【技术前沿】连铸去毛刺机控制系统技术改进
本文分析了锤刀式去毛刺机老式控制方式的弊端，提出了改进措施。将老式控制方式改进为新型联锁式控制方式后提高了去毛刺效率，且取得了良好的经济效益。
1前言
朝阳钢铁炼钢厂连铸机采用锤刀式去毛刺机，用一组高速旋转的锤刀，将铸坯头、尾部切割产生的毛刺去除。锤刀式去毛刺机的主要工作部件是去毛刺辘，它由去毛刺辐体、长销轴以及若干组耐磨、耐冲击的钢制锤刀组成。这些锤刀安装在沿辐体圆周均布的长销轴上，并可绕销轴自由摆动。在静止状态下，这些锤刀自然下垂，吊挂在各销轴上，当银体以一定转速旋转时，由于离心力的作用，锤刀就会被甩开，沿辐体径向立起，并通过锤击将铸坯上的毛刺除去。
当采用火焰切割机在线进行定尺切割铸坯时，在被切割铸坯首尾两端的下边部会产生火焰切割毛刺，在铸坯被直接热送至热轧工序进行轧制的过程中，这种毛刺会对送坯辘道及轧辐表面造成较大伤害，如辐面龟裂、剥落、表面划伤等，还会对最终轧材的轧制质量带来不良影响。因此，提高去毛刺率以及铸坯质量成为连铸工作中的重中之重。
2存在问题
去毛刺机原是一套独立自主控制系统，与铸机主控制系统无信号联锁，铸坯由辗道输送进入去毛刺棍道区域，当铸坯头部通过装在去毛刺辐前端BK1光电开关时，去毛刺辐开始转动，其旋转方向与铸坯传送方向相同。铸坯进一步向前运送，当其头部到达装在去毛刺辐前端BK2光电开关时，去毛刺辗由液压缸提升到上限工作位置，延时抬起铸坯头部下边沿进行表面清理，去掉毛刺后，去毛刺辗开始下降，回到待机位置，循环时序如表1所示。
此种去坯头毛刺循环指令，经常会把毛刺打到坯头截面外沿，由于锤刀旋转方向与铸坯走行方向一致，减少了锤刀与坯头下沿毛刺的摩擦力，带有外翻毛刺的铸坯通过热轧极易发生产品质量问题。另外，由于去毛刺机与连铸机无信号通信，去毛刺机电气设备有故障时不能被及时发现，导致延长处理故障时间。去毛刺延时抬起时间是通过人为调整的，调整范围较窄，铸坯的长短宽窄都会影响坯子的行走速度，将直接影响去毛刺效果。
3改进思路
将原单独控制改进为毛刺机与铸机控制系统相联锁。用新系统去除坯头毛刺时，输送铸坯辐道转动方向与毛刺棍锤刀转动方向相对，各指令的循环控制都发生了改变，从而增加摩擦力，使去毛刺效果显著提升。操作人员可根据去毛刺实际状态实现新旧系统自由切换，旧系统若要调整去毛刺辘较长延时抬起时间或抬起后下降时间，必须通过更改其自身系统的PLC程序实现，更改操作繁琐耗时。
选择新系统后，可以在火切室WINCC画面上根据铸坯的长短和宽窄，调整锤刀接触铸坯的时间，通过把控制去毛刺机的三个光电开关信号加在WINCC画面中，可便于操作人员及时发现异常，通知维修人员及时处理。新系统执行中如遇现场出现特殊情况，操作人员可将辐道控制选手动，PLC控制系统会自动执行旧系统去毛刺，这样不会造成程序指令循环错乱，在选回辐道控制自动后继续执行新系统循环控制。
4改进方案的实施
(1)去毛刺机与铸机信号的采集：去毛刺机与铸机采用硬线通信方式，操作简单，维护便捷，不会因为PLC通信子站或通信干扰影响铸机PLCO其主要是与铸机的铸流PLC连接进行信号传输，与去毛刺机最近的铸流远程站LC331操作箱进行穿线传输信号，去毛刺机发送的信号包括去毛刺机准备好的信号、三个光电开关信号、下极限信号。铸流发送信号包括新、旧系统信号、辐道正转信号、辗道反转信号、长宽坯信号、短窄坯信号。
(2)在火切室WINCC画面中增加去毛刺功能按钮及光电开关反馈指示灯：在连铸一级服务器中加入去毛刺机新旧系统选择操作按钮，火切工可切换新旧去毛刺系统，如图1所示。
也可根据铸坯来选择画面中长宽坯或短窄坯按钮，进而改变去毛刺机锤刀与铸坯去毛刺的延时时间，在去毛刺辐道画面中增加三个去毛刺光电开关反馈信号，操作工可根据反馈快速了解设备实际状态，如图2所示。
(3)去毛刺机编制新系统程序与新增光电开关：去毛刺机在锤刀辐后端新增加一个光电开关,用来控制辗道停止后反转，如图3所示，此光电开关为BK，通过继电器隔离输入PLC数字量模块，在去毛刺机清理坯头毛刺程序中(操作人员在画面选中新系统按钮)铸坯离开BK，光电开关会有两个延时时间继电器指令，选择长宽坯按钮延时抬起是2s270ms，选择短窄坯按钮延时抬起是1s800ms，微调的余量可以通过BIG光电开关来调整，以便于调整锤刀与铸坯下沿接触时间的长短，时间过长会降低锤刀的寿命，操作人员可以根据铸坯的实际状态调整去毛刺时间，既保证去毛刺效果又减少了备件的损耗。
(4)在铸流PLC中编制去毛刺新系统程序：在编制铸机铸流PLC程序与去毛刺机控制系统联锁时，首先不能阻断影响去毛刺系统的逻辑循环指令。铸流PLC系统控制引锭杆辗道系统和去毛刺棍道系统，去毛刺新系统投入使用必须满足引锭杆接收机在接收位,其次引锭杆与去毛刺辗道选择自动，且引锭杆与去毛刺辐道操作箱无急停信号、去毛刺机准备好、升降挡板在下位。当引锭杆送坯信号与去毛刺机BK3光电开关信号同时输出时，引锭杆辐道与去毛刺辐道停止，开始执行清除坯头毛刺程序段，3s延时后去毛刺辘道反转,在离开BK1光电开关与BK2光电开关后，引锭杆辗道与去毛刺银道停止反转，开始执行清除坯尾毛刺程序段，延时1s后正转，引锭杆辐道光电开关、去毛BK1，BK2，BK3光电开关同时没有信号时，延时10s后辐道停止（控制元件时序如表2所示），新系统去毛刺一个周期结束。
去毛刺新系统编程全部采用置复位逻辑指令，清除坯头及坯尾毛刺程序段中，输出信号均为置位。每执行完毕一段程序指令都会把上一段输岀指令复位。如果去毛刺机未准备好或选择去毛刺旧系统，则程序会自动将所有去毛刺循环指令复位。这样有效避免与去毛刺的程序循环冲突，提高锤刀使用寿命，减少备件消耗。
5结论
通过本次改进，减轻了设备维护人员及火切操作人员的劳动强度，大幅降低整套设备的故障率，减少设备的维护成本，提高了铸坯的成材率及生产效率，取得了良好的经济效益。通过实验证明，此系统使去毛刺率提升至98%，保证了铸坯的产品质量。