消除熱鍍鋅成品卷姿不良的控制研究

冀 晨，楊喜恩

（天津軋一冷軋薄板有限公司，天津 300270）

1 研究背景

卷取機是熱鍍鋅線最主要的設備，卷取機的功能是按成品鋼卷要求的重量，在卷曲力矩的作用下，卷成邊緣整齊的鋼卷。卷取機在高張力下，通過EPC邊緣對中系統(tǒng)，完成鋼卷齊邊卷曲的功能。如果卷曲過程中張力控制不均或EPC對中不良，則會出現(xiàn)內圈卷曲側面突出，形成塔形，如圖1所示，可能造成的影響如下： ①鋼卷塔形嚴重影響產品外觀，造成經濟損失。②鋼卷塔型影響吊裝作業(yè)，造成運輸不便或形成二次損壞。③鋼卷塔型必須進行返修，造成人力、物力資源浪費，致使成本增加[1]。

圖1. 鋼卷塔形

熱鍍鋅收卷時，卷取機的鉗口不能夾住帶鋼在產線張力控制下進行內圈卷取，需要借助助卷器在套筒上纏繞幾圈之后，再進行收卷。助卷器的主要功能是協(xié)助卷取機在卷筒上纏繞頭3-5圈，以便為隨后的卷取機建張和張力卷曲提供前提條件。

2 卷取機卷曲過程中塔形成因分析及解決方法

由于固定式皮帶助卷器的底座是不隨EPC進行調整，所以在內圈頭幾圈進行纏繞時，會經常出現(xiàn)鋼卷邊緣不齊，形成卷姿不良（塔形）。為此通過改善收卷時助卷器兩側壓力，可調節(jié)由于帶鋼與小臂壓輥之間摩擦力過大造成卷取位置偏離。

圖2 卷取機示意圖

2.1 皮帶助卷器的壓力影響

卷曲機在進行帶鋼收卷作業(yè)時，開始進行卷曲時，由于帶鋼不受產線工藝張力控制，帶頭處于較松動狀態(tài)，需要借助助卷器進行卷曲。

圖3 助卷器受力示意圖

由于助卷器小臂兩側作用于帶鋼的力不均或偏大，易造成自動穿帶時內圈帶頭折疊或偏離中心，在助卷器打開后，啟用EPC調節(jié)位置收卷過程中造成內外圈位置偏離，形成內圈塔形或不齊。

2.2 EPC系統(tǒng)在卷曲過程中的偏差

出口卷取機EPC邊緣對中系統(tǒng)，通過把光通量轉化為電壓值識別和伺服反饋調整帶鋼位置[2]。

在帶鋼運行過程中，光源遮擋面積需相等，如果出現(xiàn)偏差，控制器通過對機座的位移調整，糾正偏差，以此保證卷取過程中帶鋼的位置。

圖4. EPC對中系統(tǒng)

為消除由此可能產生的卷取塔型問題，由設備維修人員對傳感器進行了重新調整標定作業(yè)；EPC糾偏控制系統(tǒng)中的反饋增益也對對中靈敏度和實際效果有影響，因此需要結合現(xiàn)場實際工況對EPC糾偏控制系統(tǒng)中的反饋增益項目進行優(yōu)化調整作業(yè)。

2.3 卷曲張力工藝設定調整

熱鍍鋅線在成品卷取時采用變張力卷曲，在卷取時，隨著產線速度的設定，曲卷過程中外徑會逐漸增大，隨之表面張力會發(fā)生相應的改變。產生的轉動力矩符合力矩公式F＊r=T，其中F是帶鋼的張力，r是鋼卷直徑。

帶鋼的彈性區(qū)彎曲力矩關系如下：

σ---帶鋼屈服極限

b---彈性區(qū)寬度

h1---帶鋼厚度 （帶鋼厚度）

帶鋼塑性區(qū)力矩關系如下：

h------帶鋼厚度

由此可知。張力控制中，需要結合卷徑的實時值，目前的卷徑測量是通過線速度和卷取機組的轉速，結合傳動比等影響因素推算出卷徑。由于計算模塊鎖定，基本可以視為不能更改因素。

控制效果：通過以上措施可以看出，張力的設定優(yōu)化在塔形控制中起了主要的作用，不同產線由于設備尺寸、選型、產線實際工況的不同，需要根據實際情況找到最優(yōu)的控制改善方式。2013年全年鍍鋅產量20萬噸，由于塔型造成的7級返修料占總產量0.31%。 2014年已基本消除塔型問題。

3 結論

鍍鋅出口成品卷在2013年出現(xiàn)卷姿不良----塔型質量問題，通過多方位的觀察和調整，認為問題的形成來源于多方面的影響。從受力點分析，我們改善了卷取機助卷器壓力，通過對EPC系統(tǒng)的調整，我們保證了控制系統(tǒng)的有效運行，最主要的是對卷曲張力工藝的修正，降低了卷曲過程中的打滑問題，最終解決了塔型問題。后期，將針對不同規(guī)格下的張力控制進行持續(xù)的數(shù)據優(yōu)化。