高速棒材倍尺飞剪工艺技术改进

郎 旭

精轧机组后设置了4 台水冷箱，可以对精轧机组出来的螺纹钢筋进行冷却，精轧后最后一段水箱后设置了成品倍尺3#飞剪，用于对轧件分段剪切，倍尺飞剪的稳定性，直接制约生产的连续性，对成材率和达产率影响至关重要。基于上述原因对其做出相应的改进和完善，保证倍尺飞剪剪切稳定性。

1.1 生产工艺流程

钢坯作为主要的生产原料，需要按照流程和顺序来进行传递，天车根据钢坯的摆放情况来将其送至辊道。在进行真正加温加工之前，需要对原材料进行称重和计量，然后就可以在1000℃以上的加热炉中对其进行加温改造。整个轧线流程内包含18 架轧机，由各种不同种类形式的压机组合存在：①粗轧机组及中轧机组以平行的方式安置，还需要使用直流电设备保持压机处于正常的运作状态；
②Block 精轧机组包含交流变频电机以及悬臂辊环轧机。钢坯作为主要的原材料，需要对其进行不同程度的轧制，可以根据设备的参数大小设定粗细程度。整个轧制流程甚至会达到24 个步骤，只有经过非常缜密的操作工艺流程之后才能生成较为合格的产品。在确定产品的轧制速度时，需要根据光圆的尺寸来确定最大生产速度。如果光圆尺寸在12mm ～32mm，需要保持轧制速度在15.0m/s。利用这种精准性的操作处理模式能够有效降低轧机出现脱轨的现象，最大程度的降低整个操作流程中的生产安全事故。在对钢坯进行轧制之后需要进行冷却，还需要根据成品的直径来选择冷却装置，主要分为大规模和小规模两类棒材控制水冷装置。然后可以将轧件置于冷床进行裁剪，并输出，还需要经过人工的筛查和捆绑之后才能够最终进入仓库。

1.2 工艺特点

①工艺流程具有持续性。整个生产工艺流程可以在较高温度下保持长时间的持续运转，且在整个工作期间能够具备较高的工作效率；
②散热技术较强。整个生产线能够有效的节约能源与资源的投入，实现生产单位经济获取与周围环境保护之间的平衡；
③无头焊接技术。利用该技术的实施能够有效提高后期作业生成的效率；
④与产品的适应性较强。整个生产工艺中使用的是短应力线式轧机，能够提高操作设备和操作工艺之间的精准性，将产品的尺寸误差控制在最小范围内。此外，使用该生产工艺能够有效降低轧辊损坏率，在提高滚轴的使用年限的同时，还能够提高整个生产流程的操作效率；
⑤悬臂式轧机承载能力较强，可以根据轧机内不同的模块形式来选择具体的机组径度；
⑥使用无空性轧制技术，提高后期产品成品的质量与效率，并减少对辊轴的磨损率；
⑦控冷技术的使用。由于温度是影响整个工艺操作流程效率以及后期产品质量的主要因素，需要操作人员采用科学合理的控冷技术来保持操作流程中的环境温度符合标准要求，在整个机组内设置预冷装置，能够有效降低产品因温度过高而出现的损坏现象，提高产品的冷却率，还能够利用这种高科技技术设备来完成产品质量的提高；
⑧零间隔轧制技术。利用将飞剪设备安置于切头和切尾地区，有效降低生产流程过程中的生产停滞现象，增强生产工艺中的过渡型；
⑨除尘清洁技术。保持生产工作环境的干净整洁性是提高整个生产设备高效率的主要操作手段，利用喷雾除尘设备来改善生产环境的空气质量，还需要在每次生产工艺之前到现场进行除尘工作，才能最大程度地保证现场生产环境的适应度；
⑩高速上钢技术。在对钢材进行轧制之后需要裁剪，这时利用高速圆盘裁剪技术能够有效保持裁剪的精确度和裁剪时间。在该部分工作完成之后，就可以将裁剪之后的轧机材料投入冷床设备内，能够有效减少因剪切不合格而导致产品纠缠出现的事故问题，提高产品的生产效率，在消除各种危险因素之后，能够提高对工作人员操作过程中的生命安全保障；
油气润滑技术。大部分生产机器设备在使用一定时间之后就会出现磨损的状态，机器设备之间的相互摩擦可能会导致整个生产机械无法达到之前设定的参数水平，需要利用油气润滑技术来在关键设备内加入润滑油，确保设备能够按照正常速度开展工作，而且还需要根据设备的不同需求来选择较为合理的润滑油。

1.3 高速棒材倍尺飞剪系统组成

高速棒材系统内的倍尺飞剪体系由三部分构成：①伺服电缸摆杆系统是其中非常重要的环节和组成部分，通过摆动的操作形式来完成整体的剪切工作，在水平来回摆动的状态下实现反复运动。②气缸控制后摆杆。整个操作摆杆体系由两个通道来完成，使得被剪切后的钢材进入到两个环节，对其进行分类处理；
③倍尺飞剪技术可以根据控制操作系统来完成信号的编码和计算，可以获得精准度更强的轧件长度。然后帮助前期的各种操作系统保持在一定的剪切位置内，提高整个棒材轧件的工作效率与质量。

1.4 倍尺飞剪的工作原理

随着生产工艺手段的不断升级与优化，倍尺飞剪凭借其主要的优势已经在国外市场内被广泛使用，能够对于当前生产效率较高的工作状态形成一定的适应性，还能够有效降低各种环境因素的影响和制约问题。该操作体系的主要工作原理表现为：首先，要经过信号传导才能够获得后期剪切长度的预定标准，而传导的工具主要是热金属探测器的接收信号的软件部分；
其次，需要根据所接收到的信号信息来进行计算，按照所获得的计算标准和实际的发展状况与要求来进行剪切与调节；
再次，剪切过程需要控制操作流程的速度，我们通常都会以v1 来表达线速度水平分量，而以v2，来表示轧件速度，而二者之间的关系主要以公式V1=V2+（0%～10%）V2 来表示；
最后，使用再生制动减速来完成最终的操作流程，剪切控制设备也会恢复到原有的状态。

①影响因素剖析。倍尺飞剪体系存在不稳定现象，我们主要是从整个工作原理的控制体系以及后期的实践操作体系来进行综合考究，从而找出整个体系中影响后期操作流程稳定性的生产设备和工艺流程，我们可以发现其中的金属探测器可以作为最主要的影响设备；
②热金属探测器。HMD 检测结果与热金属探测器之间的操作工艺和整体的操作步骤具有紧密关联，而造成后期检测结果出现误差的主要因素为：温度环境因素导致，如果整个操作系统软件前端温度无法达到要求，就会导致在后期进行热金属探测工作中出现较多雾气来影响测量结果精准性，此外，氧化反应等现象的存在，也会导致整个操作体系出现误差；
金属探测器的具体元件构成也是导致后期探测出现失误的主要原因；
③倍尺飞剪定位码盘。编码器作为影响该码盘的最主要设备，如果参数出现较大误差，则会导致更多安全事故现象的出现，严重威胁到当时操作的工作人员的生命安全，对整个操作流程中的其他设备软件形成威胁，甚至可能会出现连续的事故问题导致整个生产操作流程无法按时完工，尤其表现在飞剪堆刚等情形下。

倍尺后期的操作效率和质量深受下列因素影响：①剪刃定位。该影响因素是造成后期系统误差最为强烈的因素，而且该误差因素也是整个系统误差体系中极为关键的一环，此外，系统扫描执行时间和飞剪加速时间的影响因素都具有一定的影响意义；
②微张关系。该关系主要存在于轧机之间，会导致后期的材料和形式受到影响而发生变化，而且变化的具体形态无法保持单一性，也会在长期的积累下形成累积误差现象。通常情况下，累积误差与轧件倍尺设定之间呈现正比反向关系，如果之前设定的参数较小，那么后期的累积误差也会随之而降低。

4.1 后摆杆气缸控制分缸导槽改为伺服电缸控制

伺服电缸作为高速棒材生产工艺流程升级过程中替代气缸执行的主要元素，具有非常高的应用价值和使用价值，而且该元素在目前生产水平的情况下，无法找到与之相替代的元件。伺服电缸的主要优势表现在：①运动精确度较好，能够在摆杆操作移动过程中起到一定的掌控作用；
②安全性和稳定性较强；
③能够在长时间内以较为稳定的效率连续生产，最长工作时间可达到1000h；
④环境抗压能力较强，即使周围环境可能会出现一定的变化，伺服电缸的生产效率依然可以发挥到一定水平；
⑤具有较强的感应能力，主要是利用PLC 来作为控制操作体系，能够在下一环节开展之前就得到精准的倍尺长度计算，实现遥控操作感与对应槽之间的高度适应。

4.2 轧机改造

连铸坯作为高速棒材生产环节中必不可缺的生产原料，对于后期的整体效率和产品的最终质量具有决定性的影响意义，在该原料的基础上需要搭配高效率的飞剪等操作技术，才能够更好地实现负荷的平均分压。对于原材料的形态而言，具体的形态尺度为150mm×150mm×12000mm，而在进行后期的工艺流程优化的过程中，可以从孔系系统来进行升级，在提高整个精轧机组的生产效率和生产质量的同时，还能够对各种操作原材料进行可持续的循环利用。悬臂式轧机是整个操作系统中非常重要的设备，为更好地实现轧机改造，需要保持该轧机以顶角45°来作为高效率生产的参数，能够有效地提高整个生产单位的安全性和生产流程的持续性。

4.3 水冷系统改造

对于原有的高速棒材生产线而言，其中的水冷系统包含四个冷却水箱，在长期的生产工作中会消耗极大的能源与水资源，而给整个生产线带来的冷却效率却远远达不到标准水平。在此基础上对其进行系统改造与升级优化，根据不同的操作环节和流程来安置水箱的位置，根据精轧环节的具体形式来确定水箱的数量，还需要严格明确水箱的实际长度以及水箱之间的宽度，例如，对于预精轧流程而言，在该操作流程完成之后需要设置一个水箱来进行冷却，水箱的长度需要控制在6.2m。螺纹钢穿水工艺作为水冷系统改造中升级的最主要操作方式，根据国内和国际政策的不断变化，该操作体系已逐渐实现更精准的调动，利用弱穿水工艺来代替强穿水工艺，才能够更好地实现冷却水流的精准掌控，按照刚才的具体需求来为其供给相应的水压，在帮助整个生产工艺行业实现效率提高的同时，还能够有效节约生产成本，带来更高的经济效益回报。

4.4 倍尺长度的优化

在进行高速棒材的剪切过程时，使用的最主要的设备是倍尺，但最终的剪裁结果无法与之前设定的长度具有高度匹配性，这主要是由于轧件长度具有极其强烈的变化性，如果采用标准化的测量方式预估长度，可能会导致后期的剪裁结果与前期预算产生较大的误差。为更好的解决这一现象，操作人员通常都会利用短倍尺和短尺棒材来进行优化操作，需要考虑到当时生产工艺的定时长度以及在操作环境下所形成的冷床条件，利用各种环境因素和生产设备因素的影响来最终确定操作的具体流程与步骤。通常情况下，整个棒材的最终长度都会进行提前预估，前期的棒材尺度可以直接确定下来，但要想真正实现整个棒材的优化处理，就需要在后期进行长度的剪切控制。操作人员通常都会利用国际标准下的最小短尺长度来确定整个高速建材材料的长度参数，而具体的优化原则为：首先，以最小倍尺长度为低限度，才能赋予后期操作施工更大的更换可能性；
此外，还需要考虑到冷床条件的具体情形，根据该设备的具体环境和操作流程来进行后期短尺的长度确定。

5.1 应用效果

①实现及时通讯工作，主要是利用了新型T400 与传动系统的组合，然后对于相关的硬件措施进行调整与修改；
保存时间持久，可以永久储存在一定的程序芯片内，对后期的发展有着借鉴意义，还可以保证数据的完整性。在T400 内加入新式程序，以CFC 为主要表现程序，能够有效降低检测距离，实现内部各类漏洞的弥补，实现参数细节的最大化调整，使其与各类装置共同应用。②使用更加精准的机架测量仪器，能够减少因抛钢现象带来的异常故障，还能够提高后期的测量精确性。③将检测的时间控制在1.6ms，在规定时间内完成所有的扫描任务。

5.2 高速棒材生产线技术指标

对原有的高速棒材进行生产线部分的优化与升级改造，对其中的主要环节和步骤进行整改，能够有效提高后期的抗震级别，尤其是可以在原有基础上提高至年产6,000,000，t400MPa 的生产级别。而整个生产线能够将每小时的生产量扩展至130t，具有非常高的效率与应用价值。此外，整个生产线的生产工艺和技术流程具有较强的科技性，在国内市场中占据非常高的地位，能够提高后期生产产品的精确度和整体质量。

总而言之，本工艺技术代表了当今国际上同类轧钢生产线的最高水平，它的建成投产，成为了钢铁企业的一个标杆。同时生产线的高起点、高标准为激烈的市场竞争打下了坚实的基础，为其他同类钢厂的建设提供了一个很好的模板。该工程投产以来，各方面情况一直都很正常，产品供不应求，产品质量深受广大用户的一致好评。实践证明，该生产线工艺布局合理，技术水平先进，工艺装备精良、生产自动化水平高，产品质量过硬，成为了行业内的标杆。