淺析棒材成層區(qū)域設(shè)備工作原理及控制方式

李 輝，張慶利

（天津鋼鐵集團(tuán)有限公司，天津300301）

0 引言

目前，由于各種原因造成操作工人新老交替和更換頻繁，天津棒材廠成層區(qū)設(shè)備操作人員也在不斷的更換。由于新職工對(duì)該區(qū)域設(shè)備的不熟悉和操作經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致生產(chǎn)或安全事故的發(fā)生機(jī)率增加。為杜絕這一隱患，使新職工盡快了解和熟悉成層區(qū)設(shè)備運(yùn)行和操作，本文對(duì)該區(qū)域相關(guān)設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的介紹，由成層小車、成型鏈、移鋼小車（抽出小車）、冷床出口輥道這幾種組成成層區(qū)的主要設(shè)備入手，對(duì)以上這幾種設(shè)備的布局、工作原理及相關(guān)操作，對(duì)成層區(qū)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

1 成層區(qū)相關(guān)設(shè)備的布置及原理

1.1 成層小車

1.1.1 布置

成形架布置見圖1。

1.1.2 成層小車升/降

圖1 成形架布置

為保證連續(xù)成層，小車分成相似的兩組（A 和B）輪流替換。其中總有一個(gè)是在收集區(qū)（高位，在冷床上收集鋼材），另一個(gè)在移鋼小車卸料（全向前位），或回到停止位，或已經(jīng)停止（在低位）。

成層小車帶有磁性，由汽缸控制上升和下降，汽缸由單繞組雙位電磁閥控制，其動(dòng)作由傳感器檢測(cè)編碼器復(fù)位和成層小車的鋼材層的信號(hào)來控制。

當(dāng)裝料時(shí)，成型小車上升到收集位置收集層的第一支棒材，這個(gè)棒材收集位置是固定的，并在試車時(shí)設(shè)置（這個(gè)位置可以保證最大的收集層寬）。當(dāng)卸料時(shí)，成型小車下降，開始返回準(zhǔn)備運(yùn)行下一次循環(huán)。

1.1.3 成層小車向前/向后

每個(gè)小車（A 和B）都由帶逆變器的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。主驅(qū)動(dòng)運(yùn)行速度由速度反饋控制，每個(gè)小車都有增量編碼器來檢測(cè)位置。每個(gè)成層小車配有三個(gè)磁板，磁板使得成層小車上的成層更精確，成層小車的磁化電流由監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)設(shè)。每個(gè)成層小車都配有兩個(gè)超行程限制開關(guān)，設(shè)備運(yùn)行期間向前和向后的安全位置一直被監(jiān)測(cè)。

由A 車或B 車交替形成新層，一個(gè)小車成層，另一小車卸料。當(dāng)新層形成時(shí)，由成層小車送出到卸料位置，等待移鋼小車拾起鋼材。成層小車磁板的磁性控制與移鋼小車時(shí)序同步，以便使層輸送在正確模態(tài)。隨著移鋼小車拾起層，成層小車下降并向回移動(dòng)到冷床位置，準(zhǔn)備下一個(gè)周期。

1.2 成型鏈

1.2.1 布置

成型鏈布置見圖1。

1.2.2 工作原理

成型鏈放在成層小車的同一線上，成層鏈包括三個(gè)部分，驅(qū)動(dòng)由交流電機(jī)通過減速機(jī)傳動(dòng)，由變頻器控制。成層鏈范圍保持與成層小車對(duì)齊，這僅是冷床的一小部分。

當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到鋼材在冷床最后一齒時(shí)，則成層鏈自動(dòng)順控開始。在收集時(shí)，成層鏈與成層小車的移動(dòng)是同步的，當(dāng)完成收集層時(shí)，成層小車和成層鏈將在比冷床運(yùn)行周期短的時(shí)間內(nèi)切換出收集區(qū)[1]。

1.3 移鋼小車

1.3.1 布置

移鋼小車布置見圖2。

圖2 移鋼小車布置

1.3.2 移鋼小車升/降

移鋼小車從成型架成型鏈上拾取鋼材，然后卸到冷床出口輥道上。移鋼小車由移鋼架、連桿機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向直柄、液壓缸等幾個(gè)部分組成，導(dǎo)向直柄進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)，其他部分進(jìn)行垂直運(yùn)動(dòng)。移鋼架的最前端被當(dāng)成特殊的磁性移鋼架0 部分，該部分裝有四個(gè)磁板，移鋼小車其他無磁力部分均與0 部分同步。

移鋼小車通過雙線圈三位電磁閥控制液壓缸向上或向下移動(dòng)，移鋼小車的位置檢測(cè)是通過傳感器完成的。

移鋼小車移到拾鋼位置時(shí)，從成層小車和成層鏈上拾取鋼材。僅在生產(chǎn)彈簧鋼扁鋼時(shí)，移鋼小車移到拾鋼位置時(shí)，才從成層鏈上拾取鋼材。移鋼小車下降把鋼材放到冷床出口輥道上。成型和移鋼小車運(yùn)行圖見圖3。

圖3 成型和移鋼圖

1.3.3 移鋼小車向前/向后

移鋼小車都是交流電機(jī)傳動(dòng)、變頻驅(qū)動(dòng)控制，每個(gè)主驅(qū)動(dòng)有速度反饋控制。移鋼小車移動(dòng)速度將由操作人員在控制臺(tái)上監(jiān)控畫面預(yù)設(shè)。移鋼小車都由增量編碼器監(jiān)測(cè)實(shí)際設(shè)備位置。四個(gè)磁板安裝在移鋼小車的0 部分，磁板系統(tǒng)允許在冷床出口輥道上堆放鋼材層時(shí)精確的定位。移鋼小車磁電流也在監(jiān)控畫面上預(yù)設(shè)。兩個(gè)超行程極限開關(guān)用于0 部分移鋼小車移動(dòng)時(shí)，向前、向后安全位置的監(jiān)控，每個(gè)小車設(shè)置一個(gè)接近開關(guān)為編碼器復(fù)位[2]。

移鋼小車0 部分控制著與其同步的其他部分。當(dāng)移出棒材準(zhǔn)備好時(shí)（貨層形成），移鋼小車自動(dòng)執(zhí)行周期并完成將棒材堆放于輥道上。在這一點(diǎn)，移鋼小車返回起始位進(jìn)入新一輪循環(huán)，同時(shí)棒材被送向剪切區(qū)。成層小車順控與移鋼小車0 部分電磁控制同步以便以正確的方式傳送存放層。

1.4 冷床出口輥道

1.4.1 布置

冷床出口輥道布置見圖4。

圖4 冷出出口輥道布置

1.4.2 工作原理

輥道是用來把鋼材傳送到定尺區(qū)。每個(gè)輥?zhàn)佑山涣麟姍C(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)分組，每組有一個(gè)變頻逆變器控制。輥道分為兩部分，兩部分一起工作，使棒材層在冷床區(qū)前進(jìn)。起動(dòng)電機(jī)的命令被執(zhí)行，棒材層開始駛離出口輥道直至鋼材層完全從輥道出來。在這點(diǎn)上，輥道停止，新層卸下來。

2 成層區(qū)的控制方式

成層區(qū)域的控制范圍包括上述提到的所有設(shè)備，但不包括定尺冷切區(qū)域的那部分輥道。

2.1 自動(dòng)方式

在自動(dòng)方式控制下，操作人員會(huì)根據(jù)不同的產(chǎn)品規(guī)格及要求，在控制系統(tǒng)中預(yù)設(shè)相應(yīng)的控制程序，此時(shí)主控系統(tǒng)將按照預(yù)設(shè)好的程序自動(dòng)控制成層小車、移鋼小車及出口輥道等設(shè)備進(jìn)行動(dòng)作，確保鋼材順利進(jìn)入成品稱重區(qū)[3]。具體的控制功能說明不在此詳述。

2.2 半自動(dòng)方式

2.2.1 成層小車前進(jìn)/后退。

操作工可利用“單步按鈕”使成層小車和成層鏈單步運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)周期進(jìn)行的時(shí)候，按鈕燈一直亮著。

操作工可利用“單步按鈕”使成層小車和成層鏈結(jié)束一個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)后自動(dòng)停止，周期進(jìn)行時(shí)，按鈕燈亮。

2.2.2 移鋼小車前進(jìn)/后退

操作工能利用“周期”按鈕啟動(dòng)移鋼小車的整個(gè)周期，該命令為觸發(fā)型，當(dāng)周期進(jìn)行的時(shí)候，按鈕燈亮。

2.3 手動(dòng)方式

在正常周期下，該裝置不需要手動(dòng)操作。手動(dòng)模式只用于設(shè)備維護(hù)和目視檢查。

2.3.1 成層小車上升/下降

操作工可通過“A 部分選擇”“B 部分選擇”按鈕來選擇想要移動(dòng)的成層小車部分。該命令為觸發(fā)型，當(dāng)某一部分被選的時(shí)候，按鈕燈亮。

操作工可利用“上升/下降”按鈕來選擇成層小車的上升和下降，該命令為觸發(fā)型，當(dāng)執(zhí)行命令的時(shí)候，按鈕燈亮。

2.3.2 成層小車前進(jìn)/后退

操作工可利用“前進(jìn)/后退”命令來選擇成層小車的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)按鈕被執(zhí)行的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可停在任意位置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)也可向前和后退。在命令執(zhí)行的時(shí)候，按鈕燈亮，并且一旦到達(dá)預(yù)定位置，按鈕燈滅。

2.3.3 成層小車的磁體

操作工可利用磁性開/關(guān)按鈕來給成層磁體充磁或消磁。該命令為觸發(fā)型，當(dāng)執(zhí)行充磁命令的時(shí)候，按鈕燈亮，并在確認(rèn)磁性時(shí)亮。

2.3.4 成層鏈前進(jìn)/后退

操作工可分別利用“前進(jìn)/后退”兩個(gè)按鈕移動(dòng)成層鏈，當(dāng)其中一個(gè)按鈕按下的時(shí)候，成層鏈的驅(qū)動(dòng)電機(jī)會(huì)一直運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)成層鏈的前進(jìn)或后退。當(dāng)按鈕被松開時(shí)隨即停止成層鏈的移動(dòng)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)可停在前進(jìn)或后退過程中的任意位置。成層鏈的驅(qū)動(dòng)電機(jī)也可進(jìn)行預(yù)定位置的前進(jìn)或后退，在進(jìn)行預(yù)定位置移動(dòng)時(shí)，按鈕燈亮起，一旦到達(dá)預(yù)定位置，按鈕燈自動(dòng)熄滅。

2.3.5 移鋼小車升/降

操作工可利用升/降按鈕來實(shí)現(xiàn)移鋼小車的升降。當(dāng)按鈕按下時(shí)，機(jī)器一直運(yùn)動(dòng)。機(jī)械可在任意位置停止，機(jī)械也可停在最高或最低位。在機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，按鈕燈一直閃爍，但到達(dá)最終位置時(shí)亮。

2.3.6 移鋼小車前進(jìn)/后退

操作工可利用前進(jìn)/后退按鈕來實(shí)現(xiàn)移鋼小車的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)按鈕按下時(shí)，移鋼小車驅(qū)動(dòng)電機(jī)一直在運(yùn)動(dòng)，電機(jī)可停在任意位置也可停在最前和最后位置。當(dāng)命令被執(zhí)行的時(shí)候，按鈕燈一直亮著，并且在到達(dá)極限位置時(shí)按鈕燈熄滅。

2.3.7 移鋼小車磁體

操作工可利用“磁性開/關(guān)”按鈕來實(shí)現(xiàn)移鋼小車的充磁和消磁，該命令為觸發(fā)型。當(dāng)磁性命令被執(zhí)行時(shí)，按鈕燈閃爍，并在確認(rèn)有磁性時(shí)亮。

2.3.8 冷床出口輥道

操作工可利用“Forward-0-Reverse”操作桿進(jìn)行輥道移動(dòng)，當(dāng)這個(gè)操作桿給命令時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.4 設(shè)備的急停

萬一在主操作臺(tái)上執(zhí)行了“急?！泵?，主傳動(dòng)則立即會(huì)以允許的最大電流進(jìn)行制動(dòng)。然后主傳動(dòng)完全斷電。但控制磁體的傳動(dòng)裝置則不受影響，也就是說，急停時(shí)磁性不必消磁。電磁閥立即斷開，運(yùn)動(dòng)直接停止[4]。

3 結(jié)束語

通過本文對(duì)棒材廠成層區(qū)相關(guān)設(shè)備的配置、布置、工作原理、運(yùn)行程序和控制方法的介紹和分析，可以讓職工在工作中提高對(duì)精整成層區(qū)域相關(guān)設(shè)備的了解和認(rèn)知，能更好的對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作和維護(hù)，以便于根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況對(duì)設(shè)備進(jìn)行完善優(yōu)化，確保生產(chǎn)過程中不會(huì)發(fā)生因盲目操作或錯(cuò)誤操作等原因?qū)е碌母黝惿a(chǎn)或安全事故。