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，不僅嚴重影響了產品質量，也增加了人工清理的難度，結合現場實際提出改造方案，并付諸實施，并最終成功解決問題，為后續的板坯軋制創造條件。

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

一、概述

現代化的大型板坯連鑄設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，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。在隨后的輸出及進入下一道工序時，這種毛刺不僅可能對輥道、軋輥等設備造成諸如撞擊、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量

二、去毛刺機的技術參數及工作原理

2.1去毛刺機技術參數

驅動軸的旋轉速度： ～900 U/min （可調）

馬達功率： 45 kW

去毛刺寬度： 2408 mm

去毛刺轉子的光圈外徑： 485 mm

液壓提升缸的垂直行程： 總行程100 mm（受調節螺栓的限制）

去毛刺時間： 不需停止板坯運動即可進行在線去毛刺。在板坯運輸到存放堆場的期間進行去毛刺。

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

鄂鋼煉鋼廠板坯現場使用的去毛刺機為NUMTEC錘刀式去毛刺機，這種機型結構簡單，占用空間少。它是利用高速旋轉的一組尖角錘刀，通過2對射激光檢測開關對鑄坯位置的準確判斷。

當鑄坯頭部前進到第1光對射激光檢測開關時，去毛機輥開始高速正向啟動，高速旋轉將錘刀通過離心力甩開，當鑄坯頭部前進到第2光對射激光檢測開關時后，按照設定頭部位置計算，此時鋼坯頭部切口應該剛好到達去毛刺輥上端時，去毛刺輥開始高速旋轉向上抬起，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，此過程完成鋼坯的頭部去毛刺過程。

當鑄坯尾部前進到第1光對射激光檢測開關時，去毛機輥開始高速反向啟動，高速旋轉將錘刀通過離心力甩開，當鑄坯尾部前進到第2光對射激光檢測開關時后，按照尾部設定位置計算，此時鋼坯尾部切口應該剛好到達去毛刺輥上端時，去毛刺輥開始高速旋轉向上抬起，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，此過程完成鋼坯的尾部去毛刺過程。

由此可見，位置信號檢測及設定對去毛刺控制過程起到關鍵作用

三、去毛刺機控制系統

3.1控制系統組成

控制系統硬件包括西門子公司S7 300型PLC、去毛刺輥驅動控制LENZE變頻器，以及Numtec公司成套裝置，該PLC通過以太網與鑄機主PLC進行通訊，完成與去毛刺相關的輥道控制。

3.2控制方式

整個工作過程設定為自動、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動。半自動則是操作工可以通過面板來設置相關參數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，主要表現在：

（1）對射激光檢測開關被碰動或緊固不牢靠，造成信號檢測不好，進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對去毛刺機控制設備進行改造優化，保證控制設備動作可靠穩定。主要完成以下幾個方面改造：

（1）完成對射激光檢測開關防護緊固工作，保證信號檢測穩定可靠，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流二極管，避免觸點拉弧現象，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針對不同鋼設置最優的控制參數，保證設備控制精度，定期對設備進行維護更換，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行配合，并通過長時間的調試來讓其達到最優，以及不同鋼種對應不同的參數，并做好詳細參數記錄。根據鋼種不同自動設定去頭、去尾、滯留時間、毛刺輥轉速等參數，保證最優的控制效果；

相關參數可以通過HMI（人機接口面板）來設置：

Input Speed Head（頭部進入的速度）：10.5 m/min

Input Speed Head （尾部進入的速度）： 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）調整去毛刺輥抬起后錘刀的回轉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、結束語

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