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棒线活套控制原理分析与应用

摘要对活套控制原理和系统控制功能进行了描述鉴于活套的运行状况直接影响到产品的质量和生产的效率就宝钢特钢韶关公司特棒厂活套在调试和应用过程频繁发生的故障从机电两方面对其进行分析采取优化措施取得了较好效果

 

1、引言

活套是连轧生产线上重要的辅助设备在机架之间速度不协调的时候可作为缓冲环节也是控制轧件在轧制过程中因机架之间动态速度变化而影响的轧件尺寸精度的波动实现无扭无张力的一种手段活套控制系统由机械和电气两个领域组成生产调试和日常维护好活套控制系统是提高棒线生产作业率的关键但 由 于 它 跨 越 机 械 和 电 气 两 个 领域在日常维护和故障处理环节存在一定困难

宝钢特钢韶关公司特棒连轧线设计有个活套其中精轧机组分布个活套减定径机组分布个活套由于轧件通过该区域截面积较小则采用活套控制来保证轧件的横向尺寸精度实现精轧机和减定径机组的无张力控制轧制但在实际运行中往往因各种因素导致活套不能满足工艺要求活套故障造成的堆钢也给生产带来了一定的影响如何提高活套的控制精度优化控制系统的性能是技术关键所在

 
2、活套的主要构成

活套基本结构主要由活套台起套辊气动系统活套扫描器活套调节系统等组成起套辊起着对轧件的导向和支承作用起套辊由气缸驱动起套辊气缸由双电磁阀控制见图所示

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3、 活套控制原理

每个活套控制系统主要由起套辊气 动 控 制 系统活套扫描器活套的起 落 逻 辑 和 顺 序 控 制套量控制环节系统组成单个活套控制系统只能配合与之相连轧机的调速系统来使用当所有活套控制系统通过级联调速系统耦合在一起构成闭环控制使用时活套控制系统就能自动调整各连轧机的速度以保证秒流量相等提高轧件的质量和轧制效率活套自动控制是在对相连机架所形成的弧型曲线轧件进行测量的基础上来完成的机架间弧型曲线轧件由起套辊装置通过逻辑控制系统引导使轧件在活套台上形成活套采用活套扫描器测量活套的套量来间接测量活套的长度活套的调节范围及套量的存储量是有限的当相邻机架速度匹配不合理或其它原因而使起套量偏差太大活套 自动控制系统来不及或无法调节就会引起堆钢或拉断轧件的现象所以套量的形成是通过改变与活套有关的机架速度来实现的轧件的弧型曲线高度是由活套扫描器测量套量来间接测量扫描器根据其输出与套量成线性关系的原理把测量出的套量实际值与设定值进行比较然后根据其偏差通过级联调速系统引导并自动逆向调节上游所有轧机速度也就是说在整个活套控制阶段活套的套量是通过级联调速系统修正上游轧机的速度来调节的轧件的弧型曲线高度等于活套入口处轧件速度与出口处轧件速度之差的积分当入口速度大于出口速度时套量就逐渐增加见图反之套量就逐渐减少见图相等时套量维持不变见图活套控制系统组成示意图见图所示


 
4、活套气动系统控制原理

起套辊的起落过程由气缸来执行而这个执行过程由活套气动系统调节器自动控制活套气动系统采用三个闭环控制回路v1v2v3见图所示

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当轧件头部咬入活套的下游机架时活套气动系统接到起套指令后需要一段延迟时间以建立所需的气压才形成初始套量如果起套辊过早或过晚动作都容易导致轧件堆钢这就要求精确控制起套辊动作的延迟时间在活套气动系统接到起套指令时管路v1v2上的气阀78得 电气 源经过v2路过气阀10进入气缸无杆腔11气缸有杆腔的气体从管路v1上的气阀6排出活塞杆伸出起套辊起套在起套初期气源采用管路高压供气对活套顺利起套是有利的在活套完成初始套 量起套辊达到套量极限位置1s管路v2上的气阀7失电由管v3路的气阀单独供气支撑起套辊支撑起套辊的气源由管路v3的调压阀和蓄能器12的恒压气体提供当活套扫描器检测活套高度超过或低于设定值时活套调节器根据测量套高的偏差通过级联调速系统按比例修正机架的速度以维持活套套量在调节过程中气源压力不受管 路v1气压的影 响确保了套量设定值不变实现机架间秒流量平衡起套辊也不会因为支撑力不够而抖动从而大大降低了因气压问题而造成轧件堆钢的可能性当轧件尾端接近活套的前一机架时活套高度给定信号将逐渐减少套量随着控制系统接到落套指令管路v2v3上的气阀、8同时失电气体经过管路v1上的气阀进入气缸有杆腔无杆腔的气体由管路v2上安装的单向节流阀10经过气阀8排放将起套辊压下而单向节流阀10在设置时作了适当调整让它提供一定的阻力防止落套太快这样就完成了一个起落套过程因为活套控制系统采用闭环控制回路所以蓄能器仅维持同种规格轧件在无张力下储存一定量的活套量不同规格的轧件的套量也可以通过调节减压阀的压力来保持轧件达到无张力状态。 

 

5、 活套的主要故障原因分析及处理措施

特棒厂在调试使用初期生产实践中影响活套控制不稳定性因素较多对其中主要有活套扫描器参数检测信号的准确性以及起套辊不动作等原因作了具体分析和改进活套扫描器受周围水汽较多粉尘大和轧件温度等环境因素的影响容易使活套扫描器的透视镜模糊影响扫描器检测的灵敏性对活套高度扫描器的维护显得异常重要因此要定期对活套高度扫描器进行测试调校提高扫描器的精度和灵敏度加强日常点检维护主要检测项目有活套实际高度与活套扫描器高度值是否一致以及校验其信号的灵敏度必要时应及时更换同时也考虑到活套的稳定性与相关机架的速度控制系统动态特性及粗中轧的堆拉关系活套区工艺调整的关系所以对活套扫描器的范围设定作了调整允许活套对同一轧件由头部到尾部活套有±20mm的套量变化这 样 当活套扫描器检测实际 高 度处于原设定数值的±20mm 以外时活套控制调节系统才起作用使之稳定在范围以内当然在实际的应用过程中由于设备或轧制规格的原因有些活套不能投入但为了使级联调速控制更好在程序中做了特殊处理活套能够自由选择和组合这样可以达到最佳控制起套辊不起套故障原因是气缸没有动作导 致这一现象有两个因素电气原因和气动原 因是电气原因还是气动原因很难立即判别只有通过对电气和气动元件逐一检查才能确认

电气控制系统故障由于现场振动接线不牢造成的接线松动或灰尘太多导致接触不良落套信号没有及时发出或没有发送到相应 的电磁阀上使现场的信号时有时无致使换向阀动作混乱产生调节振荡现象再是设备受潮或进水等原因使电源线接线处短路从而使电磁阀接到的信号比电磁阀的信号低造成电磁阀不能全开或全关影响电磁换向阀不动作针对上述原因分析为了便于在线判断活套故障原因首先在气阀阀板上方专门增设了电控信号指示屏判断是否是电气原因便于缩小故障判别范围同时对气阀的应用安装选择指示灯这样能比较直观地反映各控制信号的指示状况如果在发生故障时气阀的指示灯都亮表明控制系统已发出指令电控元件故障的可能性较小气动元件故障可能性较大如果某一线路或气阀上的指示灯不亮则表明相应回路上的电控元件存在故障为查找和排除故障指明了方向

气动元件故障气动回路中某一气阀不动作会引起起套气缸的失效在起套气缸不动作或气阀出现卡阻症状时曾多次对换向阀拆解阀体检查发现换向阀在全关闭时阀芯与阀座之间有空隙造成阀在全关闭时气源泄漏被控参数难以稳定由于原先设计选用国内制造的二位三通阀主阀采用活塞式锥形端面和截止式软密封活塞上又带形圈对推动阀芯移动需要较大气源的推力再次是阀芯受气源管路中遗留的焊渣铁锈或水汽渣子等划伤腐蚀的影响产生伤痕阀座与阀体间的密封被破坏摩擦力大时造成阀单向动作甚至不动所以容易产生卡阻现象属于阀自身缺陷导致稳定性不高不能适应响应快频率高的活套气动系统所以气阀改型选用了国外进口的二位三通电控换向阀替代国产的换向阀该阀采用滑阀式结构和平衡式设计不受气压变化的影响电 磁力大阀芯上无其他油封摩擦力小无须润滑可靠性和灵敏度均满足现场要求。 

 

6、 结语

活套控制是决定轧件质量的关键技术通过对棒线活套的安装调试 及生产实践在现有设备的基础上因地制宜对设备进一步优化和改进不断完善活套控制系统的性能满足了轧制生产节奏的需要即使发生了活套故 障也能比较方便地找到原因大大减少排除故障的时间保证了棒线生产线产量的进一步提高

 
2023/12/07 15:05:59 328 次