棒材線精整區(qū)提速增產(chǎn)綜合優(yōu)化

魏建宏， 王保勤， 任斌應(yīng)， 王朝輝

（山西中陽鋼鐵有限公司， 山西 呂梁 033400）

山西中陽鋼鐵有限公司棒材生產(chǎn)線是從意大利達(dá)涅利公司引進(jìn)的，自動化程度較高，包括一級自動化與二級自動化系統(tǒng)。投產(chǎn)以來產(chǎn)能一直得不到釋放，尤其是Φ12 mm、Φ14 mm等小規(guī)格班產(chǎn)量低，噸鋼加工成本較高。分廠提出了通過提速增產(chǎn)來降低噸鋼加工成本的研究課題，由于產(chǎn)能主要受限在精整區(qū)，所以從冷床對齊輥道開始到收集臺架整個區(qū)域就是我們研究優(yōu)化的重點(diǎn)，通過增加選擇性雙平臺及自動撞包功能、3號4號及提升鏈全自動化運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)、優(yōu)化精整區(qū)程序、增加計數(shù)器、永磁輥等設(shè)備、攻關(guān)Φ12 mm剪切時無法自動對齊等10項(xiàng)措施使得精整區(qū)收集效率大大提高，軋線產(chǎn)能大大釋放，噸鋼加工大大降低。

1 改造思路

棒材Φ12 mm、Φ14 mm等小規(guī)格班產(chǎn)量低，通過分析討論產(chǎn)能主要受限于精整區(qū)，只有將整個精整區(qū)提速，軋線產(chǎn)能才能得到進(jìn)一步的釋放，首先考慮到的提速措施就是增加冷剪的剪切支數(shù)，但公司為了保證冷剪的剪切質(zhì)量，端部不能有馬蹄形、彎頭等缺陷，因而剪切支數(shù)上已經(jīng)沒有優(yōu)化的空間了。于是我們又在提高剪切、收集節(jié)奏上做研究，通過一段時間的論證，冷剪剪切、收集節(jié)奏上有很大的優(yōu)化空間。2015年在敲定新增2臺計數(shù)器的基礎(chǔ)上，我們又前前后后提出了9項(xiàng)提速改造措施，最終一共是10項(xiàng)提速改造措施，其中包括新增設(shè)備2項(xiàng)、新增功能4項(xiàng)、優(yōu)化程序3項(xiàng)、攻關(guān)難題1項(xiàng)。通過這10項(xiàng)措施的實(shí)施，使得精整區(qū)收集效率進(jìn)一步提高，從而使得軋線產(chǎn)能得到了進(jìn)一步的釋放，噸鋼加工成本進(jìn)一步降低。

2 項(xiàng)目實(shí)施

按照既定的目標(biāo)，邊提邊改，陸陸續(xù)續(xù)將10項(xiàng)改造措施全部完成，具體見下頁表1。

2.1 對齊輥道恒速功能的實(shí)現(xiàn)

優(yōu)化前對其輥道在冷床動作完成后，開始以0.4 m/s速度正轉(zhuǎn)，在冷床動作過程中，開始減速至0，冷床動作完成后再以0.4 m/s速度正轉(zhuǎn)。經(jīng)常會發(fā)生對不齊問題，尤其是冷床距離較遠(yuǎn)時，這樣給后續(xù)冷剪剪切帶了諸多不便。于是通過修改程序增加了恒速功能。優(yōu)化后能夠使其恒速，保持在0.4 m/s運(yùn)行。通過近一年來實(shí)際運(yùn)行情況，效果明顯。

2.2 永磁輥提高推尾效率的增加

改進(jìn)前冷剪剪切剩余一定長度的尾部，需要人工進(jìn)行推尾，勞動強(qiáng)度較大，同時效率也較低，而且還存在安全隱患。于是分廠提出對該處進(jìn)行改造來提高效率，降低勞動強(qiáng)度。最先研究方案是：使用優(yōu)化剪切功能，將多余長度碎斷在2號飛剪處，這樣冷剪處幾乎不存在長尾巴，推鋼器可以直接將尾巴推下去，但經(jīng)過論證，該方案下鋼耗較高被否決了。后來又提出幾種方案包括機(jī)械手方案，增加機(jī)械手來推尾，但都由于涉及到安裝空間、投資、復(fù)雜程度等方面因素，也被否定了，最后通過考察發(fā)現(xiàn)增加永磁輥的方案，通過在冷剪前將1號甩尾輥更換為永磁輥，再通過磁力將尾部帶動前進(jìn)來代替人工推尾，經(jīng)過大家的論證，一致認(rèn)為該方案投資低，安裝方便，效果好，最終實(shí)施了該項(xiàng)目，投入至今效果良好。

表1 精整區(qū)提速改造10項(xiàng)措施

2.3 Φ12 mm-9 m/12 m冷剪自動模式無法對齊的攻關(guān)

Φ12 mm規(guī)格9 m定尺和12 m定尺在冷剪剪切時，無法在對齊擋板處自動對齊，頻繁發(fā)生直接撞擊對齊擋板使鋼筋頭部彎曲問題。為此，操作人員只能手動操作對齊，而手動操作時輥道速度為2 m/s，與自動模式下輥道速度3 m/s相差甚遠(yuǎn)，剪切效率大大降低。為此經(jīng)過一段時間的蹲點(diǎn)觀察及FDA曲線跟蹤研究，最終發(fā)現(xiàn)了問題所在：即在鋼頭經(jīng)過輥?zhàn)訒r彈跳使得PH4信號瞬間丟失，致使位置跟蹤功能失效，最終造成了沖擊擋板的問題。

找到問題后開始研究解決方案，定了三個方案通過不斷嘗試使其最終的方案能夠解決該問題，即通過在靠近輥?zhàn)拥奈恢迷黾恿艘唤M對射開關(guān)（見圖1），并相應(yīng)完善鋼筋頭部位置跟蹤部分程序，徹底解決了該問題。Φ12 mm規(guī)格9 m定尺和12 m定尺都能夠自動對齊，剪切效率大大提高。

圖1 新增的PH4對射開關(guān)

2.4 選擇性雙平臺功能的實(shí)現(xiàn)

應(yīng)切分軋制時雙平臺運(yùn)行的需求增加了一項(xiàng)新功能，冷剪剪切后鋼排輸送需增加新功能-選擇性雙平臺收集，例如將前2排（可能存在彎頭）和后3排（存在短尺）自動送入一個區(qū)域集中進(jìn)行挑廢處理，剩余好的定尺排自動進(jìn)入另一個區(qū)域，快速收集，無需挑廢。

根據(jù)生產(chǎn)提出要求，論證分析若要想實(shí)現(xiàn)該功能，難點(diǎn)就在于對鋼排號的精確跟蹤，即任意一排定尺鋼筋是第幾排，通過不斷地修改程序嘗試最終實(shí)現(xiàn)了鋼排號的跟蹤，雙平臺選擇性功能投入至今運(yùn)行良好，使收集有了選擇性，提高了收集效率。

2.5 新型計數(shù)器的投入

棒材生產(chǎn)計數(shù)一直靠人工數(shù)，不僅增加了工人的勞動強(qiáng)度，同時計數(shù)精度也較難保證，數(shù)錯現(xiàn)象時有發(fā)生。同時人工計數(shù)速度慢，成為制約棒材高效收集的一個瓶頸。于是在2015年經(jīng)分廠決定提出對計數(shù)器進(jìn)行改造，隨后引進(jìn)了兩臺北京光電技術(shù)研究所的帶自動分鋼計數(shù)設(shè)備。我方自行完成了新增計數(shù)器系統(tǒng)與現(xiàn)有達(dá)涅利系統(tǒng)的通訊接口程序，包括鏈條及分離臂控制等。

下頁圖2所示為計數(shù)參數(shù)設(shè)置與分鋼畫面，新型計數(shù)器投入后鏈條的最高速度可達(dá)500 mm/s，較原手動計數(shù)時的250 mm/s提高了一倍，收集效率大大提高，同時大大降低了工人勞動強(qiáng)度，2016年6月投入運(yùn)行至今來看，運(yùn)行良好，計數(shù)精度非常高。

2.6 3號、4號鏈條及提升鏈全自動化的實(shí)現(xiàn)

圖2 計數(shù)器參數(shù)設(shè)置與分鋼畫面

3號、4號鏈條不能全自動一直需要人工干預(yù)、提升鏈需人工操作下包按鈕進(jìn)行下包。操作工稍不注意就會將兩包混在一起造成較長時間的生產(chǎn)停頓，另外人為參與操作使得收集效率較低。通過論證分析該區(qū)域要實(shí)現(xiàn)全自動化，關(guān)鍵點(diǎn)在于每層鋼排頭尾的準(zhǔn)確位置跟蹤，即鋼排的頭在什么位置，是在3號鏈?zhǔn)裁次恢茫€是在4號鏈上。經(jīng)過不斷的嘗試，最終通過對鋼排速度做積分功能實(shí)現(xiàn)了鋼排頭尾位置的實(shí)時跟蹤，因而順利實(shí)現(xiàn)了整個鏈條及提升鏈自動化運(yùn)行。

通過編程增加FC1900、優(yōu)化FC1610、FC1620、FC1650對每層鋼排頭尾的較為精確的位置跟蹤功能，最終實(shí)現(xiàn)了鏈條及提升鏈區(qū)域的全自動化運(yùn)行。這樣既避免了混包的風(fēng)險，減輕了操作工勞動強(qiáng)度，同時減少人為干預(yù)大大提升了收集效率。

3 結(jié)語

棒材線精整區(qū)綜合優(yōu)化后，減輕了工人勞動強(qiáng)度的同時大大加快了精整區(qū)收集節(jié)奏，使得軋線產(chǎn)能得以進(jìn)一步得到釋放。從2016年6月技改投入運(yùn)行一年多來看，收集區(qū)收集效率提高近35%，使得軋線產(chǎn)能大大釋放，經(jīng)過測算年可節(jié)約加工成本近400萬元，該項(xiàng)目也獲得公司的高度認(rèn)可，在公司2017年五一技改創(chuàng)新大會上奪得技改創(chuàng)新一等獎。