Технические средства измерения размеров сортового проката в процессе прокатки

Выше неоднократно отмечалось, что отсутствие на станах надежной системы измерения проката в процессе его прохождения через клети сдерживает повышение его точности. В технологической практике накоплен значительный опыт разработки и внедрения таких систем измерения. Обзор отечественной и зарубежной литературы показал значительное разнообразие конструктивных и приборных решений, методов и средств измерения размеров сортового проката. Наиболее совершенными и перспективными являются лазерные измерители, которые отличаются высокой точностью как на холодном, так и на горячем металле, малой погрешностью измерения в большом диапазоне скоростей прокатки, длительностью срока службы.

Особенно активно разрабатывают средства автоматического измерения проволоки и сорта зарубежные фирмы, такие как Davy United, BETA (Великобритания), Brudo Richter и Институт д-ра Ферстера (Германия), Zugo (США) и др. На европейских прокатных станах распространен английский измеритель ORBIS, имеющий несколько модификаций и позволяющий производить измерения

Рис. 13.19. Схема измерения диаметра сортового проката в измерителе ORBIS

с точностью ±0,04 мм. В модификации OR2 (рис. 13.19) в измерительной головке, вращающейся со скоростью 100 об/мин, с помощью зеркала 2 и линзы 3 формируется параллельный световой лазерный луч шириной 100 мм. Через каждый оборот видеосигнал подается на прокат 6 и воспринимающие фотодиодные линейки 4, сигнал от которых обрабатывается в электронном блоке измерителя 5. Данные представляются на цифровом табло и на экране дисплея.

Из отечественных приборов следует отметить измерители размеров соргового металла ТАИР-1—5 и ТАИР-2—6. Последний из них позволяет измерять размеры проката диаметром 35—65 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях с точностью ±0,1 мм на скоростях прокатки не выше 15 м/с при температуре до 1150 °С. Имеется возможность настраивать прибор на разные диапазоны измерений. Такие приборы используются в основном пока на станах трубной промышленности. На мелкосортном проволочном стане 150 завода “Серп и молот” установлен измеритель ORBIS. Имеются попытки установить такой же измеритель на стане 350 ЧерМК.

Таким образом, средства измерения и контроля размеров проката существуют, хотя их технический уровень, дороговизна и сложность эксплуатации не позволяют говорить о массовом применении в сортовом производстве. Сортопрокатное производство еще не готово к широкому внедрению таких измерителей: технологические условия прокатки на большинстве станов недостаточно стабильны, ГОСТ 2590—88 не стимулирует прокатку высокоточных профилей.

Большое значение имеет существующая организация производства. По традиции сортовая продукция рассматривается как некий полуфабрикат, из которого в дальнейшем, в случае надобности, точный прокат может быть получен множеством способов, например волочением (холодным калиброванием) или обточкой, шлифовкой и т. п. За рубежом и в России существуют мини-заводы, которые скупают неточный сортовой металл у металлургических заводов и производят точный прокат под конкретного потребителя в нужном ассортименте. При этом в число сервисных операций может входить также снятие окалины с поверхности металла, резка на мерные длины, подторцовка кромок, снятие фасок, сортировка и т. д. Такая организация производства выгодна как машиностроительным заводам, имеющим всегда возможность получить, пусть немного дороже, требуемый металл необходимой кондиции, так и металлургическим заводам, которые в таком случае не обязаны выполнять разнообразные требования конкретных заказчиков по точности и качеству проката.

Некоторые металлургические заводы пошли но пути производства точного проката непосредственно в прокатном цехе. В линии прокатного стана устанавливают различное оборудование, которое позволяет из неточного получать точный прокат. Например, широко применяются немецкие линии Kieserling, на которых прокат после горячей прокатки обдирается в холодном состоянии наждачными кругами или резцами на определенную глубину. Получается идеально круглый пруток с допусками ±0,1 мм и со свободной от окалины поверхностью. Это дорогая операция, но, может быть, не дороже внедрения автоматизированных систем и калибрующих блоков.

В целом же следует считать, что внедрение автоматических измерителей и автоматизированных систем управления точностью проката в сортопрокатное производство эффективно. Оно позволяет:

снизить трудозатраты и устранить ручной груд при отборе проб; обеспечить объективный автоматизированный контроль проката в процессе прокатки;

наладить систему статистической оценки размеров и точности проката с расчетом и выдачей потребителю объективных размеров и показателей раз- н отол щи н н ости;

накапливать статистический материал по точности и анализировать его; обеспечить объективную оценку мероприятий, направленных на увеличение точности;

организовать грамотную систему отбраковки проката по точности; построить оперативную систему информации персонала о ходе технологического процесса по параметрам точности;

построить систему сбора и обработки информации на уровне требований международной системы качества ИСО 9000, выполнение которых является обязательным при выходе с продукцией на мировой рынок.

Как видно, такая культура производства значительно выше традиционной, поэтому объективно сортопрокатное производство в этом направлении будет развиваться, несмотря на то что стоимость проката будет расти. Трубное и особенно листопрокатное производство в этом направлении продвинулось значительно дальше, чем сортопрокатное.

Пока основными потребителями сортового металла являются российские предприятия, и нет потребности выходить на мировой рынок. По этой причине, видимо, нет стимула к активному внедрению статистических методов измерения и контроля размеров продукции, а также сложных автоматизированных измерительных приборов и систем.