棒材厂裙板电气自动化改造解析

徐孟君

（河钢唐钢唐银钢铁有限公司，河北 唐山 063000）

1 棒材厂裙板电气自动化生产的概况

在经历了数十年的漫长研发探索阶段之后，国内的棒材厂裙板电气自动化生产技术得到了明显的提升，并且呈现出愈发成熟的现象。当前国内采用的技术均是以长尺连铸坯制为主，主要的工作原理是借助自动上冷床技术把客户所需的倍尺钢，对于冷却过程，它可以更有序地输送到冷床[1-3]。冷却过程完成后，中间继电器和PCL用于有效控制液压缸。目的是让连杆可以更自由地提升裙板，通常具有周期性特征。从目前国内连续棒材生产线的混凝土结构来看，主体结构可分为三个部分：一个是剪切长度的两倍，另一种是倾斜轨道，另一个是裙板。其中，通过双段剪切机对双段钢进行切割，并对冷床校直板进行更复杂的加工，可以有效实现连轧生产线所有复杂的工艺流程。但是，不可否认，裙板的整个工作流程主要体现在对轧件进行切割，然后将其运送到辊道上。在一系列高、中和低反应之后也需要摩擦，才能达到良好的制动效果[4]。由于，国内整个生产技术条件非常有限，还有很多工艺问题没有得到有效解决，尤其是棒材厂裙边电制动生产的实现，这些问题对整个棒材厂裙板电气自动化改造的全过程将会带来影响。因此，加强我国裙板电气自动化改造还有很长的路要走。

2 棒材厂裙板电气自动化改造中存在的具体问题

近年来，国内棒材厂裙板在推动电气自动化改革方面取得了长足的进步。尤其是在技术水平和工序流程上进行了更加科学地升级和技术处理，在国内，通过推动棒材制造技术的提升，取得了巨大的成功，有力地推动了国内棒材厂电气自动化整体水平的快速发展[5]。但不可否认，中国的整体棒材生产技术与其他发达国家相比仍有发展空间。尤其是石磨机裙板电自动转换的实施还存在许多非常严重的问题。

2.1 电磁阀台回路电流过大

冷床裙板电控部件的有效转换是棒材厂裙边电气自动化转换过程中非常重要的部分。但据相关研究，目前国内大部分冷床裙板都存在回路电流过大的问题，保险丝容易损坏，甚至对整个棒材厂造成严重损坏，造成巨大的经济损失。对于家用冷床裙板的电气控制，每组电磁阀表由上下电磁线圈组成[6，7]。但在实际运行阶段，两个电磁线圈同时产生剧烈的磁场涡流效应，让液压阀的流量更好地控制弹簧，同时电磁线圈本身可以产生较大的磁场涡流。但是，这种方法最大的问题是回路电流显著增加，而且很容易损坏保险丝。

2.2 原装线路的屏蔽系统过于落后

由于安装在家用冷气地群控制系统中的原电路的屏蔽效应和整体动能相对向后，使生产现场面临的实际电压持续下降，不可避免地会造成极端损坏，对整个生产过程造成重要的影响[8]。大多数国内钢厂在特定的工程阶段追求更多的经济效益，他们通常忽视裙板在实际生产阶段是否有效，因此，裙板经历了长期和频繁的操作流程，继续降低生产线上的电压。换句话说，生产线越长，线电压越低，这对原线的整体运行效率影响很大，这是一个很大的劣势。使得整个棒材厂裙板在实施电气自动化改造过程中，远远落后于整体技术进步。

2.3 中间继电器工作效率较低

根据研究，我国在棒材厂裙板的自动化转换过程中，中间继电器的效率需要进一步提高。由于裙边是由多组电磁阀台、液压缸等操作，如果其中任何一个电磁阀台不工作，相关的液压缸延伸功能将失效，裙边将挂起[9]。同时，电气部件相关部件损坏、机械阀表故障、液压缸漏油或漏油、压力不足等进一步加剧了裙板故障的发生频率，中间继电器的触点也会发生接触以及氧化的问题，并且容易出现开合不一致的情况，降低了工作效率。

3 进一步促进棒材厂裙板电气自动化改造的具体措施

从以上可以看出，棒材厂裙板的电气自动化改造存在很多问题，尤其是冷却地板裙板的电控部分。因此，针对上述具体问题，提出以下具体解决方案，旨在进一步促进棒材厂裙板电气自动化改造过程的措施。

3.1 进一步发展棒材生产技术

我们需要积极借鉴国外先进的棒材制造技术，并结合吸收和利用本国的特点。同时，我国要加大棒材生产技术、冷床裙边控制技术的研发投入，加快棒材厂裙板电气自动化改造进程，促进棒材生产快速发展。这需要进一步发展。例如，考虑应用光纤预制棒，光纤预制棒在产业链中具有很高的附加值，掌握了技术的人将赢得市场[10-11]。光纤预制棒是光纤光缆产业链的上游产品，这实际上是用于制造光纤的具有特定折射率分布的石英玻璃棒。通常，直径为几毫米至几十毫米。这是光纤过程中最重要的部分，利润在70%左右，技术门槛高，需要大量资金投入。光纤预制棒制造过程分为两个步骤，纤芯制造是重要的一步，目前光纤预制棒的商业化生产已演变为“两步系统”。第一步是制造芯棒，第二步是在芯棒上添加外涂层以制造预制件[12]。芯棒制造为关键步骤，共分为改进的化学汽相沉积法(MCVD：Modified ChemicalVapour Deposition)、棒外化学气相沉积法(OVD：Outside Chemical Vapour Deposition)、轴向气相沉积法(VAD：Vapour phase AxialDeposition)、等离子体激活化学气相沉积法(PCVD：Plasma activated Chemical Vapour Deposition)。MCVD技术具有更好的折射率控制，更易于操作的优点。MCVD工艺目前使用比较广泛的一种制造方法。MCVD工艺是在高纯度石英玻璃管中进行气相沉积，以氢氧火焰为热源，MCVD工艺的化学反应机理是高温氧化。MCVD 工艺包括两个工艺步骤：沉积和制棒[13]。薄膜沉积是获得设计所需的光纤纤芯的折射率分布，制棒是将气相沉积的空心高纯石英玻璃管熔化收缩成实心光纤预制棒芯棒。目前的 MCVD 工艺使用大直径合成石英玻璃管和外包技术，如火焰水解外包和等离子外包技术来制造大型预制件。这些外包技术弥补了传统MCVD工艺沉积速率低、几何精度低的缺点，提高了质量，降低了成本，增强了MCVD工艺的竞争力。

3.2 应该控制回路电流的变化

在日本的冷床裙边控制技术中，需要通过使用阻抗匹配来抵消电磁阀表面和线缆传输产生的磁力线，进一步加强对回路电流的控制。它还可以通过产生超辐射来干扰周围的电路，达到增加相应电源和控制回路电流的目的。

3.3 要提升中间继电器的性能

日本在棒材厂推进裙板电自动化转换工艺的过程中，需要进一步提高中间继电器的性能[14]。例如，通过使内部元件变形来增加触点容量，从而降低中间继电器触点粘连和氧化的频率，提高中间继电器的性能，这也进一步有利于电气自动化。

4 裙板控制几个问题及分析

4.1 延时制动时间

在轧制过程中，尤其是高速轧制中，摩擦系数不是恒定的，随着制动裙部温度的升高而非线性变化，因此，需要调整延长制动时间，使杠铃停在适当的位置。

4.2 热金属检测器

飞剪前后热金属检测器信号非常重要，直接影响到飞剪分段以及裙板动作，因此，要定期维护热金属检测器，保证信号的稳定性。

4.3 裙板本体

制动裙板凹凸不平也会造成堆钢，因此，要定期打磨裙板，使裙板保持平整，防止棒材头部受阻导致堆钢。

4.4 分段长度

将钢条通过制动裙板抛入钢条后，将其放置在冷却地板上，其有上层冷却地板的最小长度和上层冷却地板的最大长度。如果飞剪断面设置长度过短或过长，程序会自动优化断面长度，在分割之后创建一个棒材直到可以和冷却床相连接。

4.5 累积误差

韶钢特种棒材厂的中型棒材生产线采用直流电机控制裙板运动。由于裙板多次运行，编码器反馈值存在累积误差，直流装置无法实现裙板的准确定位[15]。因此，通过在裙部高位安装接近开关并清除位置编码器，可以消除累积的编码器误差，实现裙部的准确定位。

5 总结

综上所述，近年来我国科技的飞速发展，在棒材制造技术领域取得了显著的成就，有效地促进了棒材厂电气自动化改造的进程。但不可否认，我国棒材厂裙板的电自动化转换工艺仍存在严重缺陷。因此，日本不仅积极借鉴国外先进的棒材制造技术，而且加大研发投入，鼓励棒材制造技术的研发，进一步完善冷床裙边控制技术，应予以推广，促进国内棒材厂裙板生产技术自动化过程。