地下卷取机侧导板的控制系统

地下卷取机侧导板的控制系统

摘要:地下卷取机侧导板每边由一个液压缸通过伺服阀单独控制,两个位置传感器用于侧导板开口度控制,四个压力传感器用于其压力调节,每种控制方式必须在HMI上进行选择,选择不同方式可进行许多种组合完成所需要的功能。本文主要探讨地下卷取机侧导板的控制系统。

关键词:地下卷取机侧导板控制系统

由于输出辊道的距离很长,尤其是高速轧制薄规格带钢时,带钢的前端在辊道上会显著地飘起,使带钢运行的稳定性变坏。最近,为了防止在输出辊道上的运输故障和保证精轧温度,有些工厂在输出辊道之间也设置了卷取机,这种卷取机被称为近卷取机。从带钢的前端通过精轧机到卷在卷筒上的这段时间,张力辊、助卷辊和卷筒相对于带钢采取适当的超前速度。

1 地下卷取机的结构分析

卷取机类型按抱紧辊(助卷辊)数量来区分,有二辊穴、三辊式和四辊式等。二辊式适于卷取厚度1～2mm薄带钢,对卷取10mm以上的带钢,则不能卷紧。三辊式卷取机可卷取厚带和薄带,且其结构与维修又较四辊式简易,故得到广泛采用。输出辊道的速度必须考虑到钢头部刚出末架精轧机架时,能将带钢“扯直”,仗辊道速度应稍高于带钢终轧速度(10％～15％);当带钢卷入卷取机2～3圈后,辊道应与轧机、卷

取机同步升速,以防止划伤带的表面;在带钢尾部出轧机前,应以轧机同步降速,以减少带钢尾部高速抛出时的冲击:在带钢尾部离开轧机后,辊道速度应略低于卷取速度(15%～20%),以减少带钢尾部的跳动。同时,考虑到前一根带钢还未完全进入卷取机,而后一根带钢已轧出精轧机组的可能性,输出辊道的速度也应分段控制[1]。卷取机的卷取速度应与精轧最终机座的轧制速度相配合,最大速度一般较最终机座的轧制速度高7％～15％。卷取机咬入速度为8～10m/s,咬入后与轧机同步加速。卷取后的板卷经卸卷小车、翻卷机和运输链运往仓库,作为热轧成品,或作为冷轧原料,或继续进行精整加工。

2 地下卷取机侧导板控制方案

除了轧制线式地下卷取机之外,通常都把张力辊的上下两个辊子偏置15%～20%左右,带钢被张力辊咬入之后便向下弯曲,经过上导板进入1号助卷辊和卷筒之间。带钢头部在助卷辊和成型导板作用下沿着卷筒弯曲,并借助于助卷辊的压力和超前速度紧密地卷到卷筒上。带钢的前端被卷取后,各个辊子皆取消超前速度而与精轧速度同步运转。为了对带钢卷进行恒张力卷取,对卷筒要实行恒电流控制。卷取开始时的张力,由带钢与精轧机之间所形成的拉力来得到,带钢的尾端脱离精轧机之后,由张力辊的反电势来保持张力,使整个带钢的全长都能保证卷取紧密。卷取终了的带钢卷,在卷筒缩径后由卸卷小车托起移出卷筒之外,也有用推压带钢卷端面的方式卸卷的。带钢卷经翻卷机翻转立起之后,用运卷小车送到运输链。

3 方案实施及改进效果

侧导板为电传动装置,同时通过丝杆丝母传动装置调节侧导板开口度,而且侧导板在快速气缸的作用下快速打开或关闭。侧导板的作用是把带钢对准轧制中心线送人夹送辊,并在带钢进入卷取机时夹持带钢对中,因原侧导板机械部分较单薄、定位精度较差等原因,不能满足生产工艺要求,需对侧导板进行改造。

卷取机侧导板的作用有以下两个方面:(1)引导板带在层流辊道上以水平方向进行卷取。(2)用于将带钢中心线调整为对中到的卷取机和夹送辊的中心线。侧导板位于层流冷却装置之后,在卷取机的夹送辊之前,输出辊道的上方。侧导板的操作侧(简称OS)只有位置控制,没有压力控制;而传动侧(简称DS)既有位置控制又有压力控制[2]。在带钢轧制和卷取过程中,两侧导板的共同作用,完成整个带钢卷取过程。整个控制过程由以下三步组成,详细描述如下。

第一步:将最后一架的轧机咬钢以前,卷取机侧导板处于位置控制等待状态。侧导板控制的系统从主令控制器中,是通过处理器间通讯,接收到位置控制的给定值,通过位置控制器实现闭环控制。这个位置给定值由4个字段组成。

字段1是带钢宽度的一半;字段2是短行程操作给定值;字段3是一个适应补偿值;这个补偿值保证导板能够接触到带钢边缘,所以当更换侧导板或使用一段时间后,这个值必须进行修正。字段4偏差余量

值。在卷取机就绪待钢状态下,侧导板处于等待位控状态。第一步的位置给定值为字段1、字段3和字段4之和。第二步:带钢进入头部跟踪阶段。当带钢进入侧导板,带头进入夹送辊瞬间,夹送辊压力峰值引发卷取机加载启动,两侧导板按照短行程值快速移动到位。卷取带钢的卷形好与坏有直接影响,以前的侧导板存在诸多弊病,如机构故障多,检修周期短,定位精度不高,抵抗外载能力低。侧导板工作的前由操作员设定开口度值,然而过程计算机PLC自动加入两导板,同时将力控制器始终保持激活状态并受限于它的上限值,这个上限值是用根据带钢的厚度计算出来,而且,这个值也可以由操作人员手动干预的,人为增加和减小[3]。第三步:带尾跟踪结束后,完成侧导板初始化。当实际板带尾部离开的夹送辊后,两侧导板切换回位置的控制,给定值状态也切换回第一步,而等待下一卷带钢的到来。带钢头部进行助卷辊的段差间隙控制,以及一定的压力压紧控制并反复进行,来防止头部擦伤或划痕,同时将带钢卷得更紧。在提高侧导板响应速度前,为控制头塔,采取了调整L1、L3设定值,将一次、二次短行程控制启动提前的措施,结果侧导板区域极易发生堆钢事故。

地下卷取机的设备精度对跳步控制和钢卷的形状有很大影响,所以卷取机的机架用于高刚性的固定式。同时,地下卷取机的入口侧导板,采用将热带钢导入卷取机、挟持带钢对准轧制中心线,并提供一定后张力的重要设备,对卷取带钢的卷形好与坏有直接影响。为消除压力异常波动的不利影响,除了保持硬件设备的使用状况良好外,在程序中对压力控制策略进行了优化。

4 结论

侧导板开口度控制四个压力传感器用于其压力调节,每种控制方式必须在HMI上进行选择,选择不同方式可进行许多种组合完成所需要的功能。总之,本文在进行侧导板控制原理介绍的同时,针对错层控制策略问题,提出了自己的见解,通过多起错层现场记录情况和相关监视数据的认真研究和分析,对相关侧导板控制系统进行必要的优化和改进,错层问题就会得到一定程度的改善。

参考文献

[1]于千,杨健,余威,等.热轧带钢卷取塔形产生原因及防范措施[J].轧钢,2007,24(3):59-60.

[2]刘东辉,孙文彬,付志刚.邯钢CSP线卷形缺陷分析[J].轧钢,2007,24(4):63-65.

[3]张智,李鑫.热轧精轧侧导板控制方法的改进[J].新疆钢铁,2010,3.