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中厚板軋機(jī)軋輥冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

時(shí)間:2015-02-02 15:31:53來(lái)源:徐淑濤

導(dǎo)語(yǔ):?軋機(jī)分上下兩個(gè)工作輥,位于機(jī)架的中間,在機(jī)架外部安裝布置管路,通過(guò)噴射管將冷卻水供給工作輥。

[摘要]為了更好的控制板型和平直度,保證軋輥使用質(zhì)量,冷卻水系統(tǒng)的控制起到十分重要的作用。本文著重介紹了中厚板軋機(jī)軋輥冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成及工作流程,并給出了結(jié)構(gòu)示意圖,針對(duì)各冷卻部分的功能進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,具有較好的指導(dǎo)作用。

[關(guān)鍵詞]軋輥,冷卻,除鱗,電磁閥,HMI

前言

中厚板軋鋼生產(chǎn)線一般有粗軋機(jī)、精軋機(jī)雙機(jī)架軋制,由于鋼板的開(kāi)軋溫度一般在1000℃左右,而且鋼板在機(jī)架中要多道次軋制,一張鋼板約2-3分鐘的時(shí)間,一方面長(zhǎng)時(shí)間的高溫易對(duì)軋輥的運(yùn)行造成影響,另一方面軋輥熱凸度變形會(huì)影響鋼板的板形和平直度,因此機(jī)架的冷卻功能顯得尤為重要。軋輥冷卻系統(tǒng)包括主要包括工作輥冷卻和支撐輥冷卻,軋輥冷卻系統(tǒng)的作用是使軋輥的溫度反復(fù)保持在限定溫度以下。另外還有幾個(gè)輔助功能,如除鱗、除塵、清掃噴射等,如圖1所示:

1、工作輥冷卻

軋機(jī)分上下兩個(gè)工作輥,位于機(jī)架的中間,在機(jī)架外部安裝布置管路,通過(guò)噴射管將冷卻水供給工作輥。冷卻水的開(kāi)啟及水量的控制由PLC自動(dòng)控制完成,操作工通過(guò)HMI選擇”工作”或者”維護(hù)”模式,通過(guò)HMI人機(jī)界面輸入相關(guān)數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭^(guò)程控制計(jì)算機(jī)PLC中,各控制閥根據(jù)其特征曲線開(kāi)、閉以達(dá)到需求的冷卻水量。

工作輥冷卻分為中間冷卻和邊部冷卻兩種方式,在數(shù)學(xué)模型的控制上,一般將工作輥長(zhǎng)度方向分為三部分,中間部分和兩邊部分。一般中間的溫度要高于兩邊,因此在計(jì)算機(jī)模型控制中實(shí)行三段冷卻控制,沿輥身長(zhǎng)度方向改變各部分的冷卻條件,從而改變工作輥的熱凸度值。當(dāng)鋼板寬度小于2700mm的情況下只使用中間冷卻就可以,當(dāng)鋼板寬度大于2700mm時(shí)需中間冷卻與邊部冷卻同時(shí)投用。在軋制過(guò)程中各道次的冷卻參考值由過(guò)程控制計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算得出。當(dāng)鋼板最后一道次軋制完成后,系統(tǒng)重新計(jì)算,準(zhǔn)備下一張鋼板的軋制冷卻。當(dāng)選擇維護(hù)模式,參考值必須通過(guò)人機(jī)界面輸入。當(dāng)選擇到換輥模式時(shí),工作輥冷卻系統(tǒng)將被關(guān)閉。

軋機(jī)工作輥的冷卻系統(tǒng)不僅僅是上下工作輥的冷卻,還包括進(jìn)口、出口區(qū)域運(yùn)輸輥道的冷卻以及上下工作輥入口、出口的機(jī)架冷卻。冷卻系統(tǒng)示意圖如下圖2所示,

2、支撐輥冷卻

支撐輥冷卻在整個(gè)軋制過(guò)程中一直工作,僅當(dāng)換輥等情況下支撐輥冷卻才被關(guān)閉,主要作用是避免支撐輥過(guò)熱造成損傷。

支撐輥的冷卻水量需要通過(guò)手動(dòng)閥進(jìn)行調(diào)節(jié),自動(dòng)控制僅僅是打開(kāi)與關(guān)斷冷卻系統(tǒng)而不能進(jìn)行水量的控制。測(cè)量的冷卻水量大小可以通過(guò)TCP/IP通訊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭^(guò)程控制計(jì)算機(jī)中及HMI人機(jī)界面里,供操作人員監(jiān)視。軋機(jī)支撐輥冷卻系統(tǒng)如下圖3所示:

3、除鱗

在軋制過(guò)程中鋼板的表面會(huì)出現(xiàn)一些氧化鐵皮等鱗屑狀物質(zhì),影響著鋼板軋制質(zhì)量和表面質(zhì)量,需從鋼板表面除去。因此上下除鱗噴嘴安裝在機(jī)座入口和出口側(cè)邊,在鋼板進(jìn)入輥縫之前去除產(chǎn)品表面形成的二次氧化鐵皮。除鱗噴嘴安裝了內(nèi)嵌式單向閥防止未進(jìn)行除鱗時(shí)水滴到鋼板上。上集管安裝在上導(dǎo)板上,通過(guò)導(dǎo)板箱底板上的槽縫噴射。上集管可以和導(dǎo)板一起升降以便和上軋輥同步,從而保持噴嘴和鋼板之間的距離不變。底部噴嘴安裝在機(jī)架立柱之間,從輥道輥?zhàn)娱g噴射。噴嘴安裝示意圖4如下:

當(dāng)鋼板在軋制中進(jìn)行往返道次軋制時(shí),高壓除鱗水隨時(shí)打開(kāi)。高壓水除鱗的打開(kāi)與關(guān)閉通過(guò)一級(jí)控制系統(tǒng)PLC的物料跟蹤來(lái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn),當(dāng)檢測(cè)到鋼板在道次軋制狀態(tài),并且鋼板在機(jī)架軋制區(qū)域內(nèi)時(shí),機(jī)架除鱗系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行;當(dāng)本道次(本張鋼板)軋制完成后,除鱗系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉,必須注意的是,在軋制結(jié)束后應(yīng)立即關(guān)閉軋輥冷卻水,否則冷卻水將會(huì)過(guò)多,從而影響軋輥溫度。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)確定鋼板的下一道次位置,準(zhǔn)備下一道次(或下一張鋼板)的除鱗作業(yè)。操作工也可以通過(guò)HMI手動(dòng)來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉除鱗系統(tǒng)。

除鱗系統(tǒng)噴射管控制器包括一個(gè)低壓先導(dǎo)閥和一個(gè)高壓換向閥。其工作流程如下:

除鱗系統(tǒng)打開(kāi)方式:先啟動(dòng)低壓控制閥(約0.3MPa),當(dāng)流量開(kāi)關(guān)顯示“低壓可用”時(shí),高壓控制閥(約20MPa)打開(kāi)。在約1-2秒停滯時(shí)間后高壓水從除鱗噴嘴里噴出。為了避免高壓力對(duì)電磁閥造成機(jī)械損傷,即使是在手動(dòng)模式也要設(shè)置一個(gè)閥門(mén)的最小開(kāi)啟時(shí)間。

除鱗系統(tǒng)關(guān)斷方式:高壓換向閥先關(guān)斷,1-2秒后低壓先導(dǎo)閥也關(guān)斷。關(guān)斷期間,上噴嘴將延遲(約1-5秒)被關(guān)斷,防止下噴嘴被污染物堵死。

4、除塵

安裝除塵系統(tǒng)是為了通過(guò)噴水(水霧)沖刷掉軋制時(shí)產(chǎn)生的空氣中的灰塵。

在入口和出口側(cè)各邊都有兩排噴嘴,一排在上端,一排在下端。這也是節(jié)能環(huán)保功能的一部分。

除塵功能由操作工選擇。根據(jù)鋼板軋制的方向和速度等進(jìn)行噴嘴的控制,當(dāng)軋機(jī)速度大于80%的全速時(shí),噴水將被打開(kāi)。20秒后當(dāng)速度降到75%的全速以下時(shí),噴嘴將被關(guān)斷。

5清掃噴射

在精軋機(jī)軋制完成后,為了便于鋼板厚度和寬度尺寸的測(cè)量,要盡量去掉鋼板表面殘留的冷卻水和除鱗水。清掃噴射裝置安裝在軋機(jī)機(jī)架出口側(cè),通過(guò)電磁閥啟動(dòng)。在軋機(jī)軋制過(guò)程中,清掃噴射持續(xù)工作。當(dāng)控制系統(tǒng)收到“軋機(jī)卸荷”指令,即鋼板的最后一個(gè)道次軋制完成時(shí),軋機(jī)入口和出口側(cè)的清掃噴射關(guān)閉。

6結(jié)束

軋輥冷卻水能夠冷卻軋輥,延長(zhǎng)其使用壽命,另一個(gè)最主要的因素是在計(jì)算機(jī)模型的控制下,冷卻水系統(tǒng)能夠保證產(chǎn)生對(duì)稱(chēng)的軋輥熱凸度和軋制凸度,從而得到良好的板型和平直度,提高產(chǎn)品質(zhì)量。

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