А.В.Аникин, И.П.Иерусалимов

Система контроля длины блюмов при порезке слитка

Прокатка слитков на блюминге предполагает их обжатие в клети и порезку на заготовки заданной длины. Порезка слитка требует его точного позиционирования относительно линии реза. До последнего времени остановка слитков для порезки производилась практически визуально, по меткам на рольганге, соответствующим заданной длине. Существует необходимость создания системы контроля длины заготовки, предоставляющей объективную информацию о порезке как оператору, так и в систему АСУ для задач планирования и учета. Наиболее надежным решением проблемы является использование бесконтактных оптических методов измерения. Самыми известными из них в металлургии являются лазерные доплеровские измерители скорости (ЛДИС). Данные измерители обеспечивают высокую, порядка 0,1%, точность измерения скорости и положения проката. Однако высокая стоимость ЛДИС и неустойчивая работа на близких к нулю скоростях прокатки ограничивает их широкое использование.

Другим решением проблемы является использование систем технического зрения с помощью ввода телевизионного изображения слитка в компьютер. В работе [1] описана система контроля порезки слитка на основе специальной компьютерной платы оцифровки телевизионных сигналов. При этом получаемое на экране компьютера изображение слитка совмещается с предварительно отградуированной координатной сеткой. Ориентируясь на взаимное расположение этой координатной сетки и изображения слитка, оператор производит остановку слитка в заданном месте и его порезку. Такая система, по существу является развитием системы визуальной остановки по меткам. Основными недостатками ее является необходимость предварительной и тщательной градуировки, трудности ввода получаемой информации в систему автоматизированного учета и управления порезкой слитка, а также невысокая точность системы.

Следует отметить, что применение оптических измерительных систем в условиях металлургического производства сопряжено со значительными трудностями. Обыкновенным является наличие пыли или пара между оптическим измерительным устройством и прокатом, особенно в зимний период. Поэтому задача определения скорости и координат до настоящего времени решалась оптическими методами только в отдельных специальных случаях. На ОАО НТМК имеется опыт разработки и использования оптических бесконтактных измерителей корреляционного типа РАСТР. Подобные измерители использованы для построения системы контроля длины и скорости слитка при разливке на машине непрерывного литья заготовки (МНЛЗ) [2]. Длительная эксплуатация оптических измерителей РАСТР позволила сделать вывод об их высокой надежности в реальных условиях металлургического производства.

Поскольку скорость слитка на блюминге значительно превышает скорость разливки на МНЛЗ, потребовалась доработка оптического измерителя. В конечном счете, это позволило существенно расширить область его применения. В таблице 1 приведены основные параметры оптического измерителя, разработанного для системы контроля длины блюмов.

В таблице 1 следует обратить внимание на большой допустимый диапазон изменения расстояния до поверхности слитка в процессе измерения. Это особенно важно из-за широкой номенклатуры продукции и возможного значительного бокового смещения слитка под ножницами, задаваемого бортами рольганга.

Для оценки точности контроля использовали сравнение показаний разработанной системы с реальными длинами порезанных заготовок. После порезки длины заготовок измеряли с помощью рулетки. Поскольку рулеткой производились замеры заготовок в охлажденном состоянии, то с целью сравнения, длины заготовок в горячем состоянии, полученные измерительной системой пересчитывались с учетом известного температурного коэффициента усадки. В таблице 2 показаны результаты одного из нескольких сравнительных замеров. В целом, таблица 2 характеризует более чем удовлетворительные результаты работы измерительной системы и в частности оптического измерителя РАСТР. Для выявления степени надежности и повторяемости получаемых результатов, после начала опытной эксплуатации, было проведено несколько циклов проверок показаний измерительной системы. Во всех случаях система показала хорошую точность измерений – около 0,2% от длины заготовки и достаточно высокую повторяемость результатов. Достоверность показаний составила примерно 96%, что соответствует 1-2 событиям из 50 измерений заготовок.

Опытная эксплуатация системы контроля продолжалась в течение нескольких месяцев и в настоящее время осуществляется ее перевод в режим полного промышленного использования. При этом не представляет больших трудностей передача данных в системы АСУ для учета продукции в реальном времени. Представляется, что полученный в результате внедрения системы результат свидетельствует о хорошей применимости оптических корреляционных измерителей для задач контроля положения горячих слитков на скоростях вплоть до 3 м/с.

За все время опытной эксплуатации не произошло ни одного выхода из строя оптического измерителя. Специальные меры позволили надежно защитить оптические детали системы в условиях прокатного производства. Все это позволяет сделать заключение о том, что система на основе оптического измерителя представляет собой надежное техническое решение для контроля длины блюмов при порезке слитка.

1. Азин Е., Будаква С., Кузьмин А., Фонотов И. // Современные технологии автоматизации. 2001. № 1. С. 22 – 25.

2. Иерусалимов И. П., Суковатин И. В. // Сталь. 2003. № 4. С. 26 – 29.