镀锌线冷却塔带钢跑偏分析与改进措施
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Байду номын сангаас
25
《中国重型装备》 CHINA HEAVY EQUIPMENT
No． 2 June 2011
只能在靠近封头处垫牛皮托起， 进行 接安装支撑， ， 。 修中心孔 最后再重新抛光架位处 机加工并装配完毕后， 要对整个芯模筒体做 静平衡实验， 进行配重的位置要美观隐蔽且配重 根据计算力矩， 在筒体内 方便。在找到配重点后， 起到了配重的作用， 最终达 筒减重孔中穿一根轴， 到图纸要求。
1 1． 1
镀锌线冷却塔带钢跑偏数据统计 数据统计
2010 年 11 月， 按照 为掌握第一手跑偏数据， 1#水冷转向辊、 2#转 带钢运行的顺序我们对气刀、 向辊、 水 淬 转 向 辊、 水 淬 挤 干 辊、 纠 偏 辊、 500 mm 转向辊七个位置的跑偏情况进行了 7 次跟踪 记录。带钢跑偏数值见表 1 。 1． 2 数据整理 根据跑偏数值， 我们计算出各个位置的带钢 偏移程度通过数值得以量化。 带钢跑偏 偏移量， 量见表 2 。 为使得各个位置的带钢跑偏情况更加直观， 把跑偏数值表生成数据折线图， 如图 2 所示。 2 纠偏系统的分类
（ 下转第 27 页）
镀锌冷却塔采用了两套比例积分式纠偏系 统。第一套为水冷纠偏转向辊 （ 图 4 ） ，带钢从锌 锅沉没辊出来， 热镀锌完成后， 垂直到达冷却塔顶 层的水冷纠偏转向辊， 垂直跨度 36 m。 若带钢板 形不好， 张力不稳很容易造成带钢的跑偏 。 所以此处设计安装了一套纠偏效果明显的单 辊比例积分式纠偏系统， 用于调整带钢的跑偏。 为减少纠偏辊的摆动， 增加初始偏移量。 利用连 杆机 构 使 纠 偏 框 绕 假 想 旋 转 轴 旋 转， 旋转半径 3． 7 m。生产运行当中， 带钢纠偏效果非常明显。 第二套纠偏系统是位于冷却塔四层的双辊纠 偏系统（ 图 5 ） ， 它是比例式纠偏系统的改进， 主要 区别在于双辊比例式纠偏系统的转轴在纠偏系统 入口钢带所在的平面内的生产线的中心线上 ， 即 入口钢带绕着生产线的中心线发生扭转 。
收稿日期： 2011 —03 —02 作者简介： 郑玉福， 男， 本科， 主要从事热镀锌生产线的设备管理 维护与改造工作。
偏系统（ P 纠偏 ） 、 积分纠偏系统 （ I 纠偏 ） 及比例 积分纠偏系统 （ PI 纠偏 ） 。 济钢冷轧板厂镀锌线 冷却塔为防止带钢跑偏， 分别在冷却塔顶层和四 纠 层采用了比例积分式的单辊纠偏和双辊纠偏 ， 正带钢跑偏， 防止带钢跑偏刮带。 2． 1 比例纠偏系统 比例纠偏系统的特点： （ 1 ） 比例纠偏系统使用两支辊子， 即双辊纠 偏。
注： 传动侧跑偏为正值， 操作侧跑偏为负值。
Figure 2
图 2 数据折线图 Broken line graph of values
（ 2 ） 两支纠偏辊的框子转动轴只能在纠偏系 统入口带钢所在的平面内， 即入口钢带是绕着生 产线的中心线发生扭转的。 （ 3 ） 在纠偏辊转动纠正钢带的过程中， 辊子 入口侧钢带的运转方向保持与纠偏辊轴线垂直状 态进入辊子， 即没有任何偏角使钢带在辊子上发 生积分偏移。 （ 4 ） 通过旋转纠偏辊， 使原来偏离生产线中 心的钢带走正， 但对于纠偏辊自身表面的钢带而 言， 却随着入口钢带的偏移而发生偏移现象 。 2． 2 积分式纠偏系统 积分式纠偏系统的特点： 积分式纠偏系统与比例式纠偏系统有本质区 别， 它不是通过平移钢带来纠正钢带的位置的 ， 而 是通过使纠偏辊轴线与钢带运行方向发生倾斜 ， 24
Analysis and Improved Measures for Cooling Tower Strip Steel Misalignment on Galvanization Line
Zhen Yufu
Abstract ： This paper introduces proportional integral type of rectifying system principle which has better rectifying effect and analyzes factors to influence cooling tower strip steel misalignment and takes improved measures to obtain good effect． Key words： cooling tower； strip steel； misalignment
钢带在纠偏辊上产生积分偏移现象而产生横向平 移动， 使钢带恢复到生产中心线上。 （ 1 ） 纯积分式纠偏辊框的转轴垂直于辊子入 口钢带所在的平面， 位于纠偏辊轴线与生产线中 心线的交叉点上。 只有转轴位于这一特殊点上， 才是纯积分式纠偏辊。 （ 2 ） 不管 入 口 侧 钢 带 是 否 偏 离 生 产 线 中 心 线， 钢带通过纯积分式纠偏辊后离开辊面时 ， 由于 积分偏移的作用， 均会回到生产线中心线， 所以纯 积分式纠偏辊自身上的钢带的偏移越来越小 。 （ 3 ） 纠偏辊前必须保持一定的自由段跨距 ， 防止钢带产生塑性变形， 影响板形， 甚至造成断带 事故。 2． 3 比例积分式纠偏系统 比例积分式纠偏系统 （ PI 纠偏） 纠偏钢带时，
《中国重型装备》 CHINA HEAVY EQUIPMENT
No． 2 June 2011
镀锌线冷却塔带钢跑偏分析与改进措施
郑玉福
（ 济钢冷轧板厂， 山东 250101 ） 摘要： 介绍了纠偏效果较好的比例积分式纠偏系统原理， 分析了影响冷却塔带钢跑偏的因素， 并采取了相 取得了良好效果。 应改进措施， 关键词： 冷却塔； 带钢； 跑偏 中图分类号： TG333． 7 文献标识码： A
Ⅱ 11 15 20 15 5 25 15 Ⅲ 3 5 5 5 15 40 20 Ⅳ 13 30 33 30 38 72 20 Ⅴ 2． 5 23 30 30 55 75 20 Ⅵ － 31． 5 － 50 － 57 － 75 － 59 － 53 11 Ⅶ － 8． 5 － 37 － 27 － 30 － 25 － 10 15
1 —锌锅沉没辊 2 —水冷纠偏转向辊 3 —固定框 4 —连接杆 5 —移动框 6 —纠偏油缸 7 —带钢 图 4 水冷纠偏转向辊 Figure 4 Rectifying and deflecting roller with water cooling
Figure 3
图 3 比例积分式纠偏辊 Proportional integral type of rectifying roller
1、 7 —转向辊 2 —固定框 3 —旋转框 4、 5 —纠偏辊 6 —转轴 图 5 冷却塔双辊纠偏系统 Figure 5 Rectifying system with two rollers in cooling tower
4
带钢跑偏原因分析
（ 1 ） 带钢出锌锅沉没辊后， 经气刀控制镀层 2# 风机 厚度， 然后垂直向上经 1#垂直风冷段 （ 1#、 组风箱） 到 1#水冷纠偏转向辊。 统计发现， 在 1# ， 20 mm 水冷转向辊位置带钢跑偏严重 跑偏量达 ～ 50 mm。水冷纠偏辊未达到实际的纠偏效果。 检查发现， 控制纠偏动作的传感器的中心位置和 机组中心线位置发生偏移， 造成纠偏效果不好。 （ 2 ） 带钢从顶层转向经过 4#、 5# 风机冷却后 进入水淬槽， 带钢跑偏量增加。 检查发现， 当 4#、 5#风机停下来后， 此段的带钢跑偏量明显减小， 同 过检查发现带钢两侧风箱的开口度大小不一致 ， 导致带钢受扭， 产生偏移方向分力。 （ 3 ） 镀锌线在刚起车时， 由于带钢的板型很 差， 跑偏比较严重， 经常在冷却塔四层的双辊纠偏 位置造成刮带停车。带钢在纠偏辊自身上的偏移 量不但没有减小反而加大了 ， 是造成此处刮带的
Table 2
Ⅰ 气刀 1#水冷转向辊 2#转向辊 水淬转向辊 水淬挤干辊 纠偏辊 500 mm 转向辊 3 5 20 10 15 55 20
表 2 带钢跑偏量统计（ 单位： mm） Statistics of strip steel misalignment amount （ unit： mm）
F0 = （ P + D） sinα F0 是初始偏移量； P 是纠偏旋转轴线与辊子 式中， 近侧表面的距离； D 是辊子的直径。 带钢进入出口纠偏辊后发生两种不同方向的 运动： 一是回跑现象的作用， 使钢带往左侧发生偏 移； 二是积分现象的作用， 使钢带往右侧发生偏 移。若没有回跑现象， 积分纠偏的结果， 就使钢带 转变为离开辊子时处于 由入口偏于辊子的左侧， 辊子的中心线上。 但加上回跑现象的共同作用， 就会使钢带离开辊子时也偏离辊子中心一小段距 离。 3 比例积分式纠偏系统在冷却塔上的应用
纠偏系统按纠偏辊的数量可分为单辊纠偏和 双辊纠偏， 按纠偏过程的工作原理可分为比例纠
1 —锌锅 2 —气刀 3 —1#风机 4 —2#风机 5 —1#水冷转向辊 6 —3#风机 7 —2#转向辊 8 —4#风机 9 —5#风机 10 —水淬转向辊 11 —水淬挤干辊 12 —烘干箱 13 —纠偏辊 14 —转向辊 图 1 冷却塔带钢冷却示意图 Figure 1 Schematic drawing of cooling tower strip steel cooling
Table 1
Ⅰ 气刀 1#水冷转向辊 2#转向辊 水淬转向辊 水淬挤干辊 纠偏辊 500 mm 转向辊 295 /298 120 /130 105 /145 210 /230 110 /140 70 /180 105 /145
注： 带钢宽度 1 250 mm， 跑偏数值是相对于辊子本体的跑偏量， 传动侧 / 操作侧。
《中国重型装备》 CHINA HEAVY EQUIPMENT
No． 2 June 2011
既使钢带产生一定位移， 又利用了钢带在轴线与 生产线中心倾斜的辊子上产生积分偏移的作用 。 比例积分式纠偏辊的工作原理是， 带钢向左 跑偏以后， 纠偏辊绕旋转轴 O 顺时针摆动 α 角， 可使纠偏辊上出口侧的钢带产生一个向右的初始 偏移量。比例积分式纠偏辊如图 3 所示。
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No． 2 June 2011
《中国重型装备》 CHINA HEAVY EQUIPMENT 表 1 带钢跑偏数值统计（ 单位： mm） Statistics of strip steel misalignment values （ unit： mm）
Ⅱ 291 /302 110 /140 105 /145 233 /217 130 /120 100 /150 140 /110 Ⅲ 295 /298 120 /130 120 /130 220 /230 110 /140 85 /165 145 /105 Ⅳ 290 /303 95 /155 92 /158 195 /255 87 /163 53 /197 145 /105 Ⅴ 295 /300 102 /148 95 /155 195 /255 90 /200 50 /200 145 /105 Ⅵ 265 /328 175 /75 182 /68 290 /160 184 /66 178 /72 136 /114 Ⅶ 305 /288 162 /88 152 /98 255 /195 150 /100 135 /115 140 /110
冷却塔装置的主要功能是采用风冷及水冷方 式冷却从锌锅出来的钢带。 其冷却工艺过程为： 钢带从锌锅热浸镀并经气刀控制镀层厚度以后 ， 垂直向上经 1#垂直风冷段 （ 两组风箱 ） 到达 1# 水 钢带温度降到 250 ～ 300℃ 。 钢带 冷纠偏转向辊， 从 1#水冷转向辊转向后， 进入水平风冷段 （ 一组 风箱） ， 钢带温度降到 200℃ 左右。再通过 2#转向 辊进入 2 # 垂直风冷箱 （ 两组风箱 ） ， 钢带出 2 # 垂 直风箱后的温度应降到 120℃ 左右。 钢带进入水 淬槽， 经喷淋、 浸没方式进行水冷， 再经挤干及热 通过 5 # 纠偏辊进入 4 # 风烘干后达到 43℃ 左右， 张力辊。冷却塔带钢冷却示意图见图 1 。
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《中国重型装备》 CHINA HEAVY EQUIPMENT
No． 2 June 2011
只能在靠近封头处垫牛皮托起， 进行 接安装支撑， ， 。 修中心孔 最后再重新抛光架位处 机加工并装配完毕后， 要对整个芯模筒体做 静平衡实验， 进行配重的位置要美观隐蔽且配重 根据计算力矩， 在筒体内 方便。在找到配重点后， 起到了配重的作用， 最终达 筒减重孔中穿一根轴， 到图纸要求。
1 1． 1
镀锌线冷却塔带钢跑偏数据统计 数据统计
2010 年 11 月， 按照 为掌握第一手跑偏数据， 1#水冷转向辊、 2#转 带钢运行的顺序我们对气刀、 向辊、 水 淬 转 向 辊、 水 淬 挤 干 辊、 纠 偏 辊、 500 mm 转向辊七个位置的跑偏情况进行了 7 次跟踪 记录。带钢跑偏数值见表 1 。 1． 2 数据整理 根据跑偏数值， 我们计算出各个位置的带钢 偏移程度通过数值得以量化。 带钢跑偏 偏移量， 量见表 2 。 为使得各个位置的带钢跑偏情况更加直观， 把跑偏数值表生成数据折线图， 如图 2 所示。 2 纠偏系统的分类
（ 下转第 27 页）
镀锌冷却塔采用了两套比例积分式纠偏系 统。第一套为水冷纠偏转向辊 （ 图 4 ） ，带钢从锌 锅沉没辊出来， 热镀锌完成后， 垂直到达冷却塔顶 层的水冷纠偏转向辊， 垂直跨度 36 m。 若带钢板 形不好， 张力不稳很容易造成带钢的跑偏 。 所以此处设计安装了一套纠偏效果明显的单 辊比例积分式纠偏系统， 用于调整带钢的跑偏。 为减少纠偏辊的摆动， 增加初始偏移量。 利用连 杆机 构 使 纠 偏 框 绕 假 想 旋 转 轴 旋 转， 旋转半径 3． 7 m。生产运行当中， 带钢纠偏效果非常明显。 第二套纠偏系统是位于冷却塔四层的双辊纠 偏系统（ 图 5 ） ， 它是比例式纠偏系统的改进， 主要 区别在于双辊比例式纠偏系统的转轴在纠偏系统 入口钢带所在的平面内的生产线的中心线上 ， 即 入口钢带绕着生产线的中心线发生扭转 。
收稿日期： 2011 —03 —02 作者简介： 郑玉福， 男， 本科， 主要从事热镀锌生产线的设备管理 维护与改造工作。
偏系统（ P 纠偏 ） 、 积分纠偏系统 （ I 纠偏 ） 及比例 积分纠偏系统 （ PI 纠偏 ） 。 济钢冷轧板厂镀锌线 冷却塔为防止带钢跑偏， 分别在冷却塔顶层和四 纠 层采用了比例积分式的单辊纠偏和双辊纠偏 ， 正带钢跑偏， 防止带钢跑偏刮带。 2． 1 比例纠偏系统 比例纠偏系统的特点： （ 1 ） 比例纠偏系统使用两支辊子， 即双辊纠 偏。
注： 传动侧跑偏为正值， 操作侧跑偏为负值。
Figure 2
图 2 数据折线图 Broken line graph of values
（ 2 ） 两支纠偏辊的框子转动轴只能在纠偏系 统入口带钢所在的平面内， 即入口钢带是绕着生 产线的中心线发生扭转的。 （ 3 ） 在纠偏辊转动纠正钢带的过程中， 辊子 入口侧钢带的运转方向保持与纠偏辊轴线垂直状 态进入辊子， 即没有任何偏角使钢带在辊子上发 生积分偏移。 （ 4 ） 通过旋转纠偏辊， 使原来偏离生产线中 心的钢带走正， 但对于纠偏辊自身表面的钢带而 言， 却随着入口钢带的偏移而发生偏移现象 。 2． 2 积分式纠偏系统 积分式纠偏系统的特点： 积分式纠偏系统与比例式纠偏系统有本质区 别， 它不是通过平移钢带来纠正钢带的位置的 ， 而 是通过使纠偏辊轴线与钢带运行方向发生倾斜 ， 24
Analysis and Improved Measures for Cooling Tower Strip Steel Misalignment on Galvanization Line
Zhen Yufu
Abstract ： This paper introduces proportional integral type of rectifying system principle which has better rectifying effect and analyzes factors to influence cooling tower strip steel misalignment and takes improved measures to obtain good effect． Key words： cooling tower； strip steel； misalignment
钢带在纠偏辊上产生积分偏移现象而产生横向平 移动， 使钢带恢复到生产中心线上。 （ 1 ） 纯积分式纠偏辊框的转轴垂直于辊子入 口钢带所在的平面， 位于纠偏辊轴线与生产线中 心线的交叉点上。 只有转轴位于这一特殊点上， 才是纯积分式纠偏辊。 （ 2 ） 不管 入 口 侧 钢 带 是 否 偏 离 生 产 线 中 心 线， 钢带通过纯积分式纠偏辊后离开辊面时 ， 由于 积分偏移的作用， 均会回到生产线中心线， 所以纯 积分式纠偏辊自身上的钢带的偏移越来越小 。 （ 3 ） 纠偏辊前必须保持一定的自由段跨距 ， 防止钢带产生塑性变形， 影响板形， 甚至造成断带 事故。 2． 3 比例积分式纠偏系统 比例积分式纠偏系统 （ PI 纠偏） 纠偏钢带时，
《中国重型装备》 CHINA HEAVY EQUIPMENT
No． 2 June 2011
镀锌线冷却塔带钢跑偏分析与改进措施
郑玉福
（ 济钢冷轧板厂， 山东 250101 ） 摘要： 介绍了纠偏效果较好的比例积分式纠偏系统原理， 分析了影响冷却塔带钢跑偏的因素， 并采取了相 取得了良好效果。 应改进措施， 关键词： 冷却塔； 带钢； 跑偏 中图分类号： TG333． 7 文献标识码： A
Ⅱ 11 15 20 15 5 25 15 Ⅲ 3 5 5 5 15 40 20 Ⅳ 13 30 33 30 38 72 20 Ⅴ 2． 5 23 30 30 55 75 20 Ⅵ － 31． 5 － 50 － 57 － 75 － 59 － 53 11 Ⅶ － 8． 5 － 37 － 27 － 30 － 25 － 10 15
1 —锌锅沉没辊 2 —水冷纠偏转向辊 3 —固定框 4 —连接杆 5 —移动框 6 —纠偏油缸 7 —带钢 图 4 水冷纠偏转向辊 Figure 4 Rectifying and deflecting roller with water cooling
Figure 3
图 3 比例积分式纠偏辊 Proportional integral type of rectifying roller
1、 7 —转向辊 2 —固定框 3 —旋转框 4、 5 —纠偏辊 6 —转轴 图 5 冷却塔双辊纠偏系统 Figure 5 Rectifying system with two rollers in cooling tower
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带钢跑偏原因分析
（ 1 ） 带钢出锌锅沉没辊后， 经气刀控制镀层 2# 风机 厚度， 然后垂直向上经 1#垂直风冷段 （ 1#、 组风箱） 到 1#水冷纠偏转向辊。 统计发现， 在 1# ， 20 mm 水冷转向辊位置带钢跑偏严重 跑偏量达 ～ 50 mm。水冷纠偏辊未达到实际的纠偏效果。 检查发现， 控制纠偏动作的传感器的中心位置和 机组中心线位置发生偏移， 造成纠偏效果不好。 （ 2 ） 带钢从顶层转向经过 4#、 5# 风机冷却后 进入水淬槽， 带钢跑偏量增加。 检查发现， 当 4#、 5#风机停下来后， 此段的带钢跑偏量明显减小， 同 过检查发现带钢两侧风箱的开口度大小不一致 ， 导致带钢受扭， 产生偏移方向分力。 （ 3 ） 镀锌线在刚起车时， 由于带钢的板型很 差， 跑偏比较严重， 经常在冷却塔四层的双辊纠偏 位置造成刮带停车。带钢在纠偏辊自身上的偏移 量不但没有减小反而加大了 ， 是造成此处刮带的
Table 2
Ⅰ 气刀 1#水冷转向辊 2#转向辊 水淬转向辊 水淬挤干辊 纠偏辊 500 mm 转向辊 3 5 20 10 15 55 20
表 2 带钢跑偏量统计（ 单位： mm） Statistics of strip steel misalignment amount （ unit： mm）
F0 = （ P + D） sinα F0 是初始偏移量； P 是纠偏旋转轴线与辊子 式中， 近侧表面的距离； D 是辊子的直径。 带钢进入出口纠偏辊后发生两种不同方向的 运动： 一是回跑现象的作用， 使钢带往左侧发生偏 移； 二是积分现象的作用， 使钢带往右侧发生偏 移。若没有回跑现象， 积分纠偏的结果， 就使钢带 转变为离开辊子时处于 由入口偏于辊子的左侧， 辊子的中心线上。 但加上回跑现象的共同作用， 就会使钢带离开辊子时也偏离辊子中心一小段距 离。 3 比例积分式纠偏系统在冷却塔上的应用
纠偏系统按纠偏辊的数量可分为单辊纠偏和 双辊纠偏， 按纠偏过程的工作原理可分为比例纠
1 —锌锅 2 —气刀 3 —1#风机 4 —2#风机 5 —1#水冷转向辊 6 —3#风机 7 —2#转向辊 8 —4#风机 9 —5#风机 10 —水淬转向辊 11 —水淬挤干辊 12 —烘干箱 13 —纠偏辊 14 —转向辊 图 1 冷却塔带钢冷却示意图 Figure 1 Schematic drawing of cooling tower strip steel cooling
Table 1
Ⅰ 气刀 1#水冷转向辊 2#转向辊 水淬转向辊 水淬挤干辊 纠偏辊 500 mm 转向辊 295 /298 120 /130 105 /145 210 /230 110 /140 70 /180 105 /145
注： 带钢宽度 1 250 mm， 跑偏数值是相对于辊子本体的跑偏量， 传动侧 / 操作侧。
《中国重型装备》 CHINA HEAVY EQUIPMENT
No． 2 June 2011
既使钢带产生一定位移， 又利用了钢带在轴线与 生产线中心倾斜的辊子上产生积分偏移的作用 。 比例积分式纠偏辊的工作原理是， 带钢向左 跑偏以后， 纠偏辊绕旋转轴 O 顺时针摆动 α 角， 可使纠偏辊上出口侧的钢带产生一个向右的初始 偏移量。比例积分式纠偏辊如图 3 所示。
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No． 2 June 2011
《中国重型装备》 CHINA HEAVY EQUIPMENT 表 1 带钢跑偏数值统计（ 单位： mm） Statistics of strip steel misalignment values （ unit： mm）
Ⅱ 291 /302 110 /140 105 /145 233 /217 130 /120 100 /150 140 /110 Ⅲ 295 /298 120 /130 120 /130 220 /230 110 /140 85 /165 145 /105 Ⅳ 290 /303 95 /155 92 /158 195 /255 87 /163 53 /197 145 /105 Ⅴ 295 /300 102 /148 95 /155 195 /255 90 /200 50 /200 145 /105 Ⅵ 265 /328 175 /75 182 /68 290 /160 184 /66 178 /72 136 /114 Ⅶ 305 /288 162 /88 152 /98 255 /195 150 /100 135 /115 140 /110
冷却塔装置的主要功能是采用风冷及水冷方 式冷却从锌锅出来的钢带。 其冷却工艺过程为： 钢带从锌锅热浸镀并经气刀控制镀层厚度以后 ， 垂直向上经 1#垂直风冷段 （ 两组风箱 ） 到达 1# 水 钢带温度降到 250 ～ 300℃ 。 钢带 冷纠偏转向辊， 从 1#水冷转向辊转向后， 进入水平风冷段 （ 一组 风箱） ， 钢带温度降到 200℃ 左右。再通过 2#转向 辊进入 2 # 垂直风冷箱 （ 两组风箱 ） ， 钢带出 2 # 垂 直风箱后的温度应降到 120℃ 左右。 钢带进入水 淬槽， 经喷淋、 浸没方式进行水冷， 再经挤干及热 通过 5 # 纠偏辊进入 4 # 风烘干后达到 43℃ 左右， 张力辊。冷却塔带钢冷却示意图见图 1 。