采用电磁吊吊装热轧带肋钢筋在棒材生产线上的技术应用

摘要：介绍了电磁吊在棒材生产线上的应用,提高了钢材吊装的效率,大大降低了作业风险,钢材外观质量得到显著的改善,取得了良好的经济效益。

关键词：钢丝绳 电磁吊 吊装 热轧带肋钢筋

1、项目的提出

2010年9月以前,棒材厂二轧车间均采用钢丝绳作为吊装工具,钢材码垛采用“#字型”交叉码垛,这种吊装方式,存在工作效率低、产品外观质量难以保证、作业安全风险高、使用成本高等诸多弊端。具体分析如下:

1.1 存在安全隐患

钢材码放和装车过程中,由于钢丝绳太长,主提升达到限位后,无法抽取钢丝绳,只能通过大车或小车传动系统歪拉斜吊方可将钢丝绳抽出,极易带来以下严重后果:(1)钢丝绳突然抽出后,摇摆方向难以控制,容易伤及周围作业人员;(2)斜拉时钢丝绳与主梁摩擦严重,严重影响钢丝绳安全性能和使用寿命,且极易发生钢丝绳脱槽、断裂事故;(3)钩头与主梁产生剧烈碰撞,导致滑轮破损报废;(4)对行车传动系统冲击剧烈,容易引发行车传动系统损坏、钩头坠落等严重事故;

1.2 影响生产节奏和发货效率

(1)钢材码放节奏过慢,难以适应主线生产节奏;(2)钢材纵横交错码放,且码放高度有限,大幅削减货场存储能力,如果采取厂内倒运存储的办法,吨材增加倒运费用3元以上,并使原本紧张的行车更加繁忙;(3)由于发货效率低,时常造成大量压车,客户对此抱怨强烈。

1.3 产品外观质量难以保障

(1)采用钢丝绳只能实行纵横交错码垛的方式,在行车工独立操作的情况下,容易产生端部撞弯、刮弯、标牌脱落、包装扣脱落、散捆等问题;(2)装车过程中,上述问题发生的机率加倍提高。

1.4 增加生产成本

(1)钢丝绳消耗居高不下,据统计,棒材厂中区每年用于钢材吊装的钢丝绳费用约计17万元;(2)行车维修费用较高,每年用于钢材吊装行车的维修费用高达26万元以上;(3)人工成本较高,采用电磁吊取代钢丝绳作为吊装工具,直接服务于钢材码放和发货的装卸工可适当减员。

2、解决方案

鉴于以上情况,经综合分析,特提出采用电磁吊吊装热轧带肋钢筋的新技术应用方案。设备选型方案参照了同类企业的成功经验,本着投资少、见效快的原则,采用TDBC系列恒压停电保磁装置,该装置是专为起重电磁铁工作馈电的整流设备及安全保障系统,可为电磁铁供给恒压励磁（吸料）,反向消磁（卸料）,系统在给起重电磁铁供电的同时,并可为备用电源进行主充电和浮充电。本装置具有停电保磁功能,一旦系统发生故障,可自动将备用电源投入供电,保障电磁铁不致断电,并发出声光报警,避免电磁铁吊起的物料坠落,并可控制起升制动器将物料安全的降至地面。本装置由PLC控制的晶闸管无触点开关装置,惯性小,大大减少了换接时间和网络的电流冲击,提高了设备的安全可靠性。

2.1 工作原理

TDBC装置由整流控制、充电控制及保磁控制组成。

(1)整流部分.三相电源经变压器降压、三相全控桥可控整流后,输出DC220电压,对电磁铁进行励磁。整流控制电路由PLC控制电路、状态检测电路和故障控制电路组成。采用PLC作为调压的输入控制装置,取代了传统的直流接触器的控制方式,具有寿命长、操作灵敏、可靠性高、线性好等优点。整流控制电压经霍尔电压互感器检测后作为负反馈信号送至A/D转换器EM231并送至CPU224进行处理,CPU224输出触发脉冲使可控硅的导通角发生变化,以达到调压和稳压的目的,稳压性能好,工作可靠。

(2)充电部分。保磁电路是系统的安全保护装置,在系统正常工作时主要是用于对蓄电池组进行全自动充电,同时控制电路提供操作电压。保磁电路的主回路整流器件采用智能型全控整流模块,电流采样用霍尔电流互感器,电压采样用霍尔电压互感器,并配有滤波电抗器。当电压反馈信号较给定电压低时,控制电路控制智能型全控整流模块使输出为恒流状态,如果电池经充电后电压升高至给定电压,控制回路控制智能型全控整流模块使充电电压保持恒定,此时为恒压主充,充电电流开始下降,当电流下降至整定值后转为浮充状态开始浮充电。主充电时,充电控制板上主充指示灯（绿色）亮,浮充电时,充电控制板上浮充指示灯（黄色）亮。

(3)保磁部分.当电网停电或整流回路故障时,2KM动作,接通蓄电池组向YA励磁回路供电,仪表箱上蜂鸣器鸣响,故障指示灯亮,安装在驾驶室外的电笛鸣叫,警告地面人员离开危险区。点动仪表箱中FA起升抱闸线圈得电,起重电磁铁放下。仪表箱面板上装有电压表PV1、电流表PA1指示整流电压和整流电流,电压表PV2、电流表PA2指示充电电压和充电电流。

2.2 电磁铁结构形式

采用9.1米长的横梁作为主要受力构件,3块电磁铁通过软链均布在横梁上,横梁与行车钩头采用刚性连接（预留软连接备用）,电磁铁底面与行车钩头的高度不超过2.5米,比采用钢丝绳时的有效提升高度增加1.5米,行车吊装钢材的提升高度由4米增加到5.5米。

同时在横梁上预制了合适的连接孔,吊装不同定尺长度的钢材时,将电磁铁连接在相应的连接孔上,可满足6-12米各种长度定尺钢材吊装的需要。

2.3 工作能力

3块电磁铁联用,合计吸力超过24吨,每次吊运4捆热轧带肋钢筋,具备年收集和发货100万吨的能力。

2.4 电磁铁的技术参数

型号:LMU-14080

工作电流:43.74/26.48A

防护等级:IP64

通电持续率:60%

功率:9.6/5.8kW

可吊运棒材的温度范围:≤400℃

2.5 停电保磁控制装置的有关参数

整流控制柜:ZTD2-150

充电柜:BC3-150

变压器:ZSG-46

蓄电池型号:GM-150Ah

停电保磁时间:≥30分钟

3、方案实施后的效果

3.1 提高钢材吊装作业安全系数

杜绝了钢丝绳抽取过程的摇摆现象,并有效避免行车歪拉斜吊带来的作业风险,有利于保障人身安全和设备顺行。

3.2 提高工作效率

每次吊运4捆钢材,并消除了吊运过程挂、抽钢丝绳的辅助时间,吊运节奏比原先提高了1倍以上,车间具备年产100万吨钢材的收集能力,为主线产能提升提供先决条件。

3.3 提高钢材外观质量

避免了钢丝绳吊装钢材所带来的外观质量问题,进一步改善了钢材外观质量,杜绝了因吊装质量问题引起的质量异议,提升了产品形象。

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