Peiner 型材廠現(xiàn)代化的萬能中型型鋼軋機(jī)

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Moderne Konzepte für gestandene Profilstrassen am Beispiel der Universalmittelstrasse UMIT der Peiner Traeger GmbH

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Peiner
型材廠現(xiàn)代化的萬能中型型鋼軋機(jī)

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( Dr. Joerg Wehage )

0 H0 C4 d4 W5 q+ }/ l

9 w! A+ L# i1 M& p
女士們,、先生們：
* m9 M  h% U! w$ s今天能在這里向各位介紹我們的設(shè)備感到十分自豪,，在歐洲和其他一些國家27年以來對Peiner
% l9 d) m& \- \, ^3 I6 D( u型材廠的設(shè)備是非常熟悉的。并且我們還準(zhǔn)備根據(jù)需要改造軋鋼設(shè)備使之更現(xiàn)代化和有效的,。許多技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,、高水平、訓(xùn)練有素和充滿活力的員工隊(duì)伍是我們?nèi)〉贸煽兊闹匾�基礎(chǔ),。對此我們要繼續(xù)發(fā)展并給予加強(qiáng),。
: v! g+ Q3 X0 H6 i! F5 x- V  g: X下面首先要對我們裝備有一個簡短的介紹，然后介紹二種新裝備,。連軋機(jī)組的微張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和型材斷面測量系統(tǒng),。
$ b5 o- w- i7 E* M1. 自建廠以來設(shè)備的發(fā)展
小鎮(zhèn)Peine
/ C* j) k$ m% K/ V: X. K與著名的Peiner
型材廠的產(chǎn)品生產(chǎn)有非常緊密的聯(lián)系。這個廠的歷史可以追溯到1858年建立的 Ilseder
3 O( P& O: N$ H& C; B# cHuette
- p6 `4 A6 B& C. g- Y) ~4 J工廠和1872年投產(chǎn)的軋鋼廠,。1914年在Peine
鎮(zhèn)上生產(chǎn)出了世界第一根平行邊的H型鋼,。
今天在Peine
鎮(zhèn)，我們有二臺連鑄機(jī),，萬能中型軋機(jī)和重型軌梁軋機(jī),。使用這些軋機(jī)我們生產(chǎn)全部尺寸規(guī)格范圍的鋼梁、U型鋼,、箱型鋼板樁,、礦井用鋼梁和系列的特殊斷面型材。
1975年11月,，當(dāng)時的Peine-Salzgitter
% j! C; f, Y* l. u% @6 M公司利用約一年半的時間,，在Peine
建了一個新的萬能中型材軋機(jī)。該軋機(jī)在80年代中期進(jìn)行了擴(kuò)建,，以擴(kuò)大產(chǎn)品范圍,。1990年建了新的堆料設(shè)備。1994－1995年對冷床進(jìn)行了現(xiàn)代化改造,。1998年建了新的高效率步進(jìn)式加熱爐,。

$ x6 v- }4 n6 `3 b5 N4 Z" L7 Q( }2. 今日的產(chǎn)品
+ Q9 A& K; A* f目前萬能中型軋機(jī)的品種包括：
＊
; G0 B) r- m5 [" O* v寬翼緣H型鋼,，1PB 100－260 和按英標(biāo)及美標(biāo)生產(chǎn)的類似產(chǎn)品。
& h, i, \) s2 `1 A7 `' b5 E＊
3 Q3 a! {( @5 N1 E: N7 w歐洲H型鋼,，1PE 100－450
和按英標(biāo)及美標(biāo)生產(chǎn)的類似產(chǎn)品,。
$ ?7 B0 T0 \' |＊
平行翼緣的U型鋼，UPE 80－400 和斜翼緣U型鋼UNP 100－400
* `2 _, O- t- [" T, D平行翼緣的U型鋼是Peiner
/ _; Z) R# o& e' M1 R7 |- L6 c. A, w0 T/ K鋼梁廠開發(fā)的產(chǎn)品,，有更薄的腹板和更厚的翼緣,，其優(yōu)點(diǎn)是在減重10.4%的情況下，翼緣方向的剛度增加19%,，可裝配性比UNP斷面的型材更好,。并與IPE型材有相同的尺寸。
9 T% f6 O% o% j0 D其他產(chǎn)品還有
＊
7 r! r- w3 ~- D, n1 W礦用鋼梁 GI 100－130,，GIP 100－130,，TH70/34－44
I149E
等。
( m* [  F% R3 V9 M& S$ @: F＊
鋼樁墻的連接件用鋼,。
＊
特殊斷面型材,，如：作為鐵路路基建設(shè)的Y型枕木用鋼。
( `3 ^4 G* R+ e9 l6 q) s自然,，我們生產(chǎn)的所有產(chǎn)品是按歐洲也即德國的相關(guān)型鋼標(biāo)準(zhǔn)交貨，類似的還有其他的3個型鋼標(biāo)準(zhǔn),，該標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的產(chǎn)品也在我們的供貨范圍內(nèi),。一些用于壓力機(jī)構(gòu)件、汽車制造,、鋼結(jié)構(gòu)建筑使用的特殊斷面型材也可以生產(chǎn),。這套萬能中型軋機(jī)還可以根據(jù)與用戶的協(xié)議、根據(jù)型材的公差范圍和通用標(biāo)準(zhǔn)公差1/3的尺寸進(jìn)行生產(chǎn),。根據(jù)下一步企業(yè)的發(fā)展,，我們將不僅在Peine
生產(chǎn)型材，我們還會根據(jù)用戶相應(yīng)的需求提供預(yù)生產(chǎn)和預(yù)加工的鋼結(jié)構(gòu)件,。

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3. 設(shè)備布置
7 z6 w4 s0 l& w/ {整個軋線呈Z型布置,，包括以下設(shè)備：
4 O, o3 S7 ^* ]8 W8 Y＊        一臺250T/h 的步進(jìn)式加熱爐，用于初軋與連鑄坯加熱,，最大長度可達(dá)14米,。
# N+ K6 Y$ C! L! p2 |＊        一臺二輥可逆粗軋機(jī)，可對鋼坯進(jìn)行5－9道次粗軋,，軋輥直徑1220mm,，輥身長度2200mm,。
＊        一套有6個萬能機(jī)架和3個立軋機(jī)架的連軋機(jī)組。
＊        一臺4-曲柄式切斷剪,，可以將最大出口長度310m切成4個冷床長度,。
5 \% U0 {, ~; K* u＊        一臺斷面測量儀。
＊        一臺帶有試樣鋸的78m的步進(jìn)冷床,。
& H0 W6 N) n# Z7 g1 P0 m3 f＊        一臺9輥矯直機(jī)
; j& \! p8 L) C; m7 r＊        一座收集臺架,。
＊        鋸切區(qū)，有三臺冷鋸,，最大鋸切直徑2000mm,。
＊        一臺堆料機(jī)，可以雙排或單排堆垛,，長度6－35m,。
$ o( N/ w8 {3 M! f: @＊        三臺帶式打捆機(jī)。
＊        五臺裝卸臺架,。
這套軋機(jī)按三班倒生產(chǎn),，每周15班，則一年產(chǎn)量約為80萬噸,。
) {% X& _0 Q' E3 k, v在連軋機(jī)組上,，采用萬能軋制的方式生產(chǎn)型材，萬能機(jī)架借助于水平和立軋加工翼緣和腹板的厚度,。期間的立軋機(jī)架只控制翼緣的寬度,，因此效率不是很高。
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. v4 z) M7 [# H$ X1 |4.        微張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)
2 W6 a; y6 E0 W  P+ \" m4 ]在連軋機(jī)組上生產(chǎn)鋼梁,，其質(zhì)量好壞很大程度上與采用何種方式調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速有
關(guān),。
機(jī)架間的張力會在軋件全長上產(chǎn)生尺寸的波動，機(jī)架間的堆鋼也應(yīng)當(dāng)避免,，以防止因軋件從軋線上拱起產(chǎn)生的干擾,。
6 ]0 K6 b* ^- M( u現(xiàn)在的操作工即使在沒有控制裝置的條件下，也能使這種生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn),。但是我們的經(jīng)驗(yàn)表明,，采用一種優(yōu)秀的控制策略，能使尺寸波動降為最小,。一些來自于生產(chǎn)條件變化的干擾,，例如產(chǎn)品規(guī)格變化、溫度波動,、軋機(jī)條件的變化（軋制速度變化）都能非常有效地排除掉,。
2000年和2001年，對連軋機(jī)組的電控設(shè)備進(jìn)行了數(shù)字化改造,。老的模擬式的張力控制系統(tǒng)被一套新的數(shù)字式控制系統(tǒng)所代替,，該系統(tǒng)的承包商是奧地利VAI公司,。
% x7 j; i5 z2 j5 |3 Q4 \6 u新的控制系統(tǒng)所包括的可選擇的控制策略，不僅有力矩存貯法（MZS）,，而且還有采用軋制力矩與軋制力的比例控制（MZR）,。還有一些特殊的算法，如偏心補(bǔ)償,、自動原始厚度修正和特殊的張力調(diào)節(jié)回路等,，保證了最優(yōu)的控制條件。
* ~, Q/ o4 g% t9 g該系統(tǒng)基于西門子的 Simadyn D技術(shù),。Anhaus 公司的在線測量系統(tǒng)也被同時安裝,。大量的實(shí)測數(shù)據(jù)，如電機(jī)數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)速,、電流,、轉(zhuǎn)矩）、水平軋機(jī)和立式軋機(jī)的軋制力（通過電阻應(yīng)變片獲得）和不同的材料
流數(shù)據(jù)都可以被使用,。
控制的概念是基于一個轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)整單元和一個力矩調(diào)整單元,，轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)整單元由比例轉(zhuǎn)數(shù)值的級聯(lián)模量組成。力矩調(diào)整單元產(chǎn)生成比例的轉(zhuǎn)數(shù)附加給定值,，它通過級聯(lián)模數(shù)把轉(zhuǎn)數(shù)鎖定到設(shè)定值,。每個機(jī)架有各自的調(diào)整模數(shù)，以調(diào)整到轉(zhuǎn)數(shù)給定值,，而控制值則通過單個機(jī)架級聯(lián),，這樣對所有機(jī)架而言都有相同的控制模數(shù)。這個控制思想的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)有簡易明了的自動編碼和統(tǒng)一的寫參數(shù)方式,。
9 s4 I2 L5 O' h" F特殊功能對立軋機(jī)架也很需要，其是作為附加的下級模數(shù)應(yīng)用的,。對立軋機(jī)架可以非常簡單地進(jìn)行轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)整,。力矩限制或直接選用MZS/MZR 的功能。
: ~0 p! U; I+ O/ Z' w" \8 |微張力控制系統(tǒng)（MZS）
" J# p4 f' N: R  H$ ?MZS的基礎(chǔ)是力矩存貯方法,。即假設(shè)某一個機(jī)架的力矩在下一個道次開軋前后,，其軋制力矩應(yīng)為恒定值，從而保持最小的機(jī)架間張力,。當(dāng)然這種方法只有在軋制條件恒定,，即入口軋件斷面恒定，變形抗力恒定（取決于材料的溫度）的條件下才有效,。而這些條件在軋制過程中往往難于完全保證,。
- E3 X) h+ U: T! @8 |$ D9 q為對控制的效果進(jìn)行優(yōu)化，MZS將對下一機(jī)架軋前和軋后瞬間的軋制力矩進(jìn)行比較,，并只能在一個非常短的時間內(nèi)進(jìn)行控制,。而對軋件長度的其他部分則保持轉(zhuǎn)數(shù)恒定,。至于轉(zhuǎn)數(shù)的變化則在下一道次進(jìn)行并借助傳級再傳到其它機(jī)架。
2 U( L! }5 Z" S微張力調(diào)整（MZR）
MZR基于比率方法實(shí)現(xiàn),，假設(shè)軋制力矩與軋制力之比保持恒定,。
' @# n; M: Q  o/ Q% e4 TMWalz = FHlH + FVlV                                                                    (1)                                               
控制條件可以用下式描述：
M = Mmotor(n) - Mwalz(n) + Mzug(n-1,n) - Mzug(n,n+1) .min                              (2)
兩個軋制力和電機(jī)力矩可以直接測量得到，為確定2個力臂,，方程(1)改寫成：
6 b  l; ], I% a' P. {¦Á = lH / (lH + lV) mit MWalz = [FH ¦Á + FV(1- ¦Á )] lges                           (3)

+ X. \: w* M2 m- |1 U總力臂可以在機(jī)架間無張力,、即在軋件進(jìn)入下機(jī)架道次之前得到。相關(guān)系數(shù)α借助于一個優(yōu)化算法得到,，它在整個軋件長度上有效且隨時可供下一塊鋼使用,。
4 V2 K  i6 b! M. `/ |  G調(diào)整由前饋和反饋調(diào)節(jié)耦合而成。當(dāng)軋件處于第一機(jī)架的開軋道次和倒數(shù)第二機(jī)架之間時,，第一機(jī)架是引導(dǎo)機(jī)架,，它的轉(zhuǎn)數(shù)保持恒定。所測得的力矩變化將通過下一機(jī)架轉(zhuǎn)數(shù)的變化來調(diào)整并通過串級傳遞到隨后的機(jī)架,。
當(dāng)傳遞到倒數(shù)第二個機(jī)架時,，則全部其間的機(jī)架都切換到反饋調(diào)節(jié)狀態(tài)。而當(dāng)末架也調(diào)整完畢時,，引導(dǎo)機(jī)架和倒數(shù)第二機(jī)架也都切換到反饋調(diào)節(jié)狀態(tài),。
為優(yōu)化MZR的控制，設(shè)有一個附加的末架穩(wěn)定回路和反饋－張力優(yōu)化系統(tǒng),。
為確認(rèn)控制的質(zhì)量,，要進(jìn)行MZR的效率檢查。為此,，把最后三個機(jī)架的轉(zhuǎn)速調(diào)到比以前的調(diào)制值相差約10轉(zhuǎn)/分,。這種差異，將在下一塊鋼軋制中立即被確認(rèn)并在開軋時得到調(diào)整,。

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5.        斷面測量儀的使用,。
$ m; g2 Q. @/ K1 L5 V7 N& U軋機(jī)機(jī)組的工作效果很大程度上取決于能否在變換尺寸規(guī)格和軋件材質(zhì)時快速可靠地調(diào)整斷面幾何形狀。最幾年,，通過采用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)能開發(fā)出高效的,、實(shí)時測量斷面幾何形狀的測量儀器。
今年在我們軋機(jī)上安置了Danieli 自動化公司的Hiprofile-測量儀,。該儀器安裝在精軋機(jī)架和冷床之間,，
能在惡劣的環(huán)境中直接、無延遲地測量所有通向冷床上的熱軋件,。檢測時軋件運(yùn)行速度為6－8米/秒,。
+ \) o( f* c4 K* o1 x& G該測量儀器的工作原理是光切原理。工作時6個高能激光器圍繞軋件斷面產(chǎn)生一個輪廓線并通過檢測相機(jī)測量。測量數(shù)據(jù)経計(jì)算機(jī)處理,，以輪廓圖或根據(jù)型鋼標(biāo)準(zhǔn)以幾何參數(shù)的方式給出,，后者是經(jīng)過溫度修正的。
每秒鐘大約進(jìn)行30次測量,，并給出軋件全長幾何參數(shù)的再現(xiàn)圖,，其精度與實(shí)測的斷面尺寸和大小有關(guān)，一般是0.15－0.2mm,，該精度是經(jīng)過特殊驗(yàn)收程序得到證明的,。
' L, e3 D$ `5 T& S3 L與以往生產(chǎn)新產(chǎn)品時軋機(jī)機(jī)組的調(diào)整辦法不同，本企業(yè)基于從軋件全長獲取的信息,，能更快,、更好地決定如何調(diào)整水平、立式機(jī)架以及軋制軸線,。
) ]* R- i( O; }% U% Y2 }通過引入斷面形狀測量儀和微張力調(diào)整,，在更換尺寸規(guī)格時，軋機(jī)的待機(jī)時間縮短了一半,，而在更換軋件材質(zhì)時,，根本取消了待機(jī)時間。

6.結(jié)論,。
0 v4 b- ^6 C6 g3 Y5 e. g女士們,、先生們，
我們相信,，以下兩個數(shù)字足以表明27年來,，UMIT取得了何種的成功。在1975年每個工作日的產(chǎn)量為200噸,，而現(xiàn)在超過了3150噸,。
今天的Peiner鋼梁廠的中型型鋼軋機(jī)和重型軌樑軋機(jī)的綜合能力，已經(jīng)能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的100型到1100型的鋼梁,。通過有效的投資手段,，Peine 已經(jīng)成為了把現(xiàn)代化技術(shù)觀念變成現(xiàn)實(shí)的企業(yè)。降低成本的手段,、現(xiàn)代化和滿足用戶苛刻要求的產(chǎn)品，是我們保持和進(jìn)一步發(fā)展目前領(lǐng)先地位的基礎(chǔ),。

（唐  荻譯  陳其安校）

一兩酒

唐  荻原來不是搞板材連鑄連軋的,，搞型鋼了？
3臺立軋機(jī)我覺得多了,。
重慶大俠：一臺帶有試樣鋸的78m的步進(jìn)冷床,。
8 ?6 W$ i7 ?1 ?7 L) O, ^這個取樣鋸和普通的熱鋸有什么特殊之處，邊鋸邊取樣？

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沒有什么特殊,這個東西在柳州中型被仿制,是大馬院的作品,是個擺鋸,用于切頭和取樣,切頭現(xiàn)在不用,取樣現(xiàn)在也沒有用,麻煩,是利用冷床動作間隙,和上鋼裝置的間隙時間來配合生產(chǎn)線用,對中國人操作習(xí)慣來將,他們的取樣還停留在用氧割來,最好設(shè)在入口處,設(shè)置一臺軌道式的摩擦砂輪鋸就可以,

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其實(shí)我個人認(rèn)為,立軋機(jī)架是不是軋邊機(jī)????
: Y" {( q5 e0 }1 R- y, `如果是這樣,那么他的軋邊機(jī)的作用相當(dāng)于傳統(tǒng)軋制中的控制孔
控制孔的作用是為了彌補(bǔ)在延伸過程當(dāng)中腰和腿(翼緣)變形的不均勻性而進(jìn)行的局部壓縮,另外還又個作用是對邊部進(jìn)行壓縮加工,避免在軋制當(dāng)中由于沒有加工形成的自由面(外端)由于鑄造缺陷在此形成應(yīng)力集中而放大缺陷造成廢品,
7 M1 k3 w7 [' J9 r所以在這種鋼材生產(chǎn)當(dāng)中人們改造自然的能力受到限制,只能用一種彌補(bǔ)的辦法,解決,
( R! @0 W: d! J% [+ P1 ^那么知道了他的作用,我們可以肯定的說,軋邊機(jī)采用的多少,取決于對該工藝變形的領(lǐng)悟程度,也同時考驗(yàn)了煉鋼的質(zhì)量,但是從另外一個角度講,多一架就多一份穩(wěn)定,多一份塌實(shí).
呵呵,說的不一定對,請各位點(diǎn)評