卷取機(jī)助卷輥?zhàn)詣涌刂撇呗詢?yōu)化分析與改進(jìn)

李宏林

（山東魯冶瑞寶電氣自動化有限公司，山東 濟(jì)南250000）

1 前 言

熱軋帶鋼卷取機(jī)包括側(cè)導(dǎo)板、夾送輥、助卷輥、卷筒、活動支撐、卸卷小車等重要設(shè)備，其中每個卷取機(jī)共有3個助卷輥，即1#助卷輥（WR1）、2#助卷輥（WR2）、3#助卷輥（WR3），依次環(huán)抱在卷筒周圍，助卷輥在熱軋帶鋼卷取中起著將帶鋼頭部送到卷筒周圍，以適當(dāng)?shù)膲壕o力將帶鋼壓在卷筒上增加卷緊度；對帶鋼進(jìn)行彎曲加工，使帶鋼變成容易卷取的形狀，壓尾部防止帶鋼尾部上翹和松卷等［1］。助卷輥的輥縫精度對卷取機(jī)的生產(chǎn)穩(wěn)定和鋼卷質(zhì)量有著很大影響，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，對提升助卷輥輥縫精度等進(jìn)行了探索和實(shí)踐，提升了輥縫精度和卷取質(zhì)量。

2 卷取機(jī)助卷輥應(yīng)用優(yōu)化

2.1 提高助卷輥輥縫精度

助卷輥工作精度低，對頭部幾圈的助卷效果不理想，也是影響鋼卷卷形的重要因素，而且可能造成頭部松圈和嚴(yán)重塔形。

為減輕這些缺陷，從三個方面進(jìn)行優(yōu)化：

1）每次更換助卷輥或卷筒后，或者帶頭、帶尾跑偏嚴(yán)重懷疑助卷輥不水平時，對3個助卷輥的水平面進(jìn)行逐個測量；出現(xiàn)兩側(cè)輥縫值的偏差范圍超過（-0.4～0.4）mm/1 000 mm，在助卷輥軸承座底端加墊片及通過調(diào)整活動支撐上下、左右間隙，提高卷筒與助卷輥的平行度，進(jìn)而提高助卷輥的輥縫精度。

2）在機(jī)械設(shè)備精度提高的前提下，采用3個助卷輥輥縫平均值設(shè)置初始輥縫，盡量減少因輥面問題造成的卷形不良。

3）適當(dāng)增大助卷輥的張力設(shè)定值，從而保證頭部卷緊。

2.2 開發(fā)助卷輥輥縫自動標(biāo)定功能

卷筒位置分為3個狀態(tài)：緊縮、預(yù)漲、全漲。助卷輥的輥縫是指卷筒預(yù)漲狀態(tài)下助卷輥到卷筒間的距離。助卷輥輥縫標(biāo)定方法一直沿用人工標(biāo)定助卷輥輥縫。即標(biāo)定助卷輥輥縫時，人工進(jìn)入卷取機(jī)內(nèi)，將助卷輥打到較小輥縫，使用塞尺測量助卷輥和卷筒之間的縫隙，將測量數(shù)值作為助卷輥的輥縫在標(biāo)定畫面中進(jìn)行讀入標(biāo)定。人工進(jìn)入卷取機(jī)進(jìn)行助卷輥輥縫測量，危險性大，標(biāo)定1臺卷取機(jī)3個助卷輥耗費(fèi)時間長，且精度不高，制約現(xiàn)場正常生產(chǎn)運(yùn)行。隨著現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)的摸索，提出采用助卷輥壓力閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行助卷輥輥縫自動標(biāo)定：即使用2.5 t 的壓力作為標(biāo)定壓力進(jìn)行助卷輥輥縫自動標(biāo)定，但實(shí)際運(yùn)用起來，助卷輥壓力波動大，很難保證在2.5 t范圍內(nèi)，仍無法實(shí)現(xiàn)助卷輥輥縫自動標(biāo)定。

經(jīng)過現(xiàn)場多次嘗試，最終確定采用位置閉環(huán)控制，即采用助卷輥的速度反饋。使用助卷輥的實(shí)際速度作為助卷輥輥縫自動標(biāo)定的基準(zhǔn)，即依靠助卷輥反饋的速度值作為助卷輥輥縫標(biāo)定通過的依據(jù)，助卷輥反饋速度達(dá)到一定數(shù)值則標(biāo)定完成，達(dá)不到一定數(shù)值則標(biāo)定未完成；助卷輥的壓力反饋值則作為觸發(fā)保護(hù)功能的依據(jù)，如果助卷輥壓力超過設(shè)計(jì)的保護(hù)值，就會自動產(chǎn)生壓力超限報(bào)警，且助卷輥會自動打開對助卷輥進(jìn)行保護(hù)［2］。

采用卷取機(jī)助卷輥輥縫自動標(biāo)定程序，將卷筒打到預(yù)漲位置，啟動助卷輥?zhàn)詣訕?biāo)定，卷筒以較低的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。助卷輥將會自動向卷筒靠近，當(dāng)助卷輥與卷筒貼靠，助卷輥被卷筒帶動轉(zhuǎn)動，速度達(dá)到設(shè)定值時，標(biāo)定完成，標(biāo)定是否完成能夠在畫面中清晰可見。

采用卷取機(jī)助卷輥輥縫自動標(biāo)定程序，無需人工進(jìn)入卷取機(jī)內(nèi)測量助卷輥輥縫，消除了標(biāo)定過程中的不安全因素，便于操作，不受現(xiàn)場工作環(huán)境的限制。且標(biāo)定完成后通過低速轉(zhuǎn)動卷筒，逐漸將助卷輥向卷筒壓靠驗(yàn)證標(biāo)定的準(zhǔn)確性，可快速得知標(biāo)定精度如何，使得1 臺卷取機(jī)3 個助卷輥輥縫標(biāo)定和檢驗(yàn)時間由1 h 縮短至10 min，大大提高了標(biāo)定效率。

2.3 定期對助卷輥壓力進(jìn)行標(biāo)定

當(dāng)出現(xiàn)以下情況：每次檢修后標(biāo)定、空載時助卷輥壓力反饋值超過－5kN～＋5kN；更換助卷輥后；更換助卷輥液壓缸或壓力傳感器后；一級控制器死機(jī)、停機(jī)、重啟后；出現(xiàn)卷形缺陷或卷鋼事故，壓力不準(zhǔn)時，由電氣人員對卷取機(jī)助卷輥進(jìn)行壓力標(biāo)定。

2.4 優(yōu)化助卷輥?zhàn)詣犹娇刂?/h3>

在帶鋼剛剛纏繞卷筒的幾圈中，由于助卷輥緊緊壓靠在帶鋼外圈，故當(dāng)帶鋼頭部轉(zhuǎn)動到助卷輥位置時將會在其外圈的帶鋼上產(chǎn)生壓痕；為此，卷取機(jī)的助卷輥采用了液壓自動跳步控制。當(dāng)帶鋼頭部將要轉(zhuǎn)動到助卷輥位置時，助卷輥立刻跳開；帶鋼頭部經(jīng)過后，助卷輥再重新壓上。助卷輥?zhàn)詣犹娇刂瓶蓪⒕砣∵^程中帶鋼頭部留在鋼卷上的壓痕降低到最小程度。但實(shí)際生產(chǎn)中，兼顧卷取穩(wěn)定性和壓痕控制即為適應(yīng)薄規(guī)格和品種鋼卷取的需要，對助卷輥跳步控制優(yōu)化，針對不同帶鋼可以實(shí)現(xiàn)助卷輥跳步或者不跳步控制［3］。

自動跳步控制模式選擇：當(dāng)帶鋼頭部到達(dá)夾送輥（通過夾送輥的壓力增加信號獲得）開始，啟動帶鋼頭部跟蹤，根據(jù)帶頭跟蹤信號產(chǎn)生的跳步和壓力時序信號完成助卷輥的跳步控制。

切除自動跳步控制模式選擇：當(dāng)帶鋼頭部到達(dá)夾送輥（通過夾送輥的壓力增加信號獲得）開始，啟動帶鋼頭部跟蹤，根據(jù)帶頭跟蹤信號產(chǎn)生的第一次壓下時序信號完成助卷輥的壓力控制。

2.5 優(yōu)化助卷輥張力控制

為了使設(shè)定的張力值能很好的適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際，在生產(chǎn)中找出單位張力與帶鋼厚度、鋼種之間的變化規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型。通過現(xiàn)場的生產(chǎn)實(shí)際情況，對不同鋼種的單位張力設(shè)定值進(jìn)行收集，對單位張力數(shù)學(xué)模型進(jìn)行不斷優(yōu)化，選取其中最能滿足生產(chǎn)實(shí)際的數(shù)據(jù)。

改造前張力設(shè)定值不合理，曲線波動較大，造成卷型的波動，導(dǎo)致卷型無法保證。

改造后張力設(shè)定值逐漸趨于合理，曲線波動比較平穩(wěn)，對解決薄規(guī)格帶鋼的跑偏問題有很大的改善作用。

2.6 優(yōu)化助卷輥壓尾控制

厚規(guī)格帶鋼尾部卷取時，當(dāng)卸卷小車上升接觸鋼卷后，1#和3#助卷輥從壓尾模式轉(zhuǎn)換到全部打開模式，對尾操作時助卷輥不能對帶鋼尾部進(jìn)行約束，造成厚規(guī)格帶鋼鋼卷尾部跑偏或松卷。

通過現(xiàn)場設(shè)備和帶鋼實(shí)際情況分析，對壓尾控制做如下優(yōu)化：針對厚規(guī)格帶鋼厚度（≥6.0 mm），卸卷小車上升接觸鋼卷后，3#助卷輥不再壓尾全部打開，1#助卷輥仍舊不打開，以便對尾過程中持續(xù)對帶鋼尾部進(jìn)行約束，直到對尾操作完成后才打開，這樣保證了厚規(guī)格帶鋼尾部不松卷或跑偏。

3 結(jié) 語

通過提高助卷輥安裝精度、開發(fā)輥縫自動標(biāo)定功能、自動跳步控制、張力控制、優(yōu)化壓尾控制等技術(shù)措施，解決了助卷輥輥縫精度差、鋼卷頭尾卷形不良、頭部壓痕、故障率高等問題，降低了助卷輥故障率，延長了助卷輥使用壽命，提升了卷形質(zhì)量和表面質(zhì)量，充分發(fā)揮了助卷輥在熱軋帶鋼卷取中的作用。