Peiner 型材厂现代化的万能中型型钢轧机

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

: S. D5 K3 E9 b, ?$ ?$ n3 q; V

Peiner
型材厂现代化的万能中型型钢轧机

( Dr. Joerg Wehage )

2 E( f& w/ p" {* S9 D" _

1 w4 {7 q2 Z8 I4 u; e# l+ ~3 O; g1 r
女士们、先生们：
. P+ V8 Q1 E6 y6 `今天能在这里向各位介绍我们的设备感到十分自豪，在欧洲和其他一些国家27年以来对Peiner
! J& t3 n& J- t! b  ~型材厂的设备是非常熟悉的。并且我们还准备根据需要改造轧钢设备使之更现代化和有效的。许多技术的进步与发展、高水平、训练有素和充满活力的员工队伍是我们取得成绩的重要基础。对此我们要继续发展并给予加强。
下面首先要对我们装备有一个简短的介绍，然后介绍二种新装备。连轧机组的微张力调节系统和型材断面测量系统。
5 h8 }& k9 c; H" h! }: A5 U1. 自建厂以来设备的发展
  Y) h/ F  {# C  g) o小镇Peine
8 h2 Y( ~; S1 {# r" o与著名的Peiner
型材厂的产品生产有非常紧密的联系。这个厂的历史可以追溯到1858年建立的 Ilseder
+ D/ F! B% k2 e/ L6 U7 OHuette
工厂和1872年投产的轧钢厂。1914年在Peine
镇上生产出了世界第一根平行边的H型钢。
今天在Peine
镇，我们有二台连铸机，万能中型轧机和重型轨梁轧机。使用这些轧机我们生产全部尺寸规格范围的钢梁、U型钢、箱型钢板桩、矿井用钢梁和系列的特殊断面型材。
6 m! I+ G) i1 e8 n* d! c1975年11月，当时的Peine-Salzgitter
8 O7 v5 T& N/ C8 R+ a. }+ H公司利用约一年半的时间，在Peine
建了一个新的万能中型材轧机。该轧机在80年代中期进行了扩建，以扩大产品范围。1990年建了新的堆料设备。1994－1995年对冷床进行了现代化改造。1998年建了新的高效率步进式加热炉。

2. 今日的产品
* k1 q1 l5 M6 z" ?5 \2 G目前万能中型轧机的品种包括：
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; o) L. a% h+ r  _1 r" m宽翼缘H型钢，1PB 100－260 和按英标及美标生产的类似产品。
5 l; K  [( X- P" d1 }2 x9 v9 f＊
欧洲H型钢，1PE 100－450
6 z0 y( O  F/ [3 z2 y1 |和按英标及美标生产的类似产品。
% Y8 I" e0 h6 U＊
  J2 i6 u' N3 p- N, p' [平行翼缘的U型钢，UPE 80－400 和斜翼缘U型钢UNP 100－400
8 q- ~! n6 k' c  r  ?2 [平行翼缘的U型钢是Peiner
- v6 r' U8 i, J  U3 f* `0 M钢梁厂开发的产品，有更薄的腹板和更厚的翼缘，其优点是在减重10.4%的情况下，翼缘方向的刚度增加19%，可装配性比UNP断面的型材更好。并与IPE型材有相同的尺寸。
其他产品还有
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矿用钢梁 GI 100－130，GIP 100－130，TH70/34－44
* `# a# F2 `1 \  C1 G+ x/ O' `2 NI149E
等。
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. B2 }" P8 G2 @0 a钢桩墙的连接件用钢。
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特殊断面型材，如：作为铁路路基建设的Y型枕木用钢。
& ?4 m% F, r( [& G& ?8 s自然，我们生产的所有产品是按欧洲也即德国的相关型钢标准交货，类似的还有其他的3个型钢标准，该标准所规定的产品也在我们的供货范围内。一些用于压力机构件、汽车制造、钢结构建筑使用的特殊断面型材也可以生产。这套万能中型轧机还可以根据与用户的协议、根据型材的公差范围和通用标准公差1/3的尺寸进行生产。根据下一步企业的发展，我们将不仅在Peine
: X5 J8 h$ ~3 T* _生产型材，我们还会根据用户相应的需求提供预生产和预加工的钢结构件。

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3. 设备布置
% ]" T8 c- k. p7 w' y整个轧线呈Z型布置，包括以下设备：
, P; T/ d* @8 r  v/ H  h＊        一台250T/h 的步进式加热炉，用于初轧与连铸坯加热，最大长度可达14米。
2 f6 i0 ~# Z2 _1 f% C# n/ c＊        一台二辊可逆粗轧机，可对钢坯进行5－9道次粗轧，轧辊直径1220mm，辊身长度2200mm。
＊        一套有6个万能机架和3个立轧机架的连轧机组。
# F0 U7 G" }4 e$ R& F＊        一台4-曲柄式切断剪，可以将最大出口长度310m切成4个冷床长度。
＊        一台断面测量仪。
＊        一台带有试样锯的78m的步进冷床。
5 P' i5 `$ O& H* d/ T! ^4 n# ?＊        一台9辊矫直机
" e; l0 w4 D5 ?＊        一座收集台架。
9 h+ H2 M* L2 H1 M＊        锯切区，有三台冷锯，最大锯切直径2000mm。
, ^7 A" ?0 A3 o3 Q) U  B0 j＊        一台堆料机，可以双排或单排堆垛，长度6－35m。
/ y' ]( I' U$ z& ^. B' o＊        三台带式打捆机。
5 f/ g' B3 m9 V＊        五台装卸台架。
这套轧机按三班倒生产，每周15班，则一年产量约为80万吨。
3 b0 e* D1 t2 t在连轧机组上，采用万能轧制的方式生产型材，万能机架借助于水平和立轧加工翼缘和腹板的厚度。期间的立轧机架只控制翼缘的宽度，因此效率不是很高。

; ~. @: d3 f$ R  x1 a; y5 M, @% P' G4.        微张力调节系统
5 @- T8 V: u" v# b1 n1 T在连轧机组上生产钢梁，其质量好坏很大程度上与采用何种方式调节转速有
+ X) Z* @# w( Z9 o3 }关。
. ^' w# y, g1 u' Y8 n机架间的张力会在轧件全长上产生尺寸的波动，机架间的堆钢也应当避免，以防止因轧件从轧线上拱起产生的干扰。
现在的操作工即使在没有控制装置的条件下，也能使这种生产线运转。但是我们的经验表明，采用一种优秀的控制策略，能使尺寸波动降为最小。一些来自于生产条件变化的干扰，例如产品规格变化、温度波动、轧机条件的变化（轧制速度变化）都能非常有效地排除掉。
2000年和2001年，对连轧机组的电控设备进行了数字化改造。老的模拟式的张力控制系统被一套新的数字式控制系统所代替，该系统的承包商是奥地利VAI公司。
! q. g  e5 L3 Q$ b3 S, C2 w6 _新的控制系统所包括的可选择的控制策略，不仅有力矩存贮法（MZS），而且还有采用轧制力矩与轧制力的比例控制（MZR）。还有一些特殊的算法，如偏心补偿、自动原始厚度修正和特殊的张力调节回路等，保证了最优的控制条件。
该系统基于西门子的 Simadyn D技术。Anhaus 公司的在线测量系统也被同时安装。大量的实测数据，如电机数据（转速、电流、转矩）、水平轧机和立式轧机的轧制力（通过电阻应变片获得）和不同的材料
6 b) |4 ~" }- {( B! U流数据都可以被使用。
2 m, f  q0 t% I$ P5 v4 a3 M9 b4 w6 F控制的概念是基于一个转数调整单元和一个力矩调整单元，转数调整单元由比例转数值的级联模量组成。力矩调整单元产生成比例的转数附加给定值，它通过级联模数把转数锁定到设定值。每个机架有各自的调整模数，以调整到转数给定值，而控制值则通过单个机架级联，这样对所有机架而言都有相同的控制模数。这个控制思想的优点是系统有简易明了的自动编码和统一的写参数方式。
- ~8 p1 I- J+ j2 s& P特殊功能对立轧机架也很需要，其是作为附加的下级模数应用的。对立轧机架可以非常简单地进行转数调整。力矩限制或直接选用MZS/MZR 的功能。
微张力控制系统（MZS）
MZS的基础是力矩存贮方法。即假设某一个机架的力矩在下一个道次开轧前后，其轧制力矩应为恒定值，从而保持最小的机架间张力。当然这种方法只有在轧制条件恒定，即入口轧件断面恒定，变形抗力恒定（取决于材料的温度）的条件下才有效。而这些条件在轧制过程中往往难于完全保证。
为对控制的效果进行优化，MZS将对下一机架轧前和轧后瞬间的轧制力矩进行比较，并只能在一个非常短的时间内进行控制。而对轧件长度的其他部分则保持转数恒定。至于转数的变化则在下一道次进行并借助传级再传到其它机架。
微张力调整（MZR）
4 U$ R" Q9 X  Q9 j! @3 g9 TMZR基于比率方法实现，假设轧制力矩与轧制力之比保持恒定。
) a" p' A+ I( Q2 PMWalz = FHlH + FVlV                                                                    (1)                                               
0 ~( y% o# J! l9 d' A; w5 \1 _4 B/ p控制条件可以用下式描述：
1 H+ H% {3 i& HM = Mmotor(n) - Mwalz(n) + Mzug(n-1,n) - Mzug(n,n+1) .min                              (2)
两个轧制力和电机力矩可以直接测量得到，为确定2个力臂，方程(1)改写成：
¦Á = lH / (lH + lV) mit MWalz = [FH ¦Á + FV(1- ¦Á )] lges                           (3)

总力臂可以在机架间无张力、即在轧件进入下机架道次之前得到。相关系数α借助于一个优化算法得到，它在整个轧件长度上有效且随时可供下一块钢使用。
调整由前馈和反馈调节耦合而成。当轧件处于第一机架的开轧道次和倒数第二机架之间时，第一机架是引导机架，它的转数保持恒定。所测得的力矩变化将通过下一机架转数的变化来调整并通过串级传递到随后的机架。
, ~$ Q9 T  r" [2 b! J, d" V当传递到倒数第二个机架时，则全部其间的机架都切换到反馈调节状态。而当末架也调整完毕时，引导机架和倒数第二机架也都切换到反馈调节状态。
为优化MZR的控制，设有一个附加的末架稳定回路和反馈－张力优化系统。
为确认控制的质量，要进行MZR的效率检查。为此，把最后三个机架的转速调到比以前的调制值相差约10转/分。这种差异，将在下一块钢轧制中立即被确认并在开轧时得到调整。

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5.        断面测量仪的使用。
轧机机组的工作效果很大程度上取决于能否在变换尺寸规格和轧件材质时快速可靠地调整断面几何形状。最几年，通过采用现代化的计算机技术已经能开发出高效的、实时测量断面几何形状的测量仪器。
今年在我们轧机上安置了Danieli 自动化公司的Hiprofile-测量仪。该仪器安装在精轧机架和冷床之间，
能在恶劣的环境中直接、无延迟地测量所有通向冷床上的热轧件。检测时轧件运行速度为6－8米/秒。
该测量仪器的工作原理是光切原理。工作时6个高能激光器围绕轧件断面产生一个轮廓线并通过检测相机测量。测量数据経计算机处理，以轮廓图或根据型钢标准以几何参数的方式给出，后者是经过温度修正的。
2 K! \2 D& U: b' y: J  q$ U每秒钟大约进行30次测量，并给出轧件全长几何参数的再现图，其精度与实测的断面尺寸和大小有关，一般是0.15－0.2mm，该精度是经过特殊验收程序得到证明的。
1 X- K# ?4 ?/ o  e与以往生产新产品时轧机机组的调整办法不同，本企业基于从轧件全长获取的信息，能更快、更好地决定如何调整水平、立式机架以及轧制轴线。
6 r: d4 F9 v5 N9 U* z* f  v- N通过引入断面形状测量仪和微张力调整，在更换尺寸规格时，轧机的待机时间缩短了一半，而在更换轧件材质时，根本取消了待机时间。

, Z) F# ~  D& N' p5 L  E# S0 C. c6.结论。
女士们、先生们，
& A# ?1 ^" f* T) ^2 l3 S我们相信，以下两个数字足以表明27年来，UMIT取得了何种的成功。在1975年每个工作日的产量为200吨，而现在超过了3150吨。
3 M( g% v& t# b" Q今天的Peiner钢梁厂的中型型钢轧机和重型轨樑轧机的综合能力，已经能生产优质的100型到1100型的钢梁。通过有效的投资手段，Peine 已经成为了把现代化技术观念变成现实的企业。降低成本的手段、现代化和满足用户苛刻要求的产品，是我们保持和进一步发展目前领先地位的基础。
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（唐  荻译  陈其安校）

一两酒

唐  荻原来不是搞板材连铸连轧的，搞型钢了？
3 Y- ^- I  s3 z3台立轧机我觉得多了。
, b6 B. j! E: i  a4 l% I重庆大侠：一台带有试样锯的78m的步进冷床。
这个取样锯和普通的热锯有什么特殊之处，边锯边取样？

重庆铁匠

没有什么特殊,这个东西在柳州中型被仿制,是大马院的作品,是个摆锯,用于切头和取样,切头现在不用,取样现在也没有用,麻烦,是利用冷床动作间隙,和上钢装置的间隙时间来配合生产线用,对中国人操作习惯来将,他们的取样还停留在用氧割来,最好设在入口处,设置一台轨道式的摩擦砂轮锯就可以,

重庆铁匠

其实我个人认为,立轧机架是不是轧边机????
: {/ m9 a$ q9 U9 F* b0 _如果是这样,那么他的轧边机的作用相当于传统轧制中的控制孔
控制孔的作用是为了弥补在延伸过程当中腰和腿(翼缘)变形的不均匀性而进行的局部压缩,另外还又个作用是对边部进行压缩加工,避免在轧制当中由于没有加工形成的自由面(外端)由于铸造缺陷在此形成应力集中而放大缺陷造成废品,
所以在这种钢材生产当中人们改造自然的能力受到限制,只能用一种弥补的办法,解决,
( \% E4 v# r: O4 l那么知道了他的作用,我们可以肯定的说,轧边机采用的多少,取决于对该工艺变形的领悟程度,也同时考验了炼钢的质量,但是从另外一个角度讲,多一架就多一份稳定,多一份塌实.
呵呵,说的不一定对,请各位点评