板坯去毛刺機工作原理淺析

丁東如

【摘要】鄂鋼板坯鑄機由于各種原因，造成部分鋼種毛刺去不干凈，不僅嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量，也增加了人工清理的難度，結(jié)合現(xiàn)場實際提出改造方案，并付諸實施，并最終成功解決問題，為后續(xù)的板坯軋制創(chuàng)造條件。

【關(guān)鍵詞】輥面劃傷 輥身裂紋 尖角錘刀 對射激光檢測開關(guān) 觸點拉弧粘 去頭 去尾 控制精度

一、概述

現(xiàn)代化的大型板坯連鑄設(shè)備一般均采用火焰切割機將鑄坯切割的方式定尺分段，以滿足軋制工藝要求。切割過程中產(chǎn)生的氧化渣在隨融熔鋼液流動時往往會漫延至切割縫下沿兩側(cè)，并附著在鑄坯下表面形成毛刺。這種毛刺中含有較多的氧化渣成分，硬而疏松，表面粗糙不平，其中還可能包容硬度極高的顆粒。在隨后的輸出及進(jìn)入下一道工序時，這種毛刺不僅可能對輥道、軋輥等設(shè)備造成諸如撞擊、輥面劃傷、輥身裂紋等傷害，而且由于氧化渣會夾雜在熱軋鋼板的首尾部而影響軋材的質(zhì)量，降低成材率。因此，去毛刺效果的好壞直接影響鑄坯的表面質(zhì)量

二、去毛刺機的技術(shù)參數(shù)及工作原理

2.1去毛刺機技術(shù)參數(shù)

驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)速度： ～900 U/min （可調(diào)）

馬達(dá)功率： 45 kW

去毛刺寬度： 2408 mm

去毛刺轉(zhuǎn)子的光圈外徑： 485 mm

液壓提升缸的垂直行程： 總行程100 mm（受調(diào)節(jié)螺栓的限制）

去毛刺時間： 不需停止板坯運動即可進(jìn)行在線去毛刺。在板坯運輸?shù)酱娣哦褕龅钠陂g進(jìn)行去毛刺。

板坯底緣偏差： 離輥道中心線的公差范圍為+/-3 mm

2.2去毛刺機工作原理

鄂鋼煉鋼廠板坯現(xiàn)場使用的去毛刺機為NUMTEC錘刀式去毛刺機，這種機型結(jié)構(gòu)簡單，占用空間少。它是利用高速旋轉(zhuǎn)的一組尖角錘刀，通過2對射激光檢測開關(guān)對鑄坯位置的準(zhǔn)確判斷。

當(dāng)鑄坯頭部前進(jìn)到第1光對射激光檢測開關(guān)時，去毛機輥開始高速正向啟動，高速旋轉(zhuǎn)將錘刀通過離心力甩開，當(dāng)鑄坯頭部前進(jìn)到第2光對射激光檢測開關(guān)時后，按照設(shè)定頭部位置計算，此時鋼坯頭部切口應(yīng)該剛好到達(dá)去毛刺輥上端時，去毛刺輥開始高速旋轉(zhuǎn)向上抬起，抬起到位后（限位檢測）延時1秒開始下降，下降到位后（限位檢測）停止旋轉(zhuǎn)，此過程完成鋼坯的頭部去毛刺過程。

當(dāng)鑄坯尾部前進(jìn)到第1光對射激光檢測開關(guān)時，去毛機輥開始高速反向啟動，高速旋轉(zhuǎn)將錘刀通過離心力甩開，當(dāng)鑄坯尾部前進(jìn)到第2光對射激光檢測開關(guān)時后，按照尾部設(shè)定位置計算，此時鋼坯尾部切口應(yīng)該剛好到達(dá)去毛刺輥上端時，去毛刺輥開始高速旋轉(zhuǎn)向上抬起，抬起到位后（限位檢測）延時1秒開始下降，下降到位后（限位檢測）停止旋轉(zhuǎn)，此過程完成鋼坯的尾部去毛刺過程。

由此可見，位置信號檢測及設(shè)定對去毛刺控制過程起到關(guān)鍵作用

三、去毛刺機控制系統(tǒng)

3.1控制系統(tǒng)組成

控制系統(tǒng)硬件包括西門子公司S7 300型PLC、去毛刺輥驅(qū)動控制LENZE變頻器，以及Numtec公司成套裝置，該PLC通過以太網(wǎng)與鑄機主PLC進(jìn)行通訊，完成與去毛刺相關(guān)的輥道控制。

3.2控制方式

整個工作過程設(shè)定為自動、半自動以及就地手動控制。自動控制為去毛刺機連同前后段輥道一起聯(lián)動。半自動則是操作工可以通過面板來設(shè)置相關(guān)參數(shù)從而讓去毛刺讓其自動完成整個過程，手動則是純手動操作，一般用于維修及特殊需要場合。去毛刺工藝分為：去頭部毛刺，去尾部毛刺，同時去頭部和尾部毛刺三種工作方式，以滿足不同工藝需求。

四、存在的問題

4.1去毛刺機控制動作不正常，主要表現(xiàn)在：

（1）對射激光檢測開關(guān)被碰動或緊固不牢靠，造成信號檢測不好，進(jìn)而造成去毛刺輥不能自動啟動運行；

（2）去毛刺輥甩出油污落到去毛刺輥抬起/落下限位，并沾上毛刺和氧化鐵皮，造成信號誤檢測，進(jìn)而造成去毛刺輥上升后沒有自動下降，去毛刺輥沒有自動抬起等；

（3）去毛刺輥抬起/落下動作頻繁，造成控制繼電器觸點拉弧粘連或接觸不好，進(jìn)而造成去毛刺輥抬起/落下動作異常。

4.2部分鋼種毛刺去不干凈，表現(xiàn)在：有時頭部去不干凈，有時尾部去不干凈，有時二則均去不干凈。

五、解決方案

5.1對去毛刺機控制設(shè)備進(jìn)行改造優(yōu)化，保證控制設(shè)備動作可靠穩(wěn)定。主要完成以下幾個方面改造：

（1）完成對射激光檢測開關(guān)防護緊固工作，保證信號檢測穩(wěn)定可靠，避免去毛刺輥不能自動啟動運行動作條件；

（2）完成去毛刺輥抬起/落下限位檢測防護改造工作，保證信號檢測穩(wěn)定可靠，避免去毛刺輥抬起/落下動作異常情況；

（3）在毛刺輥抬起/落下控制繼電器增加續(xù)流二極管，避免觸點拉弧現(xiàn)象，從根本上消除觸點粘連或接觸不良情況，避免去毛刺輥抬起/落下動作異常情況。

5.2針對不同鋼設(shè)置最優(yōu)的控制參數(shù)，保證設(shè)備控制精度，定期對設(shè)備進(jìn)行維護更換，主要完成以下幾個方面工作。

（1）將去毛刺輥抬起時間，停留時間，去的長度，以及與輥道運行速度進(jìn)行配合，并通過長時間的調(diào)試來讓其達(dá)到最優(yōu)，以及不同鋼種對應(yīng)不同的參數(shù)，并做好詳細(xì)參數(shù)記錄。根據(jù)鋼種不同自動設(shè)定去頭、去尾、滯留時間、毛刺輥轉(zhuǎn)速等參數(shù)，保證最優(yōu)的控制效果；

相關(guān)參數(shù)可以通過HMI（人機接口面板）來設(shè)置：

Input Speed Head（頭部進(jìn)入的速度）：10.5 m/min

Input Speed Head （尾部進(jìn)入的速度）： 10.5m/min

Distance LB1 to LB2（兩光柵之間的距離）； 1600 mm

Distance LB2 to Deburrer（光柵2到去毛刺機的距離）：400 mm

Deburring Way Head（去頭部的長度）： 150 mm

Deburring Way Tail（去尾部的長度）： 100 mm

（2）調(diào)整去毛刺輥抬起后錘刀的回轉(zhuǎn)圓周頂部與前后輸送輥道頂部持平，如不保持同一高度會影響去毛刺效果，也會導(dǎo)致錘片過早磨損；

（3）定期檢查錘片切削邊磨損情況，一旦錘片的磨損量超過3mm以上及時更換錘片

6、結(jié)束語

去毛刺機雖然不是板坯連鑄機主體設(shè)備，但它會影響后續(xù)熱軋的軋制質(zhì)量、軋輥的壽命等，通過對板坯去毛刺機存在的問題進(jìn)行了分析，并提出了解決方案進(jìn)行改造，改造后去毛刺效果大大改善，為后續(xù)的鋼坯軋制創(chuàng)造良好的條件。