基于小棒成品对齐后挑头系统的改造实践

可明辉 周印昊

摘要：宝武集团鄂城钢铁轧材厂棒二车间主要生产Ф20-Ф40mm螺纹钢，成品在上冷床前，通过倍尺剪切得到多个倍尺钢材，其最后一根倍尺钢材（即尾倍尺钢材）的尾部尺寸以及直线度等往往不符合产品质量要求，通过人工挑头，然后将挑选出的尾倍尺钢材的尾部不合格部分剪切掉，该方案劳动强度大，效率低。如不进行挑头处理，直接在定尺剪切之前，将一批倍尺钢材的尾部全部剪切掉，则直接将正常倍尺钢材的合格部分也剪切掉，造成了材料浪费。通过增加钢材挑头装置解决了挑头的问题。

关键词：倍尺剪切;定尺剪切;对齐;挑头系统

一、前言

该厂棒二主要生产Ф20-Ф40mm螺纹钢，钢坯在轧制过程中，一般需要对一条钢坯按生产规格进行倍尺剪切，然后再将得到的倍尺钢材卸载到冷床冷却并对齐，最后再将各倍尺钢材卸载到冷剪处进行定尺剪切，得到适合交付客户的定尺钢材。其中，钢坯通过倍尺剪切得到多个倍尺钢材，其最后一根倍尺钢材（即尾倍尺钢材）的尾部尺寸以及直线度等往往不符合产品质量要求，因此在进行定尺剪切之前需要将尾倍尺钢材挑选出来（这一挑选过程可以称为挑头），然后将其尾部不合格的一段剪切掉。

二、存在问题

目前，一种方案是通过人工挑头，然后将挑选出的尾倍尺钢材的尾部不合格部分剪切掉，该方案劳动强度大，效率低;另一种方案是不进行挑头处理，直接在定尺剪切之前，将一批倍尺钢材的尾部全部剪切掉，则将正常倍尺钢材的合格部分也剪切掉，造成了材料浪费。

三、解决措施及分析过程

在冷床对齐辊端部开发研究制作气动自动挑头系统（见下图1图2），并实现成品最后一条长倍尺尾部自动挑选出来，并比其它倍尺端部长出一定的长度，并可无极调节，在冷剪处单独剪切掉尾材尾部，减少工人劳动强度，节约钢耗。挑头装置包括活动挡板和活动挡板驱动机构，其中，活动挡板的第一端面与活动挡板驱动机构连接，活动挡板中与第一端面正对的第二端面正对冷床对齐辊最后一个卡槽的端面设置，第二端面作为对齐辊最后一个卡槽的对齐位置;控制单元分别与倍尺钢材图像采集单元、活动挡板驱动機构以及冷床步进齿条的驱动机构通信连接，用于根据步进齿条的驱动机构的反馈信号确定尾倍尺钢材的位置，根据倍尺钢材图像采集单元采集的倍尺钢材的图像确定尾倍尺钢材的规格，进而根据尾倍尺钢材的规格确定尾倍尺钢材的对齐位置，并在确定尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽时，控制活动挡板驱动机构带动从正常倍尺钢材的对齐位置向尾倍尺钢材的对齐位置运动，并在确定尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽时，控制活动挡板驱动机构带动活动挡板从尾倍尺钢材的对齐位置向正常倍尺的对齐位置运动。活动挡板驱动机构包括供气机构、有杆气缸、气缸支座和线性位移传感器，供气机构通过气管分别与有杆气缸的有杆腔和无杆腔连接，线性位移传感器与控制单元通信连接，有杆气缸通过气缸支座安装在冷床的机架上，有杆气缸的活塞杆通过销轴与活动挡板的第一端面连接，有杆气缸的活塞杆通过连接杆与线性位移传感器连接，且线性位移传感器的信号发射端面与第二端面平行设置，供气机构给有杆腔送气时，活塞杆带动活动挡板远离正常倍尺的对齐位置，并在线性位移传感器确定第二端面到达尾倍尺钢材的对齐位置时停止运动，线性传感器的方向与有杆气缸的活塞杆的方向平行设置，供气机构给无杆腔送送气时，活塞杆带动活动挡板靠近正常倍尺的对齐位置，并在第二端面到达正常倍尺钢材的对齐位置时停止运动。供气机构包括依次连接的球阀、气动三联件、电磁气阀和两根气管，电磁气阀通过两根气管分别与有杆气缸的有杆腔和无杆腔连接。电磁气阀与控制单元通信连接，电磁气阀得电时，供气机构通过电磁气阀向有杆腔送气，电磁气阀失电时，供气机构通过电磁气阀向无杆腔送气。活动挡板驱动机构还包括活动挡板导向机构，活动挡板导向机构包括底板、第一侧板和第二侧板，底板、第一侧板和第二侧板连接构成凹型槽，第一侧板上设置有导向槽，活动挡板通过其侧面导向杆和螺帽套接在导向槽中，活塞杆带动活动挡板运动时，活动挡板始终位于凹型槽中。对于每一段钢坯对应的一批倍尺钢材，通过控制单元跟踪尾倍尺钢材位置，并根据倍尺钢材图像采集单元采集的倍尺钢材的图像确定尾倍尺钢材的规格，进而根据尾倍尺钢材的规格确定尾倍尺钢材的对齐位置;当确定尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽时，通过控制单元向活动挡板驱动机构发送第一控制指令，以使活动挡板驱动机构响应于第一控制指令带动活动挡板运动至尾倍尺钢材的对齐位置，并在尾倍尺钢材到达对齐辊的最后一个卡槽后，通过对齐辊带动尾倍尺钢材尾部运动至尾倍尺钢材的对齐位置;当确定尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽时，通过控制单元向活动挡板驱动机构发送第二控制指令，以使活动挡板驱动机构响应于第二控制指令带动活动运动至正常倍尺钢材的对齐位置。

四、小结

通过增加挑头系统后，鄂钢棒二生产螺纹钢时，针对不同规格产品通过线性位移传感器控制挑头尺寸（65～80mm），成品剪切可节约钢耗0.1Kg/t，达到改造效果。

作者简介：可明辉（1970.08.12-），男，在职研究生，高级工程师;周印昊，（1983.09.26-），男，本科，工程师。