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浅谈大棒线轧机相关的电气维护与创新

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：徐冠军

[导读] 摘要：大棒生产线使用粗轧机加连轧机的方式进行钢坯轧制，轧机是钢坯质量把控最重要的设备，一旦设备发生故障，轻的会造成冷条，严重的会损坏轧钢设备，引起长时间生产线停机。

        江阴兴澄特种钢铁有限公司江苏江阴 214400
        摘要：大棒生产线使用粗轧机加连轧机的方式进行钢坯轧制，轧机是钢坯质量把控最重要的设备，一旦设备发生故障，轻的会造成冷条，严重的会损坏轧钢设备，引起长时间生产线停机。本文主要讲述大棒线轧机相关的电气维护知识，同时分享了本人作为高级技师在维护过程中的一些创新，请同行多多指导。
        关键词：大棒线、轧机、电气维护、电气创新
        1前言
        棒材事业部二期工程大棒主生产线轧机区域引入了八台连轧机，主要用于对粗轧坯的成品轧制，轧制成合同需要的钢坯尺寸大小。连轧机发生故障后，很容易造成钢坯的扭转，磨损轧机轧辊，使得轧制钢坯报废，若是传动级故障，会产生冷条，造成较长的处理时间。作为主管该区域的高级技师，责任重大，带领团队在不断的努力和设备改进创新下，大棒线轧机区电气相关的热停时间在不断的降低，取得了较好的效果。
        2轧机电气维护
        轧机电气维护主要分为三个部分，第一部分为传动部分，第二部分为现场检测部分，第三部分为程序部分。以下是每一个部分相关的电气维护：
        （1）传动部分：每一台轧机使用了并联4台逆变器的方法完成了传动的控制，主传动柜通过二极管整流单元完成了直流母线进线电压的整流，作为四台逆变器的供电电压，APBU完成了变频器与PLC之间的通讯。主要的维护部分是：对八台轧机使用的变频器进行统计，确定使用的逆变器型号，控制变频器备件。在检修期间对下线变频器进行上线运行测试，确保备件能够正常使用。同时对变频器更换进行更换比赛，确保每一个点检人员能够独立完成更换工作，对更换变频器的流程和注意要点都能够准确掌握。
        （2）现场检测部分：由于连轧机区域，轧制时红钢的高温辐射，冷却轧机轧槽，冷却水喷射，钢坯进入到轧机时，受到应力作用，钢渣飞溅。造成了周边电气检测元件维护较为困难，所以对这些检测元件一定要做好防护，减少周围环境对其的影响，若受到的影响很大造成了无法完成其功能，就需要改变检测位置或者引入新的检测方法。
        （3）程序部分：对原有功能的程序进行备份，并标记好备份时间，在程序修改后，在程序记录本上进行详细的记录，在程序投用前，对程序进行功能性分散测试，测试单独动作情况，然后进行整体测试，发现问题及时进行短接，然后记录问题，寻找原因，确认原因后再次对程序进行相关改进，改进后再一次进行测试，通过这样的步骤使得程序完美。
        3轧机相关改进
        3.1轧机换辊操作程序改进
        通过统计，轧机的更换占生产线总停机时间的79%以上，根据现场更换轧机的动作流程，根据精益生产的理念发现，其中有一段时间是可以节约的，就是轧机提升机把轧机提升到高位，主要的用处有两个，一个是装上轧机轧辊冷却水管，另一个是轧机下方的翻转轨道翻转出去，这样轧机可以下降到下方，完成轧机轧辊多孔使用的功能。为了提高更换轧机的效率，对轧机换辊设备和换辊操作程序进行一下的修改：轧机机架上方增加冷却水管提升装置，使用液压缸，液压双向阀控制，程序中增加提升装置提升程序和下降程序，并在轧机架上焊接翻转位置，程序中增加提升到翻转位置后，可以翻转翻转辊道，同时油缸可以下降，直接把冷却水管通过螺栓螺帽固定在下降的固定块上，这样轧机不再需要提升到高位就可以进行翻转轨道和固定冷却水管的操作，可以节约较多的提升轧机时间。

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        3.2轧机推钢和拉钢故障程序判断
        轧机在轧制钢坯过程中，投入使用的轧机速度由操作人员根据轧制参数表进行设置，一般是固定的，但是由于现场设备的影响，比如：换辊换槽后轧槽摩擦力过小、轧槽或导槽有氧化皮等异物等，会造成两架轧机之间出现拉钢或者堆钢，这样不利于钢坯轧制时轧制力的均匀性，会造成轧机进口被扩大或者损坏，引起冷条产生。为了避免这样情况发生，并及时提醒操作人员对轧机速度进行相应的调整，在程序中做以下判断：轧机的电流转矩是轧机轧制直接体现，通过DP网络，在西门子PLC使用块读取ABB变频器的控制字、状态字、转速、电流。把采集到的电流值转化格式，转化成可以比较的格式，然后投用的前后轧机进行比较，把差值取绝对值，然后与设定的工艺参数差值进行比较，超过后在人机交互画面HMI上报警，提示操作人员存在轧制推钢或者拉钢现场，对轧机速度进行及时调整，防止事故的发生。
        3.3轧机冷却水控制改进
        轧机冷却水控制方式较为简单，冷却水水管上安装了气动阀，电磁阀得电后气动阀动作，冷却水喷射而出，对轧机轧辊进行冷却。但是在实际过程中发现，冷却水的流量对轧制钢坯有较大的影响，对钢坯侧弯有很大的影响，会造成钢坯头部弯曲严重，很大概率会撞击到导槽造成进口损坏或者顶坏设备等。为此需要对轧机冷却水进行精确的控制，把其对轧制钢坯的影响程度降到最低。取消轧机冷却水管上现有的气动阀，改为带有阀门定位器的气动阀，PLC模拟量输出4-20MA对应着气动阀开度0-100，在人机交互HMI画面上制作开度输入框，操作人员可以输入开度对轧机冷却水进行流量的控制。同时在画面上也制作了延时开水时间输入，这样确保了轧机冷却水能够做到精准控制。
        3.4轧机水流量报警改进
        轧机的轧辊需要及时的冷却，一旦不及时冷却，会对轧机轧辊造成较大的损坏，造成断辊。轧机冷却水通过流量检测开关进行检测报警，PLC通过对每一台轧机咬入信号后延时对轧机冷却水的流量开关开关量进行检测，当没有接收到反馈的开关量就报警。但是由于轧机区域的环境较为恶劣，很容易造成流量开关的损坏，当流量开关损坏后一直有开关量的输出，就会造成检测的失效，为了避免这种情况的发生，程序中做了检测程序，当冷却水开启电磁阀不得电时，流量开关有输出；当冷却水开启电磁阀得电时，流量开关没有输出，这两种情况时在人机交互HMI界面上报警，报警信息为流量开关故障。这样通过判断，确保了流量开关的正常工作，提供了有效的冷却水检测。
        3.5轧机传动改进
        轧机传动柜使用的是二极管整流，控制柜内使用的是S7-200进行合分闸的控制，使用了顺序编程方法，完成步骤式合闸，由于当时没有进行继电器触点转换，导致了当合分闸发生故障时，无法清楚知道合分闸相关信号，需要架设电脑或者数输出点位才能知道，处理问题较为麻烦，无法一目了然进行故障的判断，现在使用继电器触点转换，对合分闸每一个条件通过继电器触点转换成继电器得电和失电，通过继电器上灯亮灯灭情况进行合分闸条件的判断，这样可以对问题进行快速的处理，使用后处理时间降低了60%，提高了故障处理效率。
        4结束语
        轧机一直是轧钢厂的重器，配合着轧制工艺，生产出高质量的成品钢坯。在电气专业维护过程中，我们团队通过对以往设备故障进行汇总得到这样的结论，只要为操作人员提供有效的报警，可以避免很多事故的发生，事故都是在微小的改变中完成了质变，对整个过程进行跟踪和分析，可以对故障进行可靠的预警。增加了较多的程序连锁条件后，操作人员可以放心的进行操作，减少了事故的发生，确保了生产线生产效率。
        参考文献：
        （1）刘冬雪.基于PLC自动化电气控制应用[J].电子技术与软件工程，2017.
        （2）龚子俊.基于PLC的电气自动化控制水处理系统[J].工业设计，2017.
        （3）王雄伟.电气设备的运行与维护特点及管理对策探析[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2019.