆和动力电缆易松动，由于电力电缆和控制电缆，以及小车行走和升降的位置信号电缆全部安装在电缆拖链内，在液压运行和小车行走时，由于振动、拖链的拉扯作用，极易使小车信号线、电缆线和极限开关松动、磨损而产生故障，造成整个小车运行系统的信号中断，导致机组局部区间停机。由于电缆拖链内的信号线过多，其故障电缆不易查找和更换，造成故障或停机，因时间过长而影响生产。

2 系统改造

2.1 程序优化

由于连退机组产能提高，出口钢卷运输系统原设计已无法满足生产要求，需要整体提高钢卷运卷速度。首先，通过修改程序和调节变频器参数，将CC1、CC2和钢卷运输小车横移速度提升，重新调整所有小车升速和减速斜坡时间，保证钢卷小车在提高速度后的稳定运行。其次，重新调整钢卷小车卸卷自动步，修改运卷小车和步进梁之间的连锁条件，在保证运输系统安全的情况下，缩短钢卷由运卷小车运输到步进梁的时间。最后加大步进梁液压缸的开口度，使步进梁整个运卷动作时间缩短。通过对出口钢卷运输系统整体改造，使钢卷运输时间与改造前相比减少了70 s，经过测试完全能够满足现阶段生产需求（见图4）。

2.2 硬件改造

信号电缆和动力电缆布置优化，将原来固定在小车上的小车移动位置控制极限和感应开关移到小车坑道两侧的墙壁上，将原固定在墙壁上的极限撞铁固定在小车上。这样，原电缆拖链内的部分信号线被移出，穿在套管内固定在墙上，不再随电缆拖链移动，减少了因信号电缆损坏造成的故障。将液压软管、小车动力电缆、信号电缆进行合理排布、分类规整，当出现故障时可快速判断问题电缆并及时更换。