冷轧带钢

冷轧带钢（通用12篇）

冷轧带钢 篇1

邯钢二冷轧厂酸轧线是由德国西马克公司设计的全连续式酸洗冷轧机组, 酸洗冷轧联合机组引进德国西马克公司技术设备, 配套德国西门子自动控制技术, 设计年生产能力210万吨。该机组配有德国最先进的米巴赫激光焊机, 酸洗工艺采用紊流高效酸洗技术;轧机为五机架六辊配置, 采用CVC+辊型控制技术, 板形自动控制技术, 同时配有先进的卡伦塞式卷取技术。轧机最大轧制速度高达1400 m/min。

物料跟踪MTR (Material Tracking) 是一个协调控制系统工作的基本功能。只有正确的跟踪, 才能准确地为L2级过程控制提供各种原始数据, 为L1级基础自动化提供各种控制参数, 为人机界面提供数据表格和画面显示以供操作人员和维护人员掌握生产状态。

在酸洗冷轧线中, 物料跟踪系统 (MTR) 的功能是连续跟踪钢卷从入口步进梁上卷, 开卷机开卷, 酸洗, 轧制, 直到出口步进梁被天车吊走, 这之间钢卷和带钢的全部跟踪过程, 分为钢卷跟踪和带钢跟踪。带钢跟踪开始于焊机焊接完成之后, 直到轧机完成卷曲, 形成钢卷之后。从开卷机到焊机之间的跟踪以及带钢传送是由入口LCO和MRG共同完成的。跟踪系统将根据原料带钢的物料ID、头尾位置和带钢长度从二级计算机获得张力、速度、辊缝、弯辊力等设定值, 将其发送到相应设备的控制系统中, 使相应设备及时准确地动作, 最后为成品卷生成物料ID, 并将收集到的成品卷信息发送到二级计算机存储, 作为下一道工序的原始数据和进行产品统计、分析的依据。

生产线的跟踪将整个生产线划分为若干个区域, 对每个区域单独进行带头带尾的跟踪。带钢带头带尾位置的计算是依据生产线不同区域的速度积分来进行的。生产线在焊机和出口分切剪之间不超过15个定单卷。

为避免速度积分的累积误差, 需要在某个特定位置点进行同步。同步信号的产生依据生产线各部分不同的信号 (如焊缝检测, 光栅, 轧制力等) 。依据这些信号带头带尾位置, 计算被同步而不考虑速度值。同步信号只有在带钢带头带尾位置, 在允许的位置窗口内才起作用。然后位置被设定到当前同步位置。带钢同步大概有几个:焊机焊接完成信号、1到4号焊缝检测信号、剪切信号、穿带甩尾信号。

TDC程序内使用单独的跟踪功能块MTR01B来实现每个跟踪区的跟踪功能。几个相邻的区域构成一个完整的跟踪环, 每个跟踪块使用相同的地址。共有三个MTR跟踪环。

生产线从焊接入口到出口剪切结束, 跟踪区域有14个, 包括焊机到入口活套、入口活套、拉矫机、酸洗段、出口活套1、切边剪区域、出口活套2、活套出口到轧机横切剪、轧机入口区域、1机架和2机架间、2机架和3机架间、3机架和4机架间、4机架和5机架间、轧机出口。

当带钢头部位置到达跟踪区域的上限时, 带钢从一个“环” (指的MTR01B块) 登入到另一个“环”。带钢登入MTR01B块的顺序。当带钢进行第一个MTR环时 (焊接后) , 头部位置为零。当带钢到达入口活套, 而且头部位置大于MTR环1的上限 (参数PO2) , 带钢自动进入第2个MTR环。这时此带钢的头部位置, 是入口活套MTR01B块PO1管脚值。当带钢到达入口活套出口, 而且头部位置大于MTR2号环PO2参数时, 带钢自动进入MTR第3号环。这时此带钢的头部位置, 是MTR01B块3号环PO1管脚值。此时带头位置不是焊机位置起点的绝对值, 因为带钢过了活套之后, 新的带头尾位置已经大于活套的最大位置值。

MTR可根据生产线跟踪信息, 提供生产线上某一特定位置点上相应的带钢位置信息, 如带钢占用, 当前带钢带头和带尾位置信息, 下一卷带钢带头带尾信号。并将这些信息给了其他LFE, 用于产生一个设备动作 (如张力建立) 。

楔形轧制WDG是MTR在轧机段的一个子功能。它根据带钢的位置, 通过斜率协调机架的设定。提供以下应用:

1.轧制变规程。对于连续轧机过程来说, 动态变规程是必须的。在动态变规程模式下, 下一卷带钢轧制规程计算在焊缝到达1机架前准时执行。

2.厚带头。在组点动或断带后, 为了容易地启动轧机, 厚带头设定值计算使用厚一点出口厚度。启动后, 这些设定值会按斜率通过厚带头楔形, 过渡到初始值。

3.负荷重新分配。如果在预计算和后计算设定值偏差相差太大[如原始数据 (材料尺寸或属性) 和相应的实际值], 可能会需要执行轧机负荷重新分配。

控制信号时序如下:

楔形起始位置的定时启动使用轧机前张紧辊速度来完成。当轧制楔形起始点到达1机架, WDG将会给1机架发出楔形信号, 从0到1, 步长0.1。楔形的长度在轧机设定中给出。轧机设定会按斜率从当前设定值过渡到下一卷带钢轧制值。

邯钢邯宝冷轧厂酸轧线于2010年6月份投入生产, 在生产实践中对跟踪系统进行了调整优化, 解决了系统中存在的一些缺陷, 使跟踪定位精度有较大提高。跟踪系统的正常运行提高了生产的连续性, 提高了产品质量的稳定性, 对跟踪技术的进一步分析研究、消化、吸收, 对保证生产的顺利进行, 保证产量、质量有重要意义。

冷轧带钢 篇2

管道顶管施工方案

项目管理部：

供水项目部：

监理公司：

审核：

编制：

建设设备安装公司管道分公司

2006-7-18

一、工程概况

太钢轧钢七路部分管线迁移工程中的冷冻供回水管道、氮气管道、压缩空气管道、蒸汽管道等在南北方向铺设时，由于冷轧路北边的埋地d700铸铁管年代较长，为防止其受到损伤，该段无法进行机械挖掘，另外靠近冷轧厂房的管道支架下方需要穿过一根蒸汽管道，项目管理部决定在两段进行顶管施工，保证d700铸铁管及支架安全。

二、工具管选型

本条管线顶管施工，主要是穿越道路和支架基础。该部位内的蒸汽、氮气、压缩空气管道属于发电项目部管理，由于多家施工队伍在同一坑内顶管，项目管理部决定由我公司负责顶管工作坑内的垫层浇注和靠背的制作。我单位负责冷冻水、氮气、压缩空气（南坑）及蒸汽管道（北坑）套管的顶管工作，其余两根套管（南坑）由发电厂负责完成。我方南坑顶管长度经测量为10m，管径为D1200×10，管材选用卷制钢管；北坑顶管长度8m，管材选用D1200×10现成管道，即采用简易工具管进行顶管，人工挖掘出土，内部分别铺设管道四根及一根。

三、钢管顶进

1.本条管线顶管由于受现场条件限制，只能从北向南水平顶进，南坑井深5m，工作井垫层及后背都铺设浇筑好以后，开始进行导轨、顶背钢板、液压油缸等设备的安装（垫层使用C15砼浇注,范围5m×4.5m×0.2m；后背浇注高度1.8m，厚度0.9m，宽度4.5m，内部使用双层钢筋加固，使用φ12螺纹钢筋216m）,套管为D1200×10卷制钢管10m，外壁涂环氧煤沥青漆进行防腐，顶铁总重量为1t；北坑靠背采用枕木10根进行支护，后面使用石子进行填充，范围2m×2m×3m，套管为D1200×10现成钢管，外壁涂环氧煤沥青漆进行防腐，顶铁重量为1t。

2.导轨安装时须垫实，安装牢固，以避免在顶进时因松动而影响顶进的轴线和高程。同时，导轨在安装时，必须配全其它设备尺寸，确定导轨安装的高程和轴线。须用仪器反复检验，保证导轨安装的误差在允许范围内，这是管道顶时后管道的轴线及高程准确性的前提条件。

3.顶背钢板、油缸等设备的安装也应做到准确牢固。顶管设备在安装前必须先进行调试，以确保设备的完好性。

4.轨道放置好后，吊放工具管，根据工具管的实际位置放置液压油缸，尽量使液压油缸的合力作用点在顶进断面的中心点以下，管道外的40%处。同时合力作用方向与初顶进中心轴线基本平行，工具头的姿势必须进行复核。

5.全部设备安装好以后开始顶进，采用人工挖掘出土。人工在工作面进行挖土，挖出土装到土斗车里，再拉出管道，然后吊至地面装车运走。在管道顶进的过程中，每顶完一根需进行钢管焊接。顶管所用的钢管已进行了外防腐和坡口处理。进行焊接时焊条选用E43，接口焊缝处均应先除锈后再进行电焊，具体要求按下表规定执行：

检查项目规定要求

（1）管内清扫无任何杂物；

（2）管口清理、修口管口完好无损，无锈、油污；

（3）两管口直缝间距≥100mm；

（4）错口和错口校正要求错口小于或等于2mm；

（5）钢管外防腐采用环氧煤沥青防锈漆进行涂刷。

四、测量系统的布设

1、将建设方提供的标准点的坐标及高程进行复核，记录下该点的坐标和高程。

2、根据已定的穿越管中心的实际轴线，将此轴线引入到工作井，并将高程控制点引入到工作井，以便随时进行观测。

3、管道顶进的过程中应对控制点进行定期复测，发现问题及时校核。

五、纠偏

工具管在顶进过程中由于受不均匀外力的作用，头部会偏离设计轴线及标高，因此需要不断地对工具管进行纠偏操作，纠偏角度一般不宜大于0.5度。纠偏要勤测勤纠，每顶进1m左右测量一次偏差，分析管道运动轨迹，并决定纠偏大小。小角度纠偏，每次纠偏角度应控制在10ˊ~20ˊ，最大不得大于10。纠偏操作不能大起大落，如出现较大的偏差，应小角度连续纠偏，保持适当的曲率半径返回到轴线上来。避免管道顶进时产生过大的侧应力。对于短距离纠偏作业，可采用后座液压油缸进行纠偏，根据

偏差情况，决定后座油泵的开启和关闭。

六、安全生产措施

1、文明施工安全措施

确保无重大安全事故，建成安全达标工地。

2、安全管理措施

（1）建立、健全各级安全生产责任制，责任落实到人；

（2）进行全面的针对性的安全技术交底；

（3）进入施工现场心须遵章守纪，佩戴安全帽；

（4）特种作业人员必须考试合格后持证上岗；

（5）施工现场按规定悬挂标示牌及灭火器；

（6）施工用电中的照明、配电箱、开关箱、架空线、接地接零等必须严格按规程操作、布置；

（7）支架、脚手架搭设必须规范，发现隐患立即整改；

（12）在工作井周围架设安全围栏，夜间在围栏上挂红灯。

3、机械设备安全

（1）挖掘机、起重机的保险、限位装置必须齐全有效。

（2）驾驶、指挥人员必须持有效证件上岗，驾驶员应做好例行保养。

（3）各类安全装置的保护罩、盖齐全可靠。

（4）机械配输电线路（垂直、水平方向）应按规定保持安全距离。

（5）作业时，机械停放应可靠稳固，臂杆幅度指示器应灵敏

可靠。

（6）电缆线应绝缘良好，不得有接头，不得乱拖乱拉。

（7）各类机械应持有技术性能牌和上岗操作牌。

（8）必须严格执行定期保养制度，做好操作前、操作中和操作后设备的清洁润滑、紧固、调整和防腐工作。严禁机械设备超负荷使用，带病运转或在作业中运转中进行维修。

（9）机械设备夜间作业必须有充足的照明。

4、防火安全

（1）建立公司、施工队、班组三级防火责任制，明确职责。

（2）施工现场用电应严格执行有关规定，加强电源管理，防止发生火灾。

浅析热轧带钢工作设备的改进 篇3

1.1简介

使用热轧带钢板坯或板坯为原料，加热炉加热，高压水除鳞后进入粗轧机切头部和尾部，再进入精轧机，实施计算机控制轧制后，最后经过层流冷却（计算机控制冷却速率）和卷取机后卷曲的酒吧成为直发卷。

热轧钢板硬度低，易加工，具有良好的延展性。热轧钢材产品，包括带（卷），从板的切割。带（卷）可以分为精加工直的头发体积和体积（分卷，平整卷和纵切卷）。

热轧钢板，表面质量和相对强度（氧化＼光洁度低）强度比较低，但塑性极佳，一般作为中厚度板，冷轧板，高强度，高硬度，表面光洁度，一般作为薄度钢板，可以作为冲压钢板使用。

1.2发展历程

热轧带钢轧机有70多年的发展历史，从提高生产率和产品尺寸精度高，节能环保技术，提高版本的产量和质量，节约建设投资，降低了轧线长度，实现了紧凑化轧机到热连轧机和连铸机的连接布置，热轧带钢生产技术在不同时期的发展如下表所示：

时间 发展 进步

1960年之前 第一代热带钢轧机 将厚度自动控制（AGC）技术应用于精轧机

20世纪六、七十年代 第二代热带钢轧机 连铸技术发展成熟

20世纪八十年代 板带钢注重产品质量 板带钢板形控制技术成为重要课题

九十年代 热轧板带钢工艺重大突破 日本开发出无头连续轧制板带钢技术

1.3发展趋势

1.热轧板带钢短流程，高效率。在这方面的技术发展可以分为两个层面：a.常规生产过程的创新。以大大简化工艺，缩短了生产流程，充分利用冶金热量，节约能源和金属等的消耗，提高经济效益，不仅利用连铸板坯为生产原料，而且还继续开发和推广应用连铸板坯直接热装与直接轧制技术。b.薄板坯和其连铸连轧连铸技术革命在过去十年绑冶金技术的兴起，技术的逐步完善，将成为热轧板未来建设的主要途径和带材生产线。

2连续生产工艺。现代热轧生产过程中实现了连续板坯铸造，连续铸造轧制和连铸与轧制直接衔接连续化生产，连续生产水平大大提高。

3.全自动控制，不断提高产品质量精度和平整度。在板带材的生产，厚度和平整度的精密产品是两个重要指标，反映了产品的质量。由于液压控制和计算机自动控制技术采用，垂直带钢厚度精度得到了显著提高。然而，横向带厚度控制技术（横截面）和平整度（平整度）常常是缺乏提高，且迫切需要研究和开发。这是现代带钢轧制技术研究最活跃的发展区域。

4.开发合金类型和控轧，控冷和热处理技术，提高优质钢和特种带钢组织性能和质量。使用锰，硅，钒，钦，银等微合金元素产生低合金类型，具有连铸连轧，控轧控冷或热机械处理工艺，能显著改善钢的性能。近年来，由于工业发展需求，适用于不锈钢，电工钢（矽钢片），造船钢，深冲钢生产技术的提高特别注意，包括组织性能预测，控制技术性能等已得到了开发研究和关注。

2.热轧带钢设备

热轧带钢轧机主要设备：定宽压力机SSP、附带立辊的可逆粗轧机R2、精轧机组F1～F7、附带立辊的可逆粗轧机R1、精轧机前飞剪、地下卷取机等组成。

2.1定宽压力机

压缩宽度调制技术是为了克服垂直轧辊宽度调整的缺点，增大板坯与压缩工具接触长度，并改善了板坯段层面狗股形，以减少板坯头尾部和舌头和鱼尾和宽度丢失，提高成功率而提出来的。压缩调宽技术的设备-----定宽压力（SP Sizing Press）。定宽压力机位于高压水除鳞装置粗轧机前后，用于连续板坯宽度测压总长度。

与立辊轧机相比，SP轧机具有以下优点：（1）提高板带成材率。SP板轧机具有较强的头部和尾部形状控制，减少金属切削损失。（2）增加了宽度调节的能力。目前SP轧机的侧向压力最高达到350毫米，有效地减少更换的连铸机规格宽度，提高生产率和板坯连铸机质量和热温装置温度，减少了负担。（3）增加了宽度调整时效。侧压变形更深的渗透，板坯变形均匀，平轧时宽展恢复减。（4）宽度精度得到了改善。SP轧机的锤头的间距可严格控制，对固定宽度有很强的作用。

2.2立辊轧机

对于宽度控制，传统的热连轧机配备了一个独立的立辊轧机或其附属在粗轧机轧边上的附属立辊。据大小的量挑选范围，板坯可以进行一道或多道次立轧。

立辊轧机位于轧机粗轧机水平轧机的前面，大部分立辊轧机与水平轧机的牌坊连在一起。立辊轧机主要分为两大类，即一般立辊轧机与AWC功能的重型立辊轧机。

1一般的立式辊磨机是传统的立式辊磨机，主要用于板坯宽度的企业方面，广展调节压力产生的量由磨机水平，提高边缘质量。其结构简单，体积小主传动电机功率，负载容量一般较小，控制水平低，不能在轧制过程中进行调整，带钢宽度控制精度不高。

2有AWC功能的重型立辊轧，以适应现代轧机发展和热轧带钢连铸设备而产生的。其结构先进，主传动电机功率，承载能力大，具有AWC功能，在轧制过程中进行调整，主要是带坯的宽度，控制头部和尾部的宽度和形状的控制，不仅可以减少连铸板坯宽度规格，也有利于实现热轧带钢板坯热装，提高精度和降低的条形切割损失的宽度。

2.3粗轧机

粗轧机的布置形式是根据产量、板卷重量等诸多因素决定的。粗扎区的布置形式主要有全连续式、3/4连续式、半连续式和其他形式。由于全连轧生产线过长，目前广泛采用的是1/2连轧和3/4连轧。

粗轧机的布置形式是基于生产，板卷的重量，以及许多其他因素决定的。粗扎区的布局形式具有完全连续的，3/4的连续，半连续和其它形式。由于整个轧制生产线过长，现在广泛使用的是1/2的连轧和3/4的连轧。

改进：

轧钢机的主要组部分是轧辊，在选用工作辊和支撑辊辊颈的时候要考虑到以下三个方面：

1.要创建变形的良好条件，高强度的带钢需要较小的工作辊直径。

2.变形力矩所能传递的受工作辊短面积限制，需要较大的工作轧辊驱动大的变形力矩。

3.辊体长度之比和辊颈比值不能超过允许值，否则会造成工作辊弯曲，所以它需要使用较大的辊颈值。

2.4地下卷取机

热连轧机输出辊布置有地下卷取机。因为它位于辊道标高下面，因此被成为地下卷取机。整个连轧机组中，工作条件最差的是卷取机，同时也是最容易发生故障的一个环节。

改进：

为了保持生产节奏的连轧机组，本个设计使用两个卷取机，且互相交替使用，这两个地下卷取机能够从薄到厚广泛的钢卷卷取，两个卷取机一样的性质，两个卷取机设计有自动踏步功能的助卷辊，助卷臂，带钢头部和围布导向导板组成。助卷辊轴承座固定在助卷臂上，有滚子轴承支撑。把助卷臂的结构设计为箱型，用钢板焊接上，这样的设计高强度，轻重量。滚子轴承支撑着助卷臂转轴，钢卷将全部被助卷辊与助卷臂环绕，则可带动带钢围布在的半无头轧制。助卷臂的自动踏步控制是由电液伺服阀系统来实现，助卷辊辊缝的设定根据带材的厚度自动执行，是由装有先导伺服阀的液压缸和旋转磁力计来实现的，旋转磁力计安装在卷取机外部的转轴端部。

3.结语

现在很多热连轧机技术仍然集中在板形，厚度精度，温度和性能的精确控制，表面的质量控制其他方面，使热轧产品的质量不断提高发展。但对质量，稳定性等方面没有大的进展。因此，在今后的工作学习中，新厂将朝着改进检测技术，如厚度，宽度，速度，凸性，平整度，表面，使带钢得到更准确和更优质的发展。

参考文献：

[1]王丽娟.对新建带钢热连轧机工艺方案的探讨[A].轧钢.2004年

冷轧带钢表面质量控制研究 篇4

冷轧薄板表面缺陷主要分为常规缺陷和非常规缺陷两大类, 常规缺陷的产生与冷轧工艺质量密切相关, 而非常规缺陷的形成机理则比较复杂, 难于严格判断。前人也针对各类冷轧中出现缺陷进行过讨论, 但缺乏系统的归纳。冷轧产品的表面质量是影响产品质量提升的关键, 也是决定市场前景的重要因素, 要想占领更广阔的市场就要生产出质量更高的产品, 本文主要介绍了冷轧薄板生产过程中板带表面缺陷的种类, 产生原因以及改进措施。

2 冷轧带钢缺陷的分类

2.1 表面缺陷

(1) 钢板与钢带不允许存在的缺陷。例如:气泡、裂纹、夹杂、折叠、分层、结疤等。 (2) 允许存在的且根据其程度不同来划分不同表面质量等级的缺陷。例如:麻点、划痕、擦伤、辊印、轧辊压痕等。 (3) 其他的表面质量缺陷。例如:过酸洗, 欠酸洗等。

2.2 板型缺陷

板型缺陷包括镰刀弯、单边浪、双边浪、中间浪、瓢曲、塔形等。

2.3 尺寸缺陷

尺寸缺陷包括厚度超差、宽度窄尺、超尺、长度超差等。

3 产生质量缺陷的原因

3.1 炼钢原因

由于在炼钢过程中, 杂质去除的不干净, 在浇注时, 不同相的晶粒聚集在一起, 往往会出现偏析, 坯料在冷却过程中, 由于炼钢热应力的存在, 在往往会出现裂纹、气泡及夹杂, 这些裂纹、气泡、夹杂在热轧及冷轧过程中, 未能将这些缺陷焊合, 暴露在冷轧成品的表面。炼钢时成分偏析以及组织偏析、大块夹杂等原因造成并最终在轧制过程中表现为分层。

3.2 热轧的原因

(1) 在热轧过程中, 不能将炼钢浇注过程中的缺陷焊合留给下一道工序。 (2) 在热轧过程中出现新的缺陷。由于热轧轧钢工的水平不同, 经常会出现边浪, 镰刀弯, 厚度偏差等, 对冷轧会产生很大的影响。还有轧制时呈粘性流动的金属被再次轧制后镶嵌于板材表面形成折叠, 在热轧过程中, 高压水除鳞的效果不好, 往往会把氧化铁皮压入到带材表面, 出现凹坑, 是产生辊印的重要原因。 (3) 热轧过程中出现裂纹, 在热轧过程中, 过大的轧制力, 不合理的变形制度致使应力集中产生裂纹, 还有在热轧后的热处理过程中, 层流冷却过程中冷却水喷洒不均, 钢的冷却速度不同, 在热应力的作用下产生裂纹。

3.3 酸洗的原因

在酸洗的过程中, 由于设备的原因, 经常会出现过酸洗, 欠酸洗, 停车斑等, 过酸洗是表现为基体表面可见清晰的轧制纹路, 在冷轧成品中出现波纹或折印等。欠酸洗是带钢表面的氧化铁皮未清理干净, 在轧制时会出现打滑, 导致搓辊, 产生辊印。停车斑是酸洗线停车时, 由于化学物质沾在钢带表面形成大片斑迹, 这会导致轧制时搓辊, 产生辊印甚至打折。

4 冷轧半成品常见缺陷及改正措施

4.1 辊印

特征:带钢表面呈周期性凸状印痕。

原因:工作辊表面产生裂纹或掉皮。

措施: (1) 更换新工作辊之前, 严格检查轧辊表面质量, 防止未磨净裂纹辊投入使用。 (2) 确保工艺润滑良好, 乳化液温度、浓度、压力在正常范围, 防止喷嘴堵塞, 避免轧辊局部温度过高。 (3) 发现辊印及时更换轧辊, 更换新辊后, 要进行一定预热, 同时, 开轧头几卷钢要严格控制升速制度。 (4) 张力影响, 张力轧制是冷轧的突出特点之一, 它不仅可以降低轧制力, 在卷曲中起到重要作用, 如果张力差过大, 就会是轧件跑偏, 致使搓辊甚至断带, 如果张力过小, 卷曲就不整齐。 (5) 乳化液的做用, 乳化液在轧制过程中有润滑和冷却作用, 是控制板型的重要手段, 乳化液可以有效的解决热划伤。

4.2 划伤

特征:带钢沿轧制方向的直线凹状缺陷。

原因: (1) 各辊与带钢速度不一样。 (2) 带钢与辅助设备异常接触。 (3) 生产线设备有异物。

措施: (1) 定期检查辅助传动辊是否转动灵活及表面状况。 (2) 固定辅助设备与带钢应保持一定间隔。 (3) 及时检查、清除生产线设备中的异物。 (4) 发现带钢表面划伤, 应从后向前逐个查出事故原因, 根据情况采取的办法给予处理。

4.3 裂边

特征:带钢边部局部开裂或呈锯齿形裂口。

原因: (1) 酸洗剪切边部状况不好, 造成轧后带钢裂边。 (2) 热轧板本身边部裂口或龟裂。 (3) 吊运中夹钳碰撞, 使带钢边部碰损。

措施: (1) 酸洗剪切边剪刃间隙, 应按剪切的不同厚度规格精确调节。 (2) 热轧原板边部缺陷应在酸洗工序尽量切除。 (3) 吊运钢卷时, 夹钳应稳、准、轻, 防止吊具将钢卷边部碰损。

4.4 热划伤

特征:带钢表面沿轧制方向无规律的局部条状凹痕。

原因: (1) 轧辊和带钢温升过高。 (2) 轧制薄规格时, 在高速高压下, 轧制油的油膜强度不够, 使润滑不良所致。

措施: (1) 正确选择轧制油浓度和轧制油类型, 确保良好的润滑性能。 (2) 合理分配压下量。 (3) 正确选择乳化液的温度、压力, 确保良好的冷却性。 (4) 选择适当的轧制速度, 在润滑和冷却不好的情况下, 轧制速度应降低。 (5) 当已经发现有较严重的热划伤时, 立即更换工作辊。

4.5 板形缺陷

a.双边浪

特征:带钢两边呈可见波纹状。

原因:轧辊凸度小, 轧制压力过大, 轧制温度低、正负弯辊使用不当。

措施:减小轧制压力或加大后张力, 合理控制好辊型, 将工作辊中间部分乳化液流量尽量减小, 增大正弯辊。

b.单边浪

特征:带钢一边呈可见波浪状。

原因:有浪一边轧制力过大, 轧辊温度不均, 工作辊水平未调好, 来料厚度不均等。

措施:通过压下双摆, 将有浪一边轧制力减小, 要求原料同板厚差不超规定, 头尾有大的镰刀弯在酸洗一定要剪掉。

结语

冷轧带钢的表面质量决定着市场, 减少带钢质量缺陷会提高市场占有度, 有利于提高生产单位的信誉度, 更容易卖到好的价格, 提高经济效益, 对冷轧薄板的发展是非常有利的。

参考文献

冷轧机床作业指导书 篇5

冷轧机作业指导书

工序：精轧管坯YX/QC-19-20121、每一位操作员工必须按照工艺卡要求做好产品质量，要牢记产品品质满足顾客需求，质量服务秉承诚信谦和的质量方针。

2、工作时要注意安全，严格按工艺卡中的安全操步骤和应对措施执行。

3、工作时必须戴手套，防止手指被划伤。

4、将需要加工的管坯安全吊装至待加工货架，检查管坯尺寸是否付合，是否有开裂、内折、外折、分层等严重缺陷，如有需及时通知部门负责人。

5、将管坯送进工作区后，检验三爪卡盘是否紧固，紧固后才能开机。

6、检查芯棒尺寸是否合格，如不合格请通知生产班组长，及时更换。如合格需检查芯棒是否紧固。

7、检查周期轧辊是否稳固，曲面有无伤痕。

8、检查油池中的耐磨油是否充足，如不足需及时通知班长；

9、开机后，检查空转时是否有异常情况。

10、冷轧时，检查转速是否付合冷轧要求，如不付合，在控制台面进行调准。

11、冷轧时，操作工需检验产品质量，是否有显著钮转、局部缩径、扩径、竹节形等缺陷(尾部允许微量偏差)，如出现以上情况立即报生产班组长，12、做出的第一支产品必须由品保部检验员首检，检查合格后方可生产。

13、量具、工具要摆放整齐，每天上班时必须检查好自己所用的量具，使用前必须检验核对，用完后放入工具箱。

14、产品在加工过程后要轻拿、轻放，严禁产品磕伤、碰伤，产品捆扎时要整齐，标识要明确。

15、下班后要关掉电源，做好机床的清洁，如擦去飞溅开的润滑油，紧固螺帽，检查芯棒。

16、每一位员工都必须做好以上几点，如有不当，按情节严重处罚。

活套控制在热轧带钢研究与应用 篇6

关键词活套控制；模糊控制

中图分类号TG文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)041-0185-01

近年來，随着社会发展与科学技术的进步，用户对钢铁产品的质量、品种、性能等各方面的要求越来越高。例如，在外形尺寸精度方面，成卷提供的宽幅冷轧带钢，厚度精度已经达到0.002mm，热轧板卷厚度精度已达0.025mm。这就为带钢轧制进一步增加了难度。成品带钢的质量又与精轧控制精度密切相关。因此，如何提高精轧机组的控制精度，是优化产品性能、质量的关键。

恒定活套量和小张力轧制是现代热轧精轧机组的一个基本特点。在轧制过程中，由于主传动系统总是存在着动态咬钢速降，在稳定轧制阶段又总是存在着各种外部干扰，不可能始终保持各机架之间的速度匹配关系，所以设置活套的主要目的，就是在于检测到这些偏差，进而通过高度调节吸收这些活套量，使得生产正常稳定。

1活套控制系统

1）工艺概述。莱钢1500mm热轧带钢生产线中，精轧主要实现厚度轧制及板形上的精确控制。精轧机组主要设备有：E2立辊轧机一架，F1—F6万能四辊轧机6架，低惯量活套5套，弯辊、窜辊装置及中间导卫装置等。

中间坯由立式轧机（E2）进行最终的定宽后，依次进入精轧机组（F1—F6）连续轧制。通过套高调节系统使轧机自动调速，并通过张力调节系统使带钢在微张力、恒张力状态下轧制，保证产品的尺寸精度。精轧机组可将中间坯（17-40mm）轧制到成品厚度（1.5～20mm）。

2）活套控制系统简介。活套控制系统包括活套高度自动控制和活套张力自动控制。所谓活套高度自动控制就是以某一设定的活套高度（一般活套辊摆角角度为20°~25°）为基准，用调节轧机速度来维持活套量恒定，即在由主传动速度控制系统及活套装置的套量信号（活套辊摆角信号）所组成的活套高度闭环控制系统中，当实际的活套高度（活套量）与基准值不等时，用其差值控制上游机架主机速度，纠正秒流量偏差，以保持活套量恒定。

3）套量方程。由于机架间设有活套装置，因此当活套辊上抬在机架之间形成套量时，前后轧机速度的变化将只影响活套的套量，此时带钢的张力将由活套液压缸来控制（活套液压缸将控制带钢张力在不同活套高度下恒定不变）。活套参数如图1所示：

R：活套臂全长(mm)，r：活套辊半径(mm)，θ：活套臂升角(°)，l：两轧机轧辊中心线间距(mm)，hd：活套臂交点距轧制中心线的距离(mm)，la:活套臂交点距前轧机轧辊中心线的距离(mm)

图1活套参数示意图

相邻两机架间，设i机架带钢出口速度为νi，i+1机架带钢入口速度为νi+1，则单位时间内从i机架轧出的带钢长度为νi dt，而单位时间从νi+ 1机架轧入的带钢长度为νi+ 1dt，因此套量变化量Δl可以写成如下公式：

Δl=∫(νi+1-νi)dt

由此公式可以看出当νi+1和νi不等时，随着时间的增加，套量将无限的增加或者减少，如果不加以控制，则由于套量增加过大而将在机架之间产生三层带钢叠起来轧入i+1机架，这将引发严重事故，反过来当套量不断减少最终会使机架间带钢崩直。由于机架之间套量存在的多少不定，套量的增加将由活套臂的升降来吸收。

2二维模糊套高闭环控制器

影响带钢轧制及其产品质量的主要因素是机架间带钢秒流量和带钢张力的均衡关系。但由于带钢穿带、压下调整等原因引起了前后机架速差扰动，破坏了机架间秒流量平衡，引起了套量和套角的变化，带来带钢张力的扰动。活套套高闭环控制器的作用就是根据套角变化信息，相应的给出对前架轧机的速度补偿来消除前后机架因各种干扰导致带钢流量和张力的扰动，保证顺利轧制，提高带钢质量。

目前大部分活套系统具有以下几个特点：

1）套量大小Δl与套角大小θ并不是线性关系的。活套套高在正常工作点22度附近呈现非线性关系。

套量和套角非线性关系决定了单一参数的纯比例控制器在活套角度小于15度时，输出套高调节量偏大；而当活套角度大于25度时输出套高调节量又偏小，因此在活套正常工作角度范围内（设定工作角度正负10度区间内）不能够进行较为精确的控制，调节误差较大，容易使得活套系统不稳定。

2）活套闭环控制器依据套角变化信息，给出对上游机架的速度补偿，速度补偿的积分等于套高调节量：Δl=∫Δν(t)*dt，因为活套控制系统中存在这个积分环节，套量和速度补偿之间明显存在着一定的滞后性。

因此有必要在套高控制中利用活套角度变化趋势信息提前对活套套高补偿进行修正，尤其在活套快速调节过程中，活套转动动量较大，提前预测控制可以使活套套高调节更稳定。以下是活套转动动量HL公式，与套角微分项成正比例关系：HL=J*ω，其中，ω为活套摆动角速度，J为活套绕支点的摆动惯量。

根据以上分析，本文提出利用二维模糊控制器来实现活套套高闭环控制：首先，把采集到的活套反馈角度进行模糊量化，划分成等分大小的各个控制区间。根据反馈角度落在不同的区间，输出不同的速度补偿控制量ΔV，而这些补偿控制量应当反映出套量和套角在此区间大致的非线性比例关系。其次，把活套反馈角度的微分，即最近相邻的两个周期的套角变化量，进行模糊量化，划分成不同的区间，根据微分落在不同的区间对输出控制量ΔV进行修正，实现对套高的提前预测控制。

3总结

利用二维模糊控制器来实现活套套高闭环控制，能够较好地根据套角变化信息，相应地给出对前架轧机速度的补偿来消除前后机架因各种干扰导致带钢流量和张力的扰动，保证顺利轧制，大大地改善带钢质量，有很高的推广和应用价值。

参考文献

[1]刘阶,孙一康.带钢热连轧计算机控制.北京:机械工业出版社,1997.

[2]李士勇.模糊控制、神经控制和智能控制论.哈尔滨工业大学出版社,1998.

[3]唐谋凤.现代带钢热连轧机的自动化.北京:冶金工业出版社,1995.

作者简介

冷轧带钢平整机组板形控制 篇7

冷轧平整机主要功能是消除深冲用钢屈服平台, 降低屈服极限值, 可以使带钢的机械性能在一定幅度内变化以及获得成品带钢表面结构, 同时可以改善带钢板形。平整机采用单机架四辊平整机, 设有工作辊正负弯辊装置, 前后有张力辊, 可以实现恒压力或恒延伸率方式。一般通过0.5%以上塑性延伸实现改善板形目的。

1 板形控制的基本概念

板形是指板、带材的平直度, 即是指浪形、瓢曲或旁弯的有无及程度而言。在来料板形良好的条件下, 它决定于延伸率沿宽度方向是否相等, 即压缩率是否相同。若边部延伸率大, 则产生边浪;中部延伸率大, 则产生中部浪形和瓢曲;一边比另一边延伸大, 则产生镰刀弯。浪形和瓢曲有多种表现形式, 如图1所示。

对于所有板带材都不允许有明显的浪形或瓢曲, 要求其板形良好。板形不良对于轧制操作也有很大的影响, 板形严重不良会导致勒辊、轧卡、断带、撕裂等事故的出现, 导致轧制操作无法正常进行。

常见的板形表示方法有:

(1) 相对长度表示法。将轧后的板材L0长, 沿板材横向均匀成若干条并铺开, 这样横向最长和最短的相对长度差△L/L可以作为板形的一种表示方法。利用长度差定义板形的单位, 称为I单位, 一个I单位相当于相对长度差为10-5, 即∑I=10-5 (△L/L) , 为保证板形良好, 冷轧板要控制在50个I单位之内。

(2) 波形表示法。若用波形表示浪形缺陷, 则波浪度a=h/L, 相对延伸λ= (S-L) /L=△L/L。一般波浪度控制在1%之内。为了保证板形良好, 必须遵守均匀延伸或所谓“板凸度一定”的原则, 即必须使带材沿宽度方向上各点和延伸率或压下量基本相等。

2 影响板形的因素

在轧制过程中影响板形的因素, 归纳起来可分为与轧机、板坯尺寸有关的几何因素和轧制条件等引起的工艺因素。其中几何因素有:工作辊、支承辊直径;辊身长度、轧辊的原始凸度、板坯的厚度分布及板宽。工艺因素有:轧制压力、作用在板上的张力、轧辊与轧件间的摩擦系数、轧辊的温度分布等。概括起来为:

2.1 原料的断面形状

只有当来料的断面形状和支承辊缝的形状能够相匹配时, 才能获得良好的板形, 所以在其他条件不变时, 若来料断面形状发生变化, 必然引起板形变化。

2.2 承载辊缝的断面形状

当入口板断面形状一定时, 工作辊的承载辊缝断面形状取决于下述4个因素: (1) 工作辊、支承辊的弯曲挠度和剪切挠度; (2) 工作辊和支承辊的热挠度; (3) 工作辊和支承辊、工作辊和板带间的压扁变形; (4) 工作辊和支承辊本身的挠度。因此, 凡是能对上述4个方面发生影响因素的均影响板形。

2.3 压下规程的变化

压下规程变化时, 压下量、速度、张力等发生变化, 因而影响到轧制压力, 热凸度等。这些因素的变化, 使承载辊缝断面形状变化, 从而引起板形变化。

3 平整工序板形控制

3.1 稳定延伸率控制原则

对于平整机, 带钢钢端的作用不足以克服阻碍金属横向移动的摩擦阻力, 以及对于不均匀压缩变形的自我补偿能力很差;由于带钢厚度较小, 即使压下量的微小差异也可能导致延伸率的显著不均, 从而会引起板形变坏。带钢厚度越小, 对不均匀变形的敏感性就越大。故为了保证良好的板形平整就必须遵守均匀延伸的原则, 即必须使带钢沿宽度方向上各点的延伸率基本相等。

控制系统通过脉冲发生器测量入、出口上张力辊转速差来换算成延伸率实际值与延伸率预定值逻辑连接, 形成控制差分, 得到一个轧制压力的修正值。轧制压力的修正值加到前一个周期测得的轧制压力上, 其结果为一积分响应, 经过数/模转换后, 延伸率控制系统将其作为一个补充设定值与轧制力控制设定值相加, 进行已经基本设定值的修正, 最终使延伸率恢复到设定值的大小。现在为了更好地保证良好的板形, 已改为激光测速控制延伸率。

3.2 采用分段张力轧制控制原则

轧制过程中的张力是由于速度差产生的, 而所谓的“张力轧制”就是轧件的轧制变形是在一定的前张力和后张力作用下实现的。由于轧件的不均匀延伸将会改变沿带材宽度方向上的张力分布, 而这种改变后的张力分布反过来又会促进延伸的均匀化, 故张力轧制有利于保证良好的板形。此外, 在轧制过程中, 当未加张力时, 不均匀延伸将使轧件内部出现残余应力。加上张力后, 可以大大消减甚至消除压应力, 这就大大减轻了在张力轧制中板面出现浪皱的可能, 保证冷轧的正常进行, 当然, 所加张力的大小也不能使板内拉应力超过允许值。

平整机运用S辊使张力分段控制, 使得各段张力的调整范围相应扩大, 更有利于板形控制, 如图2所示。

3.3 轧辊凸度控制功能

为了得到良好的板形, 在轧辊上配有适当的凸度。轧辊凸度的配置分为支承辊的凸度配置和工作辊的凸度配置。而在轧辊直径较大的生产过程中, 一般以工作辊的凸度配置为主, 带钢凸度配置一般为0.05～0.25, 以配合弯辊调整板形, 但由于弯辊对凸度的补偿量较大, 因此在实际生产中表面粗糙度要求较高的产品时, 为避免因轧辊辊缝形状的变化和弯辊力对粗糙度复制率的影响, 以及对板宽方向上粗糙度分布的影响, 必须严格控制轧辊凸度。轧辊凸度的配置原则: (1) 带钢越窄, 要求相应的辊子凸度越大; (2) 带钢越薄, 要求相应的辊子凸度越大; (3) 带钢越硬, 要求相应的辊子凸度越大; (4) 平直度越大, 要求相应的辊子凸度越大。支承辊凸度规定为0.03 mm, 工作辊凸度规定如表1所示。

3.4 轧辊弯曲控制功能

轧辊弯曲控制是通过液压作用到支承辊和工作辊的轴承或轴承座或支承辊的延长颈上, 使轧辊进行不同的弯曲, 从而改变轧辊的凸凹度, 以消除带钢对称误差。

工作辊弯曲可以是正弯辊或负弯辊, 正弯辊控制是通过增加带钢中间部位的压下量和减少边缘部位的压下量;负弯辊控制是减少带钢中间部位的压下量和增加边缘部位的压下量。不管是正弯辊还是负弯辊, 对带钢边缘的影响要比中间的影响大很多。

3.5 轧辊倾斜控制功能

带钢在轧制过程中, 如果轧辊发生倾斜, 轧制的带钢会形成一边厚一边薄的现象, 使带钢出现单边浪或瓢曲的缺陷, 为了克服此缺陷, 需采用轧辊倾斜控制手段来消除。轧辊倾斜控制属于压下控制系统的一部分, 它是通过传动侧和操作侧两者轧制力差而获得, 通常定义传动侧轧辊辊缝大于操作侧辊缝时, 轧辊倾斜值为正值。

4 结语

(1) 针对张力辊表面粗糙度低、磨损快的问题, 可对张力辊进行毛化, 并喷涂耐磨材料。同时定期更换张力辊, 确保其最小粗糙度Ra>2.0μm, 防止张力辊打滑。 (2) 合理选择平整机工作辊、支承辊原始凸度, 强调操作人员要根据来料板形, 结合弯辊和倾斜进行综合调节。 (3) 通过不同轧制时间后工作辊和支承辊凸度的测定, 确定了避免板形不良的最小凸度。并由此确定了工作辊最大轧制量为400 t, 支承辊最大轧制量为20 000～30 000 t的轧制制度。 (4) 防止平整带钢表面油污、严格控制平整卷温, 尽量避免因罩式炉退火引起的板形缺陷, 对平整后板形不良的带钢, 及时采用小延伸率对存在浪形的钢卷进行重平整。

参考文献

[1]王延波, 齐克敏.金属塑性加工学.冶金工业出版社, 2004

[2]赵志业.金属塑性变形与轧制理论.冶金工业出版社, 2004

浅谈冷轧带钢板型自动控制技术 篇8

关键词：冷轧带钢,板型,自动控制

一、板型的基本概念

1. 什么是板型?

板形是板带材平直度的简称。板形不良对板带钢的轧制操作也有重大影响, 板形严重不良会导致勒辊, 轧卡、断带、撕裂等事故的出现, 使故障停产时间增加。板形状况不佳也限制了轧制速度的提高。因而影响轧机的生产能力。此外, 板形不良也使轧机所能轧出的最薄规格受到限制。

2. 冷轧带钢板型的测量方法:

1) 目测板形。在冷轧机上采用大张力轧制时, 借助于木棍打击低速轧制的带钢。根据木棍打击带钢的声音和回弹检测张应力的分布。2) 用磁力板形仪进行测量。在带张力冷轧的情况下, 由于导致产生板形缺陷的不均匀延伸将使轧制张力沿板宽方向的分布发生改变。非接触式的磁力板形仪是利用带钢张力分布不均而引起导磁率变化的原理而制作的仪器。仪器的测定部分由编成一组的多对探测头所组成, 探测头的数目根据板宽不同可分为5~11对。上探测头为励磁头, 带有电流频率为125赫兹的励磁线圈;下探测头则带有测感线圈。磁通通过被测钢板。测感线圈的输出电压是带材内部出现的张应力的函数。此应力值通过电子装置最后显示于荧光屏上。其测量结果也可直接用来控制轧机的弯辊系统。3) 张力辊式 (接触式) 板形仪测量。其测量方法是用由多段组成的测量辊代替一般的驮辊。带钢的延伸不均将反映为横向张力的分布不均, 每一段测量出与其相接触的一小段带材 (25~50毫米宽) 中的张应力, 据此反推板形并实行控制。

二、板形自动控制技术

板形自动控制系统是由板形检测装置、控制器和板形调节装置所组成。

1. 板形自动控制系统组成如下:

(1) ASEA板形测量辊及信号处理装置。 (2) 板形控制计算机。 (3) 板形调节机构:轧辊倾斜、弯辊、CVC辊轴向位移和乳化液流量分段控制。 (4) 带钢应力分布和板形曲线显示器。

2. 板形自动控制系统的工作原理:

ASEA板形测量辊由36个宽度为52mm的圆环组成, 每个圆环内装有4个互为90°的磁弹力传感器。在轧制时与带钢一起运行的测量辊受到带钢张力的作用而发生电磁信号, 电磁信号经处理得出各段的应力和应力偏差值。将检测的带钢应力偏差值传送给板形监视器显示和板形控制计算机进行计算。计算机根据1号控制计算机或主操作台给出的设定板形曲线算出板形设定值 (σsi) , 与检测的带钢实际值 (σxi) 进行比较得到偏差值。

3. 该系统配置有下列调节手段:

(1) 轧辊倾斜调节:用来消除非对称带钢断面形状引起的板形缺陷。调节系统根据两边应力分布不对称, 通过数学模型算出轧辊倾斜调节量, 由轧辊压下位置进行调整。 (2) 弯辊和CVC调节:弯辊调节具有动作快、简单, 没有滞后的特点, 所以首先进行弯辊调节。当二次板形缺陷分量在弯辊调节能力40~80%范围以内时, 单独进行弯曲调节。当超出这个范围时, 则要投入CVC系统, 共同对二次板形缺陷进行联合调节。 (3) 轧辊分段冷却控制:用来消除其他断面的板形缺陷, 如复合浪、两肋浪, 为此在机架入口侧分9段喷射乳液, 分段控制工作辊的热凸度。控制系统根据每个测量段带钢应力的三次、四次分量按数学模型计算出每段的乳液设定值, 与轧制必需的基本流量叠加作为输出量来控制该段工作辊的热凸度。

冷轧带钢卷取张力控制系统的研究 篇9

关键词：交流矢量控制,恒张力控制,最大力矩法,变频器,PLC

0 引言

随着工业技术的迅速发展,用户对板、带钢的品种、规格和产量的指标提出了越来越高的要求。传统的板、带钢生产方式已不能满足企业的需要。随着变频技术的日趋成熟,出现了矢量控制变频器、张力控制专用变频器等一些高性能的变频器,其控制性能已能和直流控制性能相媲美。由于交流电动机的结构、性价比、使用、维护等很多方面都优于直流电动机,矢量变频控制正在这些行业被越来越广泛的应用。

某冷轧带钢制品厂轧机的改造工程,采用西门子S7-300PLC来实现各种电气联锁及逻辑控制,利用S7-300PLC的算术运算功能和PID控制功能来实现卷径、转矩等的计算和转矩的PID闭环控制,上位机选择WINCC完成系统的组态、监控、参数设置和调节。具体硬件配置如图1所示。

1 卷取机恒张力控制原理

1.1 交流矢量控制系统原理及实现方法

本系统采用三相异步电动机拖动卷取机实现张力恒定。异步机是一个多变量、强耦合、非线性的时变系统,很难直接通过外加信号准确控制电磁转矩,而本系统的三相异步电动机是由SIMOVERT MASTER DRIVE矢量控制变频器来控制的。以转子磁通这一旋转的空间矢量Φ1-Φ2为参考坐标,进行静坐标系到旋转坐标系之间的变换[1],3/2变换是将矢量A从R-S-T到α-β坐标的变换,VR变换是从α-β坐标到T-M直角坐标的变换,其原理框图如图2所示。按照这个原理连续施加3/2变换和VR变换,可把三相交流电变换为直流的励磁和转矩电流参数,即将交流电动机的定子电流分解成产生磁通Ф的定子磁场电流分量iΦ1和产生转矩的定子转矩电流分量iΦ2,并使二者相互成直角,相互独立,然后分别进行调节,则交流机的转矩、转速控制从原理上与直流机相似。把变换得到的励磁电流送进直流电动机的励磁回路,把转矩电流送进直流电动机的电枢回路,那么这台直流电动机就能够转起来。这样就可以把交流电动机看作是由一台假象直流电动机加上两个变换后形成的,这个假想模型揭示了两种电动机之间存在的内在的联系。那么,在由转速调节器获得转矩电流指令以及由磁通控制器获得励磁电流指令后,加上VR-1变换和2/3坐标变换这两个反变换,就可以产生三相交流电指令,用这个指令驱动逆变器就能够产生实际的三相交流电,去驱动交流电动机。其矢量控制基本原理结构如图3所示。

1.2 卷取张力控制分析

卷取机控制中最重要的环节就是张力控制,张力控制的目的在于保证正常卷取时,卷取机上的带钢张力恒定在设定值,从而保证带卷卷得紧而齐,卷形良好,减小塔形。本系统中张力控制由西门子SIMOVERT M ASTER DRIVE矢量控制变频器的卷取软件包实现。SIMOVERT MASTER DRIVE矢量控制变频器可实现间接闭环张力控制与直接张力闭环调节,可进行卷径计算、转动惯量动态补偿、摩擦补偿、断带与超速保护。实现恒张力控制通常有直接(张力直接检测)和间接两种方法。采用直接法系统复杂、造价高,检测难度大。间接法又分为恒功率、最大力矩等控制方式。

卷取电动机的输出转矩为:

式中,CM为电机转矩常数;Ф为磁通量;IФ2为产生电磁转矩的电流分量。

电动机输出力矩与卷取机构的力矩方程为:

式中,MF为达到生产工艺要求的张力矩,MF=F·D/2i,F为卷取张力,D为钢卷瞬时直径;M0为空载及摩擦力矩;Md为加减速时的动态力矩。

在式(2)中,动态力矩Md仅在动态过程中出现,在恒速卷取时,可以近似认为Md=0。而机械损耗力矩M0的变化规律比较复杂,且一般数量不大,在分析时可忽略不计。所以在稳定运行时,张力的主要扰动量是卷径D和线速度V。则式(2)可以进一步写为:

于是卷取张力为:

式中,K=2i CM,为常数。

由式(3)可知,要维持张力恒定有两种方法:

(1)在卷绕过程中同时保持IФ2和Ф/D为常数,也就是在卷径产生变化时,调节电机励磁电流来调节Ф,使Ф跟随D的变化而变化,称之为间接张力法或恒功率调节法。

(2)在卷绕过程中保持Ф为常数,使IФ2正比于D,即最大力矩法。

卷取机张力控制采用最大力矩控制方式,其基本控制过程:电机在基速以下时,电动机在最大磁通下工作,此时Ф=Фmax=常数,始终保持着满磁场,由式(3)可知,只要保证恒定IФ2/D,就实现了恒张力控制;当电机在基速以上时,由励磁调节器控制卷取电动机电势E=EN保持恒定值,因E=CeФN,所以Ф与N成反比,将N=60i V/πD代入E=CeФN得E=Ce60i VФ/πD。在稳速轧制时速度V由轧机速度给定系统控制为恒量,因此E、V值恒定,则Ф/D亦为恒定值,由式(3)可知,只要再调节电枢电流IФ2为恒定值就实现了带钢张力恒定。

2 控制原理实现

本系统采用最大力矩的间接恒张力控制。利用SIMOVERT MASTER DRIVE矢量控制变频器可以很方便地实现最大力矩式张力控制,系统的控制原理如图4所示。

卷取机控制系统是转速电流双闭环的反馈系统。在建立张力期间,速度调节器和电流调节器均投入使用,速度调节器的输出作为电流调节器的给定值。为了避免速度的超调造成的力矩波动,速度调节器的输出值要经过一个限幅器。由于卷取机系统是一个参数时变的系统,为了适应系统参数的变化,达到较好的控制效果,速度调节器设计成自适应调节器,根据系统参数的变化调节速度调节器的比例系数。空载力矩补偿、动态力矩补偿以及张力给定值力矩,控制速度调节器的输出极限值。当卷取机的输出速度达到给定值,张力建立后,对速度调节器给定一个△V,使速度调节器进入饱和区域,由空载力矩补偿、动态力矩补偿以及张力给定值力矩作为电流调节器的给定,此时电流调节器作为系统的张力控制器。当卷取机输出速度的变化在一定范围内,由电流调节器控制卷取机电机,使其根据负载的变化控制卷取机电机的输出力矩,从而保持张力恒定。

3 结语

在实验室现有的条件下,应用西门子PLC-300和SIMOVERT MASTER DRIVE交流矢量变频器,基本上模拟实现了冷轧带钢卷取恒张力控制,满足了冷轧带钢恒张力卷取控制系统的基本要求及板、带材类的生产工艺要求。但实际的工业现场环境比较复杂,所以还需要进一步的研究和完善。

参考文献

[1]马小亮.高性能变频调速及其典型控制系统[M].北京:机械工业出版社,2010

[2]马美娜.SIMOVERT卷取机张力控制系统[J].控制工程,2005,12(2):125-127,131

[3]赵明.冷轧带钢卷取恒张力控制系统[J].电气自动化,2005,27(1):17-18,24

八钢冷轧带钢起筋原因分析及措施 篇10

冷轧分厂通过在实际生产中的大量数据跟踪、摸索, 总结出了产生起筋的规律, 并将数据反馈到热轧, 通过热轧生产工艺的改变, 大大减少了起筋卷的数量, 降低了冷轧生产成本。

1 起筋原因分析

所谓的起筋缺陷, 从表观上而言, 就是指带材在卷取状态下所呈现的, 其产生原因已为国际所公认, 即是由于热轧来料上的局部高点等原因而逐层累加, 在钢卷表面形成的沿圆周平行于轧制方向的较窄鼓包现象。有的筋从表观上看不明显, 但手摸钢卷时有明显手感。根据筋在钢卷表面的位置不同, 主要分为“中筋”和“边筋”两种。

所谓“中筋”就是指“筋”的位置靠近钢卷的中部, 如图a所示;而“边筋”则指“筋”的位置靠近钢卷的边部, 如图b所示。

1.1 冷轧现场调查

1) 轧制批次上, 在2013年的5月份冷轧厂在轧制原料是1025m m宽幅的钢卷时出现了一个批次共22卷起筋钢卷, 封锁了241.73t, 反查到热轧是一个批次连续轧制, 热轧的计划公里数在82.7km;

2) 在重卷机组随机跟踪的3卷重卷料生产上。3卷料的具体卷号分别为L4307210100 (规格0.37×1000mm) 、L4307208300 (规格0.83×1250m m) 和L4307210300 (规格0.39×1000m m) , 这3卷料为在重卷机组连续生产的卷。

从当时生产情况来看, 其中2卷的传动侧和1卷的操作侧均出现了靠近边部的窝窝浪, 在机组入口卷取机上用油石对钢卷进行了打磨, 结果发现如图c所示, 在对应窝窝浪产生处的开卷机上也出现了一道明显的打磨亮线, 且该亮线在未打磨前也可用手摸到此处有隆起的感觉, 可以确认该缺陷明显地是由于热轧起筋造成的。

3) 现场数据的测量:平整机组取了4块样板。

规格是:0.691×1041;

钢卷号是:L4306571500、L330606700、L4306569200、L3306068200;

对样板进行测量发现缺陷处较别处偏厚。

1.2 热轧现场调查

根据冷轧反馈热轧卷号, 针对311538计划发现存在以下情况:

1) 在计划末期轧制薄规格冷轧料时, F5-F6未窜辊。

2) 宽度存在反跳先1m的再1.25m的再轧制1米的。

3) 计划公里数偏长82.7km。

2 改进措施

1) 由冷轧技术人员对发生的起筋缺陷进行详细跟踪统计, 现场操作人员从轧机五机架出口进行目视检查, 发现起筋缺陷后及时进行摊卷打磨检查, 同时对同批热轧计划后续钢卷根据所处位置进行轧前或酸洗前封闭, 待已轧起筋卷到成品机组后再确定其余料是否生产, 以最大限度降低质量损失。

2) 冷轧按不同轧机后续流向统计起筋情况, 及时将起筋钢卷按规格、热轧卷号及起筋位置反馈热轧技术组, 并定期与热轧进行沟通, 以摸索确定出合理的供冷轧向热轧生产计划轧制公里数和同宽轧制卷数。

3) 摸索热轧的轧制公里数和同宽轧制卷数制定供冷轧向的热轧生产计划, 保证热轧严格按照工作辊周期窜辊进行生产。

4) 热轧严格按照工作辊周期窜辊进行生产, 并针对冷轧所提供的起筋信息查找原因, 关注轧辊冷却控制, 及时将异常局部高点信息 (局部高点大于10μm) 传递冷轧。

3 结论

1) 带钢起筋卷数量随轧制计划长度呈抛物线增长;

2) 带钢最易起筋的部位在工作侧边部40m m;

3) 通过F5F6轧机的窜辊能改善起筋缺陷。

摘要：通过冷轧生产过程中的带钢起筋缺陷跟踪分析, 分析了带钢起筋的位置、形貌、成因及起筋卷起筋部位的局部高点, 与热轧进行了反馈, 并对热轧生产工艺进行改进, 对起筋缺陷的改善取得了一定效果, 改善了八钢冷轧产品质量。

冷轧铝板卷材边部吸油技术应用 篇11

关键词：边部带油；空气放大器；特种吸油装置；PLC；电动滑台

中图分类号：TG333 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）23-0033-03

1 设备改造的必要性

1.1 设备改造前存在的问题

在冷轧机轧制时，轧机本身的吹扫系统能将板带上、下表面的轧制油吹扫干净，但是在板带两边的厚度上所含有的轧制油无法吹扫干净，该处轧制油在铝卷存放时，由于毛吸作用扩散，会造成板带边部30～100mm的板面带油，形成油斑，如在退火前不进行清洗，退火后就会形成油斑，造成板带表面质量缺陷，为避免该质量缺陷就增加了一道清洗工序，增加了生产成本和延长了交货时间。如果清洗不干净，退货后形成了油斑，就需要将该部分切边切除，造成成品率下降或无法满足合同宽度要求，其后果不言而喻。

1.2 设备改造原理

为适应公司发展的要求，我们在冷轧厂2#轧机出口安装了一套边部吸油装置，吸走板面吹扫不能解决的板带厚度所含有的板带两边的轧制油，防止板带两边含带的轧制油在铝卷存放时扩散到铝卷的板面内。具体操作如下：板带两边都要安装吸油装置，吸油装置安装在由伺服电机驱动的滑台上。正常工作时，操作工在操作画面上输入轧制板带的宽度规格，待穿带完成建立张力后，检查边部是否平稳，没有毛刺和边部波浪在许可的范围内，操作工将滑台按钮打到伸出位置，两边的伺服电机同时动作，根据之前操作工输入的板带宽度，自动调整行程，将吸油装置深入到板带的边部进行吸油操作，当一卷板带即将完成轧制后，操作工将按钮打到缩回位置，伺服电机驱动滑台缩回到原始位置；由于在轧制过程中可能会发生断带，为了保护板带以及除油设备，需要与轧机的断带信号做连锁，当检测到断带后，伺服电机带动的滑台迅速缩回到原始位置，防止损坏设备。

2 空气放大器的工作原理及特点

边部吸油装置的核心部件为空气放大器，空气放大器是利用流体力学的科恩达效应原理，通过输入小量的工业压缩空气，它会带动周围的空气，在一端高速输出大量的低压气流，空气流量能放大到25倍。

2.1 空气放大器原理

1.环形腔；2.可调环形槽；3.发生科恩达效应的剖面；4.外界气体；5.固定环（可调空气放大器）

图1 空气放大器原理图

当压缩空气通过空气放大器0.05～0.1mm的环形窄缝后向左侧喷出，通过科恩达效应原理及空气放大器特殊的几何形状，右侧最大25倍的环境空气可被吸入，并与原始压缩空气一起从空气放大器左侧吹出。

2.2 空气放大器的特点

（1）无运动部件，安全。（2）只须加一个有效的过滤装置，无需维护。（3）工作时没有噪音。（4）孔不会堵塞。（5）输出气量由供气量调解。（6）即时停止或启动。（7）无起火的危险。（8）无电气干扰。（9）入口和出口都可安装输送管，吸入新鲜空气，从而移除烟气或输送轻质物料。

3 边部吸油装置的组成及各部位的作用

根据滑台尺寸与现场平台情况，改造现有的平台，先将平台两端的上平面开一条边部吸油装置移动用的长条孔，两端筋板开一方孔，然后在平台下方做一个滑台支架，便于安放滑台。边部吸油装置的吸嘴组件是由3个空气放大器组装在一起，然后在板带边部吸油处安装上特制的尼龙套组成吸油装置，吸嘴支架制作成“工”字型，这样就可以在平台缝隙中带动吸嘴组建来回滑动，吸嘴与吸嘴支架之间是通过一块强磁铁连接的，当发生铝板断带或其他异常情况时，可能会碰撞到吸嘴，此时吸嘴会被撞开，与吸嘴支架分离，这样整套机构就不会损坏。在滑台电机部分，将制作一件滑台保护罩，保护罩做成可拆卸方式，方便检修，并满足防爆要求。

高压气源通过一根1寸钢管引到整个装置附近，在钢管上安装一个手动球阀、一个三联体和一个电磁控制阀，便于设定高压压缩空气压力和供气条件。高压压缩空气通过一根Φ16气管连接到一个四通接头上，再通过四通接头连接到3个气嘴上，3个气嘴的出气孔用一根30胶管连接，将废气和油导流到平台下面，防止油气反溅到带材表面。

边部吸油装置的机械示意图如图2所示：

4 电气控制系统

4.1 电气控制系统的组成及控制原理

电气控制系统主要由触摸屏、PLC、定位模块和伺服系统组成。触摸屏用来完成操作人员输入参数、控制命令和显示设备状态；PLC用来控制设备的动作；定位模块用来控制伺服电机动作；伺服系统用来控制吸油装置按照不同要求伸缩动作。触摸屏及PLC、定位模块均选用西门子产品，伺服驱动及伺服电机选用松下产品。系统结构如

图3所示：

该系统可实现控制伺服电机定长正、反旋转，达到吸油嘴按板材宽度伸缩位置的精确控制。此方案采用西门子公司的位置控制模块FM353来控制松下伺服驱动器，由FM353输出给出位置指令脉冲串，直接发送到伺服输入端，此时松下伺服工作在位置模式。在PLC程序中设定伺服电机旋转速度，单位为（rpm），设伺服电机设定为1000个脉冲转一圈。PLC输出脉冲频率=（速度设定值/6）×100（Hz）。假设该伺服系统的驱动直线定位精度为±0.1mm，伺服电机每转一圈滚珠丝杠副移动10mm，伺服电机转一圈需要的脉冲数为1000，故该系统的脉冲当量或者说驱动分辨率为0.01mm；PLC输出脉冲数=长度设定值×10。

以上的结论是在伺服电机参数设定完的基础上得出的。在计算PLC发=出脉冲频率与脉冲前，先根据机械条件，综合考虑精度与速度要求设定好伺服电机的电子齿轮比，大致过程如下：

机械机构确定后，伺服电机转动一圈的行走长度已经固定（如上面所说的10mm），设计要求的定位精度为0.1mm。为了保证此精度，一般情况下是让一个脉冲的行走长度低于0.1mm，如设定一个脉冲的行走长度为如上所述的0.01mm，于是电机转一圈所需要脉冲数即为1000个脉冲。此种设定当电机速度要求为1200转/分时，PLC应该发出的脉冲频率为20K。PLC可以发脉冲频率为500kHz，完全可以满足要求。有了以上频率与脉冲数的算法后只需应用PLC的相应脉冲指令发出脉冲即可实现控制了。

4.2 操作原理

正常工作时，操作人员在触摸屏上选择带材宽度，PLC根据带材宽度计算出吸油装置的位移量。操作人员按动启动按钮，伺服电机带动丝杠正向转动，推动吸油装置伸向带材。当达到计算出的距离后，伺服电机停止，PLC打开高压气电磁阀，吸油装置开始工作。当带材传送完成或需要停止吸油时，操作人员按动停止按钮，伺服电机带动丝杠反向转动，推动吸油装置离开带材回到原位。PLC接收主控PLC的带材断带信号，当断带信号出现后，PLC控制吸油装置收回，防止损坏设备。

4.3 伺服电机参数设置与接线方式

图4 位置控制模式控制信号接线图

4.3.1 按照伺服电机驱动器说明书上的“位置控制模式控制信号接线图”接线：pin3（PULS1）、pin4（PULS2）为脉冲信号端子，PULS1连接直流电源正极（24V电源需串连2K左右的电阻），PULS2连接控制器（如PLC的输出端子）。

4.3.2 pin5（SIGN1）、pin6（SIGN2）为控制方向信号端子，SIGN1连接直流电源正极（24V电源需串连2K左右的电阻），SIGN2连接控制器（如PLC的输出端子）。当此端子接收信号变化时，伺服电机的运转方向改变。实际运转方向由伺服电机驱动器的P41、P42这两个参数控制，pin7（com+）与外接24V直流电源的正极相连。pin29（SRV-0N），伺服使能信号，此端子与外接24V直流电源的负极相连，则伺服电机进入使能状态，就是伺服电机已经准备

好，接收脉冲即可以运转。

上面所述的六根线连接完毕（电源、编码器、电机线），伺服电机即可根据控制器发出的脉冲与方向信号运转。其他的信号端子，如伺服报警、偏差计数清零、定位完成等可根据要求接入控制器构成更完善的控制系统。

5 设备改造后经济效益分析

通过应用科恩达效应原理对设备进行改造，将该边部吸油装置安装在我司2#冷轧机上，经过运行达到了预期的效果，产生了可观的经济效益。改造后的设备各项指标均符合国家标准，安全可靠、经济运行；特种吸油装置的运行清除了铝卷边部的轧制油，避免了存放过程形成油斑，减少了清洗工序，工作效率将大大提高，间接地降低了运行成本，提高了企业经济效益；由于改造后的设备具有一定的节能效果，降低单位产量能耗，在节能减排过程中，能取得相当的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 西门子S7-300系列PLC及应用软件STEP7[M].广州：华南理工大学出版社，2004.

[2] 秦大同，谢立阳.现代机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2011.

冷轧带钢 篇12

关键词：带钢,厚度控制,调试

0 引言

柳钢1550mm冷轧板带厂酸轧联合机组于2008年6月建成投产,带钢厚度控制采用液压AGC控制。基础自动化系统中单独配置了一套PLC负责厚度控制,轧机区配置了3台X射线测厚仪通过Prifibus-DP网与基础自动化系统进行数据交换,同时,将每台测厚仪的实测值在人机界面HMI上显示出来,使整个冷轧厚度控制系统响应快速、控制精确、控制思路简单明了,对全线顺利投产、稳产和早日达产起着至关重要的作用。

1 厚度控制基本原理及系统组成

1.1 厚度控制基本原理

厚度控制系统简称为AGC系统,厚度控制的基本原理就是在轧制过程中,应用测厚仪(目前用的较多的是X射线测厚仪)对运行中的带钢厚度进行连续测量,然后将厚度实测值与厚度给定值h0进行比较,得出一个厚度偏差值Δh,将Δh传送到AGC控制系统进行数学模型运算后,得出需要调节的辊缝值ΔS,然后将ΔS传送给液压伺服控制系统,通过调整压下量或轧制力,张力值或轧制速度,最终把带钢厚度控制在允许的偏差范围内。带钢厚度控制原理见图1。

1.2 厚度控制系统的组成

柳钢冷轧厚度控制系统主要由以下几部分组成:

(1)仪表检测部分。在1#机架入口、2#机架入口及5#机架出口配置有X射线测厚仪,因此第一机架有厚度前馈控制及反馈控制,第五机架有厚度反馈控制。每个机架都设有测压仪,用于各机架的轧制力内环闭环控制。液压缸里配置SONY磁尺,用于液压缸压下位置控制。此外,机架间采用张力计进行张力检测,轧机出口配置非接触式板形仪对板形进行控制。1#机架后和2#机架后设置激光测速仪检测带钢线速度。

(2)厚度自动控制部分。作为整个厚度自动控制系统的运算处理部分,其主要任务是将测厚仪实测出来的厚度实测值与厚度给定值进行比较,计算出厚度偏差值,并将厚度偏差信号放大,传送到AGC系统的控制程序进行运算,得出需要调节的参数值。

(3)执行机构。接收到AGC系统输出的控制信号后,执行机构开始动作,通过液压压下系统调整压下量,或者改变轧机主电动的速度,或者通过二级系统重新设定带钢的张力值等手段去改变厚度偏差。

2 厚度控制系统的总体设计与配置

2.1 厚度控制系统的总体设计

柳钢冷轧AGC系统以第三机架作为基机架,包括第一、二机架的粗调AGC和第四、五机架的精调AGC。粗调AGC的目的是消除大部分来料厚度偏差,减少轧辊偏心造成的厚度周期波动,而精调AGC则根据成品带钢厚度实测值对带钢成品厚度精度进行最终调节。柳钢冷轧AGC控制系统总体结构如图2所示。

根据某一机架的金属秒流量相等原则,如果入口速度和厚度已经获知,则可以通过数学模型计算出该机架的出口厚度值,通过与实测厚度值进行比较而获得需要调节的参数值,从而达到准确控制出口厚度偏差的目的。柳钢冷轧轧机区域分别在第一、二机架出口安装了激光测速仪,用于检测带钢线速度,形成速度反馈,信号传送给AGC系统。3台测厚仪分别安装于第一机架前后及第五机架后,用于实时检测运行中的带钢厚度值,并与AGC系统实时通信。

2.2 厚度控制系统的数据通信

轧制前,首先在过程计算机(L2)中对各种与厚度相关的工艺参数进行预设定,然后通过以太网送到基础自动化系统(L1),控制模型和设备动作时序控制都在基础自动化系统内实现,基础自动化系统里用到的PLC采用意大利安萨尔多的AMS(ASI Robicon Microprocessor System)控制器,这是一种可实现高级算法控制、闭环控制、高性能多CPU的PLC,用户可以使用梯形图、功能块图和顺序功能图等多种手段进行编程。

厚度控制系统通过Profibus-DP网与传动装置进行数据通信。要达到良好的厚度控制精度,轧机就必须保持良好的速度及张力的稳定性。柳钢冷轧的轧机主传动采用ABB的DCS800系列直流调速系统。在控制方式上,轧机为速度控制,给整个轧机提供稳定的线速度基准。开卷机和卷取机为恒张力控制。

3 厚度控制系统的调试

在柳钢冷轧进行热负荷试车之前,对AGC系统输出量加一个限幅环节以保证机械设备的安全可靠,在能够保证带钢厚度控制精度的前提下对测厚仪反馈回来的带钢厚度偏差值适当加入一个死区以防止AGC系统过于灵敏,频繁动作而对液压高压系统造成频繁冲击,同时也避免了测厚仪在受到干扰的情况下,发送异常带钢厚度值对系统造成冲击。

由于冷轧AGC系统配套的液压系统是高压系统,A G C本身也要求液压系统有较快的响应性,信号跟随性能要求很强,只允许有微小的滞后。在对AGC位置闭环控制系统的调试时确保系统响应较快,过渡过程短;响应基本无超调量,跟随性能好;跟随后,系统无振荡现象,系统稳定。

在热负荷试车过程中,发现AGC系统对带钢厚度控制的效果还不够理想,主要是系统响应不够快速,跟随性能不够好,存在动作滞后现象,不能满足冷轧高速轧制的要求。于是AGC调节器做了进一步精调。经过参数优化后,柳钢1550mm带钢厚度控制系统的应用效果很明显,带钢厚度问题得到了大幅度改善。实测带钢厚度接近目标厚度,达到了预期的设计要求。

4 结语