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热轧优化剪切系统论文

摘要：优化剪切的应用，实现了飞剪剪切的高精度和飞剪剪刃磨

损的最小化，提高了热轧生产线的成材率，减少了飞剪电机和齿轮箱

的磨损，并且保证中间坯头尾形状良好，使带钢在精轧机组平稳穿带，

提高了成品钢卷头尾板形质量。

1引言

唐钢1580mm热轧生产线的转鼓式飞剪位于热卷箱之后，精轧除

鳞装置之前，用于切除中间坯不规则的头部和尾部，以便于精轧机的

顺利咬入。采用闭环控制的优化剪切系统不但可以延长飞剪剪刃的使

用寿命，有效的将中间坯两端的低温部分切除，还能防止精卷区域带

钢出现异常波动，降低带钢的切损率，所以优化剪切系统对现代的热

轧工艺非常重要。

2系统构成

优化剪切控制系统采用EES公司CCD2040热辐射式测宽仪和优化

剪切系统，运行特殊的优化剪切软件，它安装在粗轧机出口，进行带

钢的宽度测量、头部与尾部的成像。它抗干扰能力强、标准的以太网

连接方式可以与其他系统进行很好的连接。粗轧出口型优化剪切系

统，即在粗轧出口完成头尾成像及剪切线确定，并通过网络将钢坯头、

尾剪切量在钢坯离开粗轧机后通过网络传输给轧机自动化控制级。优

化剪切系统包括：剪切成像系统、带钢跟踪系统和剪切控制系统三部

分。

2.1剪切成像系统

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剪切成像系统位于粗轧机R1的出口位置，主要是由热辐射式测

宽仪和一台立体摄像机构成。热辐射式测宽仪有两个相距600mm的

CCD线阵摄像头，两个摄像头的聚焦点在辊道的中心线上，形成“双

眼视觉”，带钢的边缘被这两个摄像头扫描，再通过三角形计算原理

精确的算出边缘的垂直位置和水平位置，反馈给相应的边缘检测电路

测量出带钢的实际宽度。测宽仪大约每1ms就能产生带钢的边部位置

数据，并且将这些数据送到测宽仪控制柜，同时将带钢的长度数据记

录在缓冲区中，这些数据最终将被用于产生带钢的头尾形状、宽度和

中心线位置。测宽仪接收到由轧线自动化级传输过来的带钢速度信号

形成中间坯的头尾图像，测宽仪控制柜根据传输过来的速度来产生固

定时间间隔的软件中断，每次中断发生时，系统就会记录一次带钢的

边部位置信息，通过测宽仪程序将基于时间的扫描数据转换为精确成

像所必需的基本长度数据，一旦中间坯的头尾断面形状成像完成以

后，系统将会根据当前的操作模式和头尾形状类型确定一条最佳的剪

切线位置，并将该剪切线位置送到剪切控制系统。

2.2板坯跟踪系统

钢坯的跟踪系统是由轧线基础自动化系统通过安装在轧线上的

热金属检测器来精确的检测出带钢的头部和尾部的准确位置，从而实

现飞剪区域带钢头尾速度和位置的可靠跟踪。

当带钢的头部离开热卷箱区域时，被热金属检测器检测到，并将

此检测信号发给飞剪，使飞剪的剪刃位置定位到切头的等待位。钢坯

的跟踪系统根据确定的剪切长度，在带钢头部经过热金属检测器时，

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通过速度信号确定剪切线的位置，当剪切线通过飞剪等待位时，飞剪

控制系统启动飞剪，完成对带钢头部的剪切。

当飞剪切头完成以后，系统等待带钢进入精轧区域。当带钢的尾

部被热金属检测器检测到以后，系统将根据精轧入口除鳞箱夹送辊的

速度计算出带钢尾部到达剪刃的距离，并来跟踪尾部剪切线的位置。

尾部剪切线一旦经过剪切启动位置点时，飞剪控制系统启动，进切尾

动作，完成尾部的剪切功能。