Peiner 型材廠現代化的萬能中型型鋼軋機

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

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Peiner
; z: p+ W0 s! F. j型材廠現代化的萬能中型型鋼軋機

( Dr. Joerg Wehage )

2 x8 S# P0 B7 @$ e
女士們、先生們：
今天能在這里向各位介紹我們的設備感到十分自豪，在歐洲和其他一些國家27年以來對Peiner
型材廠的設備是非常熟悉的。并且我們還準備根據需要改造軋鋼設備使之更現代化和有效的。許多技術的進步與發展、高水平、訓練有素和充滿活力的員工隊伍是我們取得成績的重要基礎。對此我們要繼續發展并給予加強。
5 m3 @9 t& m: F! |1 N5 g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。連軋機組的微張力調節系統和型材斷面測量系統。
1. 自建廠以來設備的發展
8 Z( h; P" Y& o小鎮Peine
: _6 ^6 Y& [% r  S與著名的Peiner
型材廠的產品生產有非常緊密的聯系。這個廠的歷史可以追溯到1858年建立的 Ilseder
/ }. c  T, @; v& V9 WHuette
工廠和1872年投產的軋鋼廠。1914年在Peine
4 F( j! A" N5 `1 d9 W) Q鎮上生產出了世界第一根平行邊的H型鋼。
" q8 E4 U9 T7 u: Q今天在Peine
4 y# ^  v) ~3 e1 J- {& F鎮，我們有二臺連鑄機，萬能中型軋機和重型軌梁軋機。使用這些軋機我們生產全部尺寸規格范圍的鋼梁、U型鋼、箱型鋼板樁、礦井用鋼梁和系列的特殊斷面型材。
/ p* o. D7 s) T% [/ A1975年11月，當時的Peine-Salzgitter
公司利用約一年半的時間，在Peine
' N. H( y: h! H  V建了一個新的萬能中型材軋機。該軋機在80年代中期進行了擴建，以擴大產品范圍。1990年建了新的堆料設備。1994－1995年對冷床進行了現代化改造。1998年建了新的高效率步進式加熱爐。

2. 今日的產品
8 q. P0 \: L, \2 e- a- @目前萬能中型軋機的品種包括：
＊
% o8 J' L- W/ W3 q) V1 |寬翼緣H型鋼，1PB 100－260 和按英標及美標生產的類似產品。
＊
) ~+ g; _% K. q/ O% L/ E% I' ^; _歐洲H型鋼，1PE 100－450
% n5 ^* _" W7 Y; Y和按英標及美標生產的類似產品。
＊
8 c6 l( T' A/ T% v平行翼緣的U型鋼，UPE 80－400 和斜翼緣U型鋼UNP 100－400
2 C% \' _$ d. h7 w2 Q2 i平行翼緣的U型鋼是Peiner
鋼梁廠開發的產品，有更薄的腹板和更厚的翼緣，其優點是在減重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。
% o5 N8 n3 S5 M  w0 R其他產品還有
＊
礦用鋼梁 GI 100－130，GIP 100－130，TH70/34－44
I149E
/ D1 Q: C1 ~; u; @. F$ c0 n等。
＊
7 q. ]/ l- B$ U1 P鋼樁墻的連接件用鋼。
9 v& G5 B' o0 H9 y% L. g+ ^0 b＊
特殊斷面型材，如：作為鐵路路基建設的Y型枕木用鋼。
自然，我們生產的所有產品是按歐洲也即德國的相關型鋼標準交貨，類似的還有其他的3個型鋼標準，該標準所規定的產品也在我們的供貨范圍內。一些用于壓力機構件、汽車制造、鋼結構建筑使用的特殊斷面型材也可以生產。這套萬能中型軋機還可以根據與用戶的協議、根據型材的公差范圍和通用標準公差1/3的尺寸進行生產。根據下一步企業的發展，我們將不僅在Peine
生產型材，我們還會根據用戶相應的需求提供預生產和預加工的鋼結構件。

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3. 設備布置
整個軋線呈Z型布置，包括以下設備：
  }* z- W5 U5 v4 G6 P0 r7 }# Q＊        一臺250T/h 的步進式加熱爐，用于初軋與連鑄坯加熱，最大長度可達14米。
＊        一臺二輥可逆粗軋機，可對鋼坯進行5－9道次粗軋，軋輥直徑1220mm，輥身長度2200mm。
' X* W7 `( s. a$ }3 r, F7 b$ l/ }＊        一套有6個萬能機架和3個立軋機架的連軋機組。
" i2 [; n5 X3 h+ b. }＊        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。
! \! n; W) E8 z- m4 p3 D＊        一臺斷面測量儀。
- \! H* V. A8 Q- @9 N2 ?5 B＊        一臺帶有試樣鋸的78m的步進冷床。
% `; n# {0 d0 d1 P6 b/ z. }2 C. ?" l＊        一臺9輥矯直機
- N' d; }, P$ g1 t: P: [% j＊        一座收集臺架。
& H) r+ A$ C6 y" X2 I( S＊        鋸切區，有三臺冷鋸，最大鋸切直徑2000mm。
＊        一臺堆料機，可以雙排或單排堆垛，長度6－35m。
＊        三臺帶式打捆機。
＊        五臺裝卸臺架。
: X; H+ @1 t, o: E7 @5 `- x這套軋機按三班倒生產，每周15班，則一年產量約為80萬噸。
在連軋機組上，采用萬能軋制的方式生產型材，萬能機架借助于水平和立軋加工翼緣和腹板的厚度。期間的立軋機架只控制翼緣的寬度，因此效率不是很高。

" I- ]# C/ M3 Y2 X4.        微張力調節系統
在連軋機組上生產鋼梁，其質量好壞很大程度上與采用何種方式調節轉速有
關。
% Q' ^' C; [2 D5 u! ]) }3 p* \機架間的張力會在軋件全長上產生尺寸的波動，機架間的堆鋼也應當避免，以防止因軋件從軋線上拱起產生的干擾。
; ~: t1 Y5 l+ V& L0 I現在的操作工即使在沒有控制裝置的條件下，也能使這種生產線運轉。但是我們的經驗表明，采用一種優秀的控制策略，能使尺寸波動降為最小。一些來自于生產條件變化的干擾，例如產品規格變化、溫度波動、軋機條件的變化（軋制速度變化）都能非常有效地排除掉。
2000年和2001年，對連軋機組的電控設備進行了數字化改造。老的模擬式的張力控制系統被一套新的數字式控制系統所代替，該系統的承包商是奧地利VAI公司。
) d3 T5 ^" ~' |) \5 J新的控制系統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，如偏心補償、自動原始厚度修正和特殊的張力調節回路等，保證了最優的控制條件。
6 Y( W$ N) ?( T0 e  \0 T9 u6 j該系統基于西門子的 Simadyn D技術。Anhaus 公司的在線測量系統也被同時安裝。大量的實測數據，如電機數據（轉速、電流、轉矩）、水平軋機和立式軋機的軋制力（通過電阻應變片獲得）和不同的材料
% k9 Y% f' w) f# Q9 j3 B0 D: ~: H6 C流數據都可以被使用。
( ^/ C  u6 J3 V5 P9 |- `/ \控制的概念是基于一個轉數調整單元和一個力矩調整單元，轉數調整單元由比例轉數值的級聯模量組成。力矩調整單元產生成比例的轉數附加給定值，它通過級聯模數把轉數鎖定到設定值。每個機架有各自的調整模數，以調整到轉數給定值，而控制值則通過單個機架級聯，這樣對所有機架而言都有相同的控制模數。這個控制思想的優點是系統有簡易明了的自動編碼和統一的寫參數方式。
& q' S. Q! K/ ]: C特殊功能對立軋機架也很需要，其是作為附加的下級模數應用的。對立軋機架可以非常簡單地進行轉數調整。力矩限制或直接選用MZS/MZR 的功能。
微張力控制系統（MZS）
7 o2 c. r# A# D4 PMZS的基礎是力矩存貯方法。即假設某一個機架的力矩在下一個道次開軋前后，其軋制力矩應為恒定值，從而保持最小的機架間張力。當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。
為對控制的效果進行優化，MZS將對下一機架軋前和軋后瞬間的軋制力矩進行比較，并只能在一個非常短的時間內進行控制。而對軋件長度的其他部分則保持轉數恒定。至于轉數的變化則在下一道次進行并借助傳級再傳到其它機架。
微張力調整（MZR）
MZR基于比率方法實現，假設軋制力矩與軋制力之比保持恒定。
; _+ d0 e' O8 j( B4 hMWalz = FHlH + FVlV                                                                    (1)                                               
7 q* v2 D  U3 h3 Z7 F9 j" f, D' A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)
兩個軋制力和電機力矩可以直接測量得到，為確定2個力臂，方程(1)改寫成：
3 N7 q  B0 @2 d4 ^; W¦Á = lH / (lH + lV) mit MWalz = [FH ¦Á + FV(1- ¦Á )] lges                           (3)
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4 n1 R: \2 H' }& l+ s總力臂可以在機架間無張力、即在軋件進入下機架道次之前得到。相關系數α借助于一個優化算法得到，它在整個軋件長度上有效且隨時可供下一塊鋼使用。
* `9 Q; K6 E  W% u# L" e0 b調整由前饋和反饋調節耦合而成。當軋件處于第一機架的開軋道次和倒數第二機架之間時，第一機架是引導機架，它的轉數保持恒定。所測得的力矩變化將通過下一機架轉數的變化來調整并通過串級傳遞到隨后的機架。
當傳遞到倒數第二個機架時，則全部其間的機架都切換到反饋調節狀態。而當末架也調整完畢時，引導機架和倒數第二機架也都切換到反饋調節狀態。
( ?  C9 p7 L5 O5 T" j$ P! }; P為優化MZR的控制，設有一個附加的末架穩定回路和反饋－張力優化系統。
為確認控制的質量，要進行MZR的效率檢查。為此，把最后三個機架的轉速調到比以前的調制值相差約10轉/分。這種差異，將在下一塊鋼軋制中立即被確認并在開軋時得到調整。

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5.        斷面測量儀的使用。
軋機機組的工作效果很大程度上取決于能否在變換尺寸規格和軋件材質時快速可靠地調整斷面幾何形狀。最幾年，通過采用現代化的計算機技術已經能開發出高效的、實時測量斷面幾何形狀的測量儀器。
今年在我們軋機上安置了Danieli 自動化公司的Hiprofile-測量儀。該儀器安裝在精軋機架和冷床之間，
能在惡劣的環境中直接、無延遲地測量所有通向冷床上的熱軋件。檢測時軋件運行速度為6－8米/秒。
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生一個輪廓線并通過檢測相機測量。測量數據経計算機處理，以輪廓圖或根據型鋼標準以幾何參數的方式給出，后者是經過溫度修正的。
每秒鐘大約進行30次測量，并給出軋件全長幾何參數的再現圖，其精度與實測的斷面尺寸和大小有關，一般是0.15－0.2mm，該精度是經過特殊驗收程序得到證明的。
  A0 q6 F$ P' C* j, l% P+ w8 M與以往生產新產品時軋機機組的調整辦法不同，本企業基于從軋件全長獲取的信息，能更快、更好地決定如何調整水平、立式機架以及軋制軸線。
通過引入斷面形狀測量儀和微張力調整，在更換尺寸規格時，軋機的待機時間縮短了一半，而在更換軋件材質時，根本取消了待機時間。
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! p3 E4 P% F& t' g5 R; h6 L- Q+ q1 K6.結論。
女士們、先生們，
8 T% [( Z. d% o# b; m# e! U我們相信，以下兩個數字足以表明27年來，UMIT取得了何種的成功。在1975年每個工作日的產量為200噸，而現在超過了3150噸。
5 P2 Z/ Z$ V  z6 }今天的Peiner鋼梁廠的中型型鋼軋機和重型軌樑軋機的綜合能力，已經能生產優質的100型到1100型的鋼梁。通過有效的投資手段，Peine 已經成為了把現代化技術觀念變成現實的企業。降低成本的手段、現代化和滿足用戶苛刻要求的產品，是我們保持和進一步發展目前領先地位的基礎。
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（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？
1 w% r+ W- I5 |$ U8 |# @7 M3臺立軋機我覺得多了。
" s5 P$ C6 \! n6 c: a重慶大俠：一臺帶有試樣鋸的78m的步進冷床。
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,切頭現在不用,取樣現在也沒有用,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線用,對中國人操作習慣來將,他們的取樣還停留在用氧割來,最好設在入口處,設置一臺軌道式的摩擦砂輪鋸就可以,

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其實我個人認為,立軋機架是不是軋邊機????
0 w$ S/ I: l$ c6 [7 _如果是這樣,那么他的軋邊機的作用相當于傳統軋制中的控制孔
' o0 n9 `* ?  S9 a( t' j控制孔的作用是為了彌補在延伸過程當中腰和腿(翼緣)變形的不均勻性而進行的局部壓縮,另外還又個作用是對邊部進行壓縮加工,避免在軋制當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力集中而放大缺陷造成廢品,
& U; z. Y% ~& J* }. ^0 {9 B2 z所以在這種鋼材生產當中人們改造自然的能力受到限制,只能用一種彌補的辦法,解決,
( J9 @- U% h2 u那么知道了他的作用,我們可以肯定的說,軋邊機采用的多少,取決于對該工藝變形的領悟程度,也同時考驗了煉鋼的質量,但是從另外一個角度講,多一架就多一份穩定,多一份塌實.
呵呵,說的不一定對,請各位點評