地下卷取機側導板的控制系統

凌繼中

摘要：地下卷取機側導板每邊由一個液壓缸通過伺服閥單獨控制，兩個位置傳感器用于側導板開口度控制，四個壓力傳感器用于其壓力調節，每種控制方式必須在HMI上進行選擇，選擇不同方式可進行許多種組合完成所需要的功能。本文主要探討地下卷取機側導板的控制系統。

關鍵詞：地下卷取機側導板控制系統

中圖分類號：TG333 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0109-01

由于輸出輥道的距離很長，尤其是高速軋制薄規格帶鋼時，帶鋼的前端在輥道上會顯著地飄起，使帶鋼運行的穩定性變壞。最近，為了防止在輸出輥道上的運輸故障和保證精軋溫度，有些工廠在輸出輥道之間也設置了卷取機，這種卷取機被稱為近卷取機。從帶鋼的前端通過精軋機到卷在卷筒上的這段時間，張力輥、助卷輥和卷筒相對于帶鋼采取適當的超前速度。

1地下卷取機的結構分析

卷取機類型按抱緊輥（助卷輥）數量來區分，有二輥穴、三輥式和四輥式等。二輥式適于卷取厚度1～2mm薄帶鋼，對卷取10mm以上的帶鋼，則不能卷緊。三輥式卷取機可卷取厚帶和薄帶，且其結構與維修又較四輥式簡易，故得到廣泛采用。輸出輥道的速度必須考慮到鋼頭部剛出末架精軋機架時，能將帶鋼“扯直”，仗輥道速度應稍高于帶鋼終軋速度（10%～15%）；當帶鋼卷入卷取機2～3圈后，輥道應與軋機、卷取機同步升速，以防止劃傷帶的表面；在帶鋼尾部出軋機前，應以軋機同步降速，以減少帶鋼尾部高速拋出時的沖擊：在帶鋼尾部離開軋機后，輥道速度應略低于卷取速度（15%～20%），以減少帶鋼尾部的跳動。同時，考慮到前一根帶鋼還未完全進入卷取機，而后一根帶鋼已軋出精軋機組的可能性，輸出輥道的速度也應分段控制[1]。卷取機的卷取速度應與精軋最終機座的軋制速度相配合，最大速度一般較最終機座的軋制速度高7%～15%。卷取機咬入速度為8～10m/s，咬入后與軋機同步加速。卷取后的板卷經卸卷小車、翻卷機和運輸鏈運往倉庫，作為熱軋成品，或作為冷軋原料，或繼續進行精整加工。

2地下卷取機側導板控制方案

除了軋制線式地下卷取機之外，通常都把張力輥的上下兩個輥子偏置15%～20%左右，帶鋼被張力輥咬入之后便向下彎曲，經過上導板進入1號助卷輥和卷筒之間。帶鋼頭部在助卷輥和成型導板作用下沿著卷筒彎曲，并借助于助卷輥的壓力和超前速度緊密地卷到卷筒上。帶鋼的前端被卷取后，各個輥子皆取消超前速度而與精軋速度同步運轉。為了對帶鋼卷進行恒張力卷取，對卷筒要實行恒電流控制。卷取開始時的張力，由帶鋼與精軋機之間所形成的拉力來得到，帶鋼的尾端脫離精軋機之后，由張力輥的反電勢來保持張力，使整個帶鋼的全長都能保證卷取緊密。卷取終了的帶鋼卷，在卷筒縮徑后由卸卷小車托起移出卷筒之外，也有用推壓帶鋼卷端面的方式卸卷的。帶鋼卷經翻卷機翻轉立起之后，用運卷小車送到運輸鏈。

3方案實施及改進效果

側導板為電傳動裝置，同時通過絲桿絲母傳動裝置調節側導板開口度，而且側導板在快速氣缸的作用下快速打開或關閉。側導板的作用是把帶鋼對準軋制中心線送人夾送輥，并在帶鋼進入卷取機時夾持帶鋼對中，因原側導板機械部分較單薄、定位精度較差等原因，不能滿足生產工藝要求，需對側導板進行改造。

卷取機側導板的作用有以下兩個方面：（1）引導板帶在層流輥道上以水平方向進行卷取。（2）用于將帶鋼中心線調整為對中到的卷取機和夾送輥的中心線。側導板位于層流冷卻裝置之后，在卷取機的夾送輥之前，輸出輥道的上方。側導板的操作側（簡稱OS）只有位置控制，沒有壓力控制；而傳動側（簡稱DS）既有位置控制又有壓力控制[2]。在帶鋼軋制和卷取過程中，兩側導板的共同作用，完成整個帶鋼卷取過程。整個控制過程由以下三步組成，詳細描述如下。

第一步：將最后一架的軋機咬鋼以前，卷取機側導板處于位置控制等待狀態。側導板控制的系統從主令控制器中，是通過處理器間通訊，接收到位置控制的給定值，通過位置控制器實現閉環控制。這個位置給定值由4個字段組成。

字段1是帶鋼寬度的一半；字段2是短行程操作給定值；字段3是一個適應補償值；這個補償值保證導板能夠接觸到帶鋼邊緣，所以當更換側導板或使用一段時間后，這個值必須進行修正。字段4偏差余量值。在卷取機就緒待鋼狀態下，側導板處于等待位控狀態。第一步的位置給定值為字段1、字段3和字段4之和。第二步：帶鋼進入頭部跟蹤階段。當帶鋼進入側導板，帶頭進入夾送輥瞬間，夾送輥壓力峰值引發卷取機加載啟動，兩側導板按照短行程值快速移動到位。卷取帶鋼的卷形好與壞有直接影響，以前的側導板存在諸多弊病，如機構故障多，檢修周期短，定位精度不高，抵抗外載能力低。側導板工作的前由操作員設定開口度值，然而過程計算機PLC自動加入兩導板，同時將力控制器始終保持激活狀態并受限于它的上限值，這個上限值是用根據帶鋼的厚度計算出來，而且，這個值也可以由操作人員手動干預的，人為增加和減小[3]。第三步：帶尾跟蹤結束后，完成側導板初始化。當實際板帶尾部離開的夾送輥后，兩側導板切換回位置的控制，給定值狀態也切換回第一步，而等待下一卷帶鋼的到來。帶鋼頭部進行助卷輥的段差間隙控制，以及一定的壓力壓緊控制并反復進行，來防止頭部擦傷或劃痕，同時將帶鋼卷得更緊。在提高側導板響應速度前，為控制頭塔，采取了調整L1、L3設定值，將一次、二次短行程控制啟動提前的措施，結果側導板區域極易發生堆鋼事故。

地下卷取機的設備精度對跳步控制和鋼卷的形狀有很大影響，所以卷取機的機架用于高剛性的固定式。同時，地下卷取機的入口側導板，采用將熱帶鋼導入卷取機、挾持帶鋼對準軋制中心線，并提供一定后張力的重要設備，對卷取帶鋼的卷形好與壞有直接影響。為消除壓力異常波動的不利影響，除了保持硬件設備的使用狀況良好外，在程序中對壓力控制策略進行了優化。

4結論

側導板開口度控制四個壓力傳感器用于其壓力調節，每種控制方式必須在HMI上進行選擇，選擇不同方式可進行許多種組合完成所需要的功能?？傊疚脑谶M行側導板控制原理介紹的同時，針對錯層控制策略問題，提出了自己的見解，通過多起錯層現場記錄情況和相關監視數據的認真研究和分析，對相關側導板控制系統進行必要的優化和改進，錯層問題就會得到一定程度的改善。

參考文獻

[1] 于千，楊健，余威，等.熱軋帶鋼卷取塔形產生原因及防范措施[J].軋鋼，2007，24（3）：59-60.

[2] 劉東輝，孫文彬，付志剛.邯鋼CSP線卷形缺陷分析[J].軋鋼，2007，24（4）：63-65.

[3] 張智，李鑫.熱軋精軋側導板控制方法的改進[J].新疆鋼鐵，2010，3.