本實(shí)用新型涉及一種用于縮短軋鋼生產(chǎn)線連續(xù)出鋼時(shí)間間隔的裝置，屬于軋鋼生產(chǎn)線設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

“軋鋼”是鋼材生產(chǎn)中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。將加熱爐預(yù)熱后的不同規(guī)格的鋼坯，依次經(jīng)過在一條直線上放置的十?dāng)?shù)架或者數(shù)十架數(shù)量不等的、由交直流勵(lì)磁電機(jī)拖動的連軋軋機(jī)，軋制成為不同規(guī)格的成品鋼材。這一生產(chǎn)過程屬于金屬壓力加工。從首架軋機(jī)開始到末架軋機(jī)結(jié)束，連軋中的鋼坯每經(jīng)過一架軋機(jī)，鋼坯都會被軋機(jī)的兩組軋輥壓縮一定大小的尺寸。并且每經(jīng)過一架軋機(jī)后，根據(jù)體積秒流量相等的原理，經(jīng)過軋制，直徑縮小后的鋼坯的行進(jìn)速度要比軋制前快。因此經(jīng)過連軋軋機(jī)軋制的鋼坯的行進(jìn)速度是不斷被加快的，并且在經(jīng)過產(chǎn)線最末端的成品軋機(jī)后速度會達(dá)到最大。

原有的軋鋼工藝，從加熱爐出爐后的相鄰兩根鋼坯之間總會嚴(yán)格的保持?jǐn)?shù)秒的時(shí)間間隔，用以保證活套、飛剪正常動作所依據(jù)的自動化熱金屬檢測器信號能夠識別出相鄰兩鋼。現(xiàn)代軋鋼工藝采用的是無張力軋制，在每兩架軋機(jī)間都有一座能夠起落的活套裝置。在活套掃描器識別到有鋼經(jīng)過后會做出起套動作，將鋼向上頂起，形成一個(gè)拱形，目的是防止軋機(jī)間經(jīng)常出現(xiàn)的堆鋼事故。而在活套掃描器的有鋼信號消失之后又會做出落套動作，落到低位，等待下一次識別到有鋼信號時(shí)再執(zhí)行起套動作。如果在無鋼的情況下沒有落到低位就會導(dǎo)致后面行進(jìn)中的鋼撞到升起的活套輥上造成堆鋼。同理，位于軋線中后端的、用于切頭切尾和切倍尺的飛剪也依靠各自的熱金屬檢測器信號的正常識別來做出剪切動作。因此，假如縮短出爐后的相鄰兩根鋼坯之間的時(shí)間間隔將其頭尾相連軋制，就會使得熱金屬檢測器一直檢測到有鋼而無法正常識別出前后兩根鋼坯。飛剪與活套因此動作異常從而造成堆鋼事故。這數(shù)秒不等的時(shí)間間隔在一定程度上影響了生產(chǎn)節(jié)奏，同時(shí)也造成了軋機(jī)電機(jī)空載時(shí)的能源消耗。

現(xiàn)有的自動化控制邏輯中，物料識別是依靠軋機(jī)在咬入鋼坯的一瞬間，電流快速升高，超過了“設(shè)定門檻值”進(jìn)而發(fā)出含鋼信號，這個(gè)電流模擬量含鋼信號就是鋼坯咬入軋機(jī)的識別標(biāo)志，后續(xù)的級聯(lián)調(diào)速以及各種工藝控制都用到這個(gè)信號?，F(xiàn)在由于鋼坯之間首尾相連，軋機(jī)始終處于咬鋼狀態(tài)，軋機(jī)含鋼信號會持續(xù)不間斷，因此不能正常識別到是前鋼咬入還是后鋼正在咬入的情況。

目前，在從電流模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)變的模式情況下無法在首架軋機(jī)處安放信號傳感器，因?yàn)檐堓佒行木€是一個(gè)非常精確的位置，由于軋機(jī)軋輥體積過大，無法在這個(gè)空間上放置一個(gè)數(shù)字量信號傳感器。查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，即便有在軋輥中心線處成功放置信號傳感器的案例，也會因達(dá)不到一定的精確度，從而影響了后續(xù)相關(guān)步驟。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種縮短軋鋼生產(chǎn)線連續(xù)出鋼時(shí)間間隔的裝置及方法，這種裝置及方法可以縮短相鄰兩根鋼坯的出鋼間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)相鄰兩鋼頭尾相連進(jìn)入產(chǎn)線軋制，同時(shí)還能夠保證飛剪、活套的正常動作，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低能耗的效果。

解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種縮短軋鋼生產(chǎn)線連續(xù)出鋼時(shí)間間隔的裝置，它包括一個(gè)熱金屬檢測器和熱金屬檢測器支架，熱金屬檢測器支架位于軋鋼生產(chǎn)線的首架軋機(jī)前端一側(cè)，熱金屬檢測器安裝在熱金屬檢測器支架上，熱金屬檢測器的探頭與首架軋機(jī)的軋輥中心線之間的距離等于所軋制鋼坯的長度，熱金屬檢測器的信號輸出端與信號處理模塊相連接，信號處理模塊通過控制裝置與首架軋機(jī)的交流主電機(jī)的變頻調(diào)速器相連接。

上述縮短軋鋼生產(chǎn)線連續(xù)出鋼時(shí)間間隔的裝置，軋鋼生產(chǎn)線的首架軋機(jī)前端一側(cè)設(shè)置有滑道，滑道沿著鋼坯運(yùn)行的方向，熱金屬檢測器支架的下部與滑道配合連接，熱金屬檢測器支架與滑道為滑動配合。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型用放置的熱金屬檢測器所監(jiān)測到的數(shù)字量鋼尾信號來替代鋼坯頭部咬入軋機(jī)時(shí)的電流模擬量含鋼信號。采用這個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)后，利用鋼尾信號消失的穩(wěn)定性，不會導(dǎo)致誤信號，從而避免了在軋輥中心處放置傳感器的難題。與此同時(shí)，這個(gè)監(jiān)測信號通過信號處理模塊輸送到首架軋機(jī)的交流主電機(jī)的變頻調(diào)速器中，作為降速信號起動分鋼操作，解決了分鋼的技術(shù)問題。

本實(shí)用新型是軋機(jī)連軋中的首創(chuàng)，解決了行業(yè)內(nèi)長期試圖解決而解決不了的難題。通過本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了鋼坯以首尾相連的方式咬入首架軋機(jī)，并且在咬入首架的同時(shí)以首架軋機(jī)作為分鋼點(diǎn)實(shí)現(xiàn)分鋼，使得經(jīng)過首架軋機(jī)之后的鋼坯隨著軋制速率的不斷加快而拉開越來越長的間距，滿足后續(xù)關(guān)鍵設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到了縮短鋼坯軋制間隔時(shí)間、節(jié)約軋機(jī)交流主電機(jī)空載電流消耗、大幅降低能源消耗率的效果。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記如下：首架軋機(jī)的軋輥中心線1、距離首架軋機(jī)軋輥中心線的一個(gè)鋼坯長度2、熱金屬檢測器3、熱金屬檢測器支架4、滑道5、鋼坯6、軋機(jī)軋輥7。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：

首先，使得鋼坯在咬入首架軋機(jī)之前首尾相連進(jìn)入產(chǎn)線軋制。由于加熱爐出鋼節(jié)奏受到爐內(nèi)步進(jìn)梁循環(huán)動作時(shí)間的影響，根鋼之間存在出爐時(shí)間差，前后兩根鋼坯出爐之后便存在一個(gè)距離間隔。這就需要調(diào)整進(jìn)入首架軋機(jī)之前承載鋼坯的輥道速度超前率。順著鋼坯前進(jìn)方向，依次由高到低設(shè)置各段輥道的速度超前率，使得后一根從爐口出來的鋼坯不斷追上前一根鋼坯，在進(jìn)入首架軋機(jī)之前，最晚在進(jìn)入軋機(jī)的一刻完成首尾相連。這些由崗位操作人員即可進(jìn)行設(shè)定。

其次，要對連續(xù)進(jìn)入軋制生產(chǎn)線的兩根鋼坯進(jìn)行識別，解決目前設(shè)備無法正常識別出前后兩根鋼坯，飛剪與活套因此動作異常從而造成堆鋼事故。

然后，必須設(shè)計(jì)出一種分鋼方法，使得相鄰兩個(gè)鋼坯在軋制到關(guān)鍵設(shè)備（飛剪與活套）之前分隔開一定的距離來，這個(gè)距離一方面要保證上述關(guān)鍵設(shè)備所依靠的信號檢測裝置能夠區(qū)分行進(jìn)中的前后兩個(gè)鋼坯，進(jìn)而保證飛剪正常剪切、活套正常落套；另一方面，飛剪的正常剪切需要保證兩個(gè)鋼坯之間有約2米至3米左右的距離，以防止飛剪動作時(shí)剪臂誤撞下一根鋼坯，造成堆鋼。

本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：

縮短軋鋼生產(chǎn)線連續(xù)出鋼時(shí)間間隔的裝置包括一個(gè)熱金屬檢測器3、熱金屬檢測器支架4和滑道5。

圖1顯示，熱金屬檢測器支架4位于軋鋼生產(chǎn)線的首架軋機(jī)前端一側(cè)，熱金屬檢測器3安裝在熱金屬檢測器支架4上，軋鋼生產(chǎn)線的首架軋機(jī)前端一側(cè)設(shè)置有滑道5，滑道5沿著鋼坯6運(yùn)行的方向，熱金屬檢測器支架4的下部與滑道5配合連接，熱金屬檢測器支架4與滑道5為滑動配合。

圖1顯示，熱金屬檢測器3的探頭與首架軋機(jī)的軋輥中心線1之間的距離等于所軋制鋼坯6的長度，熱金屬檢測器3的信號輸出端與信號處理模塊相連接，信號處理模塊通過控制裝置與首架軋機(jī)的交流主電機(jī)的變頻調(diào)速器相連接。

本實(shí)用新型的使用方法如下：

a．在首架軋機(jī)前端外側(cè)鋪設(shè)滑道，在滑道5上安裝熱金屬檢測器支架4和熱金屬檢測器3，將熱金屬檢測器3的探頭與首架軋機(jī)的軋輥中心線1之間的距離調(diào)整至所軋制鋼坯6的長度。

b．操作人員通過設(shè)定，調(diào)整進(jìn)入首架軋機(jī)之前承載鋼坯6的輥道速度超前率，即順著鋼坯6前進(jìn)方向，依次由高到低設(shè)置各段輥道的速度超前率，使得后一根從爐口出來的鋼坯6不斷追上前一根鋼坯6，在進(jìn)入首架軋機(jī)之前，最晚在進(jìn)入軋機(jī)的一刻完成首尾相連。

c．設(shè)定首架軋機(jī)的交流主電機(jī)的“低速持續(xù)時(shí)間”和“低速比例設(shè)定”兩個(gè)參數(shù)，將這兩個(gè)參數(shù)輸入到熱金屬檢測器3連接的信號處理模塊中，“低速持續(xù)時(shí)間”參數(shù)限定為0至9秒；“低速比例設(shè)定”參數(shù)限幅在70%至100%區(qū)間。

d．信號處理模塊通過“低速持續(xù)時(shí)間”和“低速比例設(shè)定”兩個(gè)參數(shù)對熱金屬檢測器3輸入的信號進(jìn)行處理，處理后發(fā)出速度指令通過傳動控制裝置輸送到交流主電機(jī)的變頻調(diào)速器，即刻發(fā)給首架軋機(jī)的交流主電機(jī)一個(gè)速降命令，以控制首架軋機(jī)的速降比例和持續(xù)時(shí)間。

本實(shí)用新型解決了鋼坯在咬入首架軋機(jī)之前首尾相連進(jìn)入產(chǎn)線軋制、以及對連續(xù)進(jìn)入軋制生產(chǎn)線的兩根鋼坯進(jìn)行識別的問題。具體來說，滑道5上的熱金屬檢測器支架4能夠根據(jù)不同長度的鋼坯6調(diào)整距離首架軋機(jī)軋輥中心線的一個(gè)鋼坯長度2的位置。以12米長規(guī)格的鋼坯6為例，這個(gè)位置就是距離首架軋機(jī)軋輥中心線12米處，放置一個(gè)熱金屬檢測器4，用來檢測鋼尾消失的時(shí)刻，由于前后兩根鋼坯在這個(gè)位置時(shí)根鋼間距尚存在，能夠滿足檢測裝置的正常檢測，不會產(chǎn)生連鋼信號。這個(gè)時(shí)刻恰好就是本段鋼坯6恰好咬入首架軋機(jī)的時(shí)刻。即：用放置的熱金屬檢測器3所監(jiān)測到的數(shù)字量鋼尾信號來替代鋼坯6頭部咬入軋機(jī)時(shí)的電流模擬量含鋼信號。采用這個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)后，利用鋼尾信號消失的穩(wěn)定性，不會導(dǎo)致誤信號，從而避免了在軋輥中心處放置傳感器的難題。

采用本實(shí)用新型同時(shí)解決了“分鋼”技術(shù)難點(diǎn)，考慮到軋鋼工藝中級聯(lián)調(diào)速的特點(diǎn)：“調(diào)整下游機(jī)架的速率會跟進(jìn)影響到上游機(jī)架，使得上游所有機(jī)架的速率跟著被調(diào)整”。為了不影響生產(chǎn)工藝的改變，消除因調(diào)控某架軋機(jī)的速率而導(dǎo)致的級聯(lián)調(diào)速影響。本實(shí)用新型將分鋼點(diǎn)設(shè)定為最上游的架次，即在首架軋機(jī)處實(shí)現(xiàn)分鋼。在分鋼過程中，借助軋鋼生產(chǎn)線中鋼坯會被逐漸拉伸加速的特征，本實(shí)用新型創(chuàng)造性地利用速降的方法的實(shí)現(xiàn)分鋼。值得注意到的一點(diǎn)是，這個(gè)速降是有時(shí)間長度和比例大小要求的，這主要是考慮到鋼坯在經(jīng)過首架軋機(jī)之后會陸續(xù)進(jìn)入到第二架次、第三架次等等，如果速降時(shí)間過長，或者速降比例過大，待鋼坯咬入后續(xù)架次之后便會影響到架次之間鋼坯的堆拉關(guān)系，造成過度拉伸，甚至拉斷，影響產(chǎn)品質(zhì)量和成材率。因此還需將低速持續(xù)時(shí)間和低速比例設(shè)定這兩個(gè)因素考慮進(jìn)來。使得最好在鋼坯咬入第二或者第三架次之前就完成速降過程并恢復(fù)原始速率。

在分鋼過程中，首尾相連的前后兩鋼，當(dāng)識別到后面這根鋼坯頭部恰好咬入首架軋機(jī)時(shí)，位于首架軋機(jī)軋輥中心線1前一個(gè)整段鋼坯長度位置處的熱金屬檢測器3會發(fā)送給電機(jī)調(diào)速裝置一個(gè)速降信號，這個(gè)速降信號通訊至交流主電機(jī)的變頻調(diào)速器，此時(shí)首架軋機(jī)的交流主電機(jī)通過變頻器的速度調(diào)節(jié)下速降，借助軋鋼生產(chǎn)線中鋼坯會被逐漸拉伸加速的特征，軋制速度不斷加快，前一跟鋼坯的速度越來越快，后面這跟鋼坯由于剛剛咬入被速降的首架軋機(jī)，從而與前一根鋼坯保持了一個(gè)越來越大的距離。從而依靠下游機(jī)架不斷加快的軋制速率來保證了這個(gè)合理的分鋼距離。

在上述過程中，把熱金屬檢測器3檢測到此段鋼坯6消失的信號就作為本段鋼坯6恰好咬入首架軋機(jī)軋輥7的含鋼信號。一旦識別到鋼坯6的咬入，信號處理模塊將原始速度輸入乘以一個(gè)可調(diào)參數(shù)k（低速比例設(shè)定）之后輸出，即信號處理模塊會立刻發(fā)給首架軋機(jī)的交流主電機(jī)一個(gè)速降命令，此命令發(fā)送至西門子變頻器，由變頻器控制首架軋機(jī)速降。待低速持續(xù)時(shí)間計(jì)滿后，低速給定撤銷，進(jìn)入下一識別周期。不斷循環(huán)往復(fù)，達(dá)到縮時(shí)、節(jié)能的目的。

本實(shí)用新型通過以上技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了鋼坯以首尾相連的方式咬入首架軋機(jī)，并且在咬入首架的同時(shí)以首架軋機(jī)作為分鋼點(diǎn)實(shí)現(xiàn)分鋼，使得經(jīng)過首架軋機(jī)之后的鋼坯隨著軋制速率的不斷加快而拉開越來越長的間距，滿足后續(xù)關(guān)鍵設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，縮短了鋼坯軋制間隔時(shí)間，節(jié)約了軋機(jī)交流主電機(jī)空載電流消耗，大幅降低能源消耗率。經(jīng)過測算，采用本實(shí)用新型后，可提高軋制節(jié)奏7%-11%左右。節(jié)約交流設(shè)備空載運(yùn)行時(shí)間約為每小時(shí)22-27.5秒，減少了空載下交流設(shè)備的電力能源消耗，達(dá)到了提高生產(chǎn)效率、 降低能耗的效果。