冷軋薄板生產(chǎn)線(xiàn)為挖掘設(shè)備潛力, 采用冷軋六輥軋機(jī)生產(chǎn)鈦帶等特殊合金產(chǎn)品;為資源利用效益的***大化,**新開(kāi)發(fā)了大量高效高專(zhuān)產(chǎn)品。但冷軋薄板生產(chǎn)線(xiàn)原來(lái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理之處漸漸暴露出來(lái), 這些問(wèn)題的出現(xiàn)和存在嚴(yán)重制約了產(chǎn)品品質(zhì)的提升。

  乳化液在冷軋板材的生產(chǎn)過(guò)程中, 在減少摩擦、降低軋制壓力、冷卻軋輥和控制板型等方面, 發(fā)揮著重要作用。軋制過(guò)程中, 乳化液在帶鋼和輥縫間產(chǎn)生的高溫高壓下破乳, 實(shí)現(xiàn)油水分離。軋制油鋪展在帶鋼和軋輥表面, 起到潤(rùn)滑作用, 水則流散或蒸發(fā)來(lái)冷卻軋輥和帶鋼。乳化液的濃度與潤(rùn)滑性能密切相關(guān), 濃度增加, 潤(rùn)滑性能增強(qiáng);但濃度過(guò)高, 會(huì)使軋輥打滑, 冷卻能力下降。因此, 軋機(jī)操作人員應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要, 參考乳化液的化驗(yàn)報(bào)告, 及時(shí)補(bǔ)充水或軋制油。

  密度的精度取決于液位檢測(cè)的精度, 在液位檢測(cè)中, 接觸式磁浮液位計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中使用較為廣泛, 其主要用來(lái)檢測(cè)裝有液體容器內(nèi)液位的高低。磁浮液位計(jì)主要是由檢測(cè)導(dǎo)桿、變送器及浮球三大部件組成。但工廠內(nèi)使用的磁浮液位計(jì)的環(huán)境一般都比較惡劣, 使用過(guò)程存在磁浮液位計(jì)的浮球受水流沖擊、浮球受損、夾雜物影響浮球在導(dǎo)桿上自由運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題, 導(dǎo)致測(cè)量不穩(wěn)定。

  為此, 采用非接觸磁浮液位計(jì), 創(chuàng)新地使用籠式磁浮液位計(jì)安全罩, 能夠有效解決液位計(jì)浮球存在的問(wèn)題, 磁浮液位計(jì)安全罩利用帶孔筒罩將容器內(nèi)液體中的雜物與磁浮液位計(jì)相隔離, 保證磁浮能夠安全有效地工作。磁浮液位計(jì)工作原理如圖1所示。

該非接觸式液位檢測(cè)儀將浮球?qū)虿鄞怪惫潭ㄔ谌榛合鋬?nèi), 浮球隨乳化液液位的升降而升降, 浮球升降時(shí)通過(guò)細(xì)鋼絲繩和定滑輪帶動(dòng)磁棒升降。為使磁棒隨浮球的升降而升降, 采用砝碼對(duì)浮球和磁棒進(jìn)行配重, 即浮球的重量等于磁棒與砝碼和浮球漂浮時(shí)排出乳化液的重量之和, 解決了磁棒吸附油性物質(zhì)和鐵粉后在液位計(jì)內(nèi)卡阻的問(wèn)題, 保證了乳化液液位的準(zhǔn)確性。

  在單機(jī)架可逆冷軋機(jī)中, 傳統(tǒng)的乳化液回流解決方法是在冷軋機(jī)機(jī)前、機(jī)后裝擠干輥, 但擠干輥在與鋼帶接觸常常會(huì)造成表面劃傷, 為避免這一不利因素, 采用橡膠刮板來(lái)解決回流問(wèn)題。但軋制速度稍高時(shí), 常常發(fā)生大量乳化液沿軋機(jī)入口方向向鋼帶表面反向回流, 嚴(yán)重影響該方向上安裝的入口測(cè)厚儀的數(shù)據(jù)測(cè)量, 造成推上缸自動(dòng)壓下、斷帶事故頻繁發(fā)生。在切換道次時(shí), 乳化液不斷滴落到板面上, 形成大量的黑斑, 導(dǎo)致帶鋼銹蝕, 影響冷軋帶卷產(chǎn)品質(zhì)量的提高。控制程序流程如圖2所示。

  在單機(jī)架可逆冷軋機(jī)機(jī)前、機(jī)后防纏導(dǎo)板位置處加裝兩套輔助設(shè)備———乳化液封堵噴射梁和接流導(dǎo)流槽;同時(shí)通過(guò)PLC控制系統(tǒng)編程, 利用帶長(zhǎng)計(jì)算比較, 設(shè)定合適的距離提前停止乳化液噴射。防纏導(dǎo)板與乳化液封堵噴射梁一同伸出, 乳化液封堵噴射梁噴嘴抵達(dá)收集導(dǎo)流槽上方, 管道內(nèi)殘存的乳化液滴落在收集導(dǎo)流槽內(nèi)。采用乳化液代替橡膠刮板和氣體吹掃, 形成一道水幕來(lái)控制乳化液回流的方法, 實(shí)現(xiàn)了冷軋乳化液回流和帶卷板面乳化液黑斑的控制。

  軋制過(guò)程中板帶產(chǎn)生的復(fù)雜肋浪缺陷由軋輥分段噴液冷卻來(lái)消除。系統(tǒng)單道次軋制時(shí)由板型儀自動(dòng)控制機(jī)前冷卻噴射梁各部分的通斷, 雙道次軋制時(shí)板型儀冷卻部分停止工作, 人工設(shè)定機(jī)后冷卻梁各冷卻段的通斷, 由PLC進(jìn)行聯(lián)鎖控制。系統(tǒng)采用以分段調(diào)溫控制為輔, 工作輥彎輥、中間輥彎輥、輥縫傾斜控制為主的手段, 并配合精細(xì)冷卻流量控制模型、輥溫分布供乳模型, 保證高精度板型控制方案的實(shí)現(xiàn)。

  分段冷卻控制主要是對(duì)無(wú)法通過(guò)軋輥傾斜和彎輥控制消除的復(fù)雜缺陷進(jìn)行控制。軋輥冷卻的分段同板形儀測(cè)量段一一對(duì)應(yīng)。每個(gè)冷卻段由乳化液噴嘴和控制噴嘴的閥門(mén)組成。軋輥分段噴液控制就是根據(jù)每個(gè)測(cè)量段上與帶材應(yīng)力相對(duì)應(yīng)的軋輥分段噴液分量, 按數(shù)學(xué)模型計(jì)算出每個(gè)噴液區(qū)的噴液設(shè)定值, 來(lái)推動(dòng)相應(yīng)的噴液控制閥門(mén), 即決定哪些閥門(mén)應(yīng)打開(kāi)、打開(kāi)多大、哪些閥門(mén)應(yīng)關(guān)閉等, 通過(guò)噴嘴開(kāi)閉及乳化液噴射量的多少來(lái)改變工作輥熱膨脹的橫向分布, 從而改變帶鋼軋制時(shí)相應(yīng)位置的延伸率, 控制帶鋼的平直度。每個(gè)工作輥由若干排連續(xù)布置的噴嘴組成, 這些排列的噴嘴中有一部分完成軋制過(guò)程的基本冷卻和潤(rùn)滑, 其他噴嘴完成分段冷卻的功能。軋輥分段冷卻可以控制高次板形缺陷, 但受到軋制過(guò)程中的溫度和潤(rùn)滑條件限制, 其板形調(diào)節(jié)范圍較小且控制的滯后時(shí)間較長(zhǎng)。

  設(shè)備因素決定了供乳系統(tǒng)是一個(gè)大慣性、純滯后和非線(xiàn)性的系統(tǒng), 供乳流量將隨著其它工藝條件的變化而發(fā)生變化。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況, 基于PLC開(kāi)發(fā)出連續(xù)分段函數(shù)曲線(xiàn)控制程序, 如圖3所示。該程序根據(jù)輸入的流量值x計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速值y_out, 即可以***快的速度提供所需的水流量, 實(shí)現(xiàn)流量的控制。該方法用于流量控制后, 控制效果大大優(yōu)于傳統(tǒng)的PID控制方法和查表控制方法, 不僅控制精度大大提高, 而且響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好, 可控制供乳流量大小, 保證板型控制精度。

  該系統(tǒng)投運(yùn)后, 成材率比原系統(tǒng)提高0.66個(gè)百分點(diǎn), 而且產(chǎn)品質(zhì)量有顯著改善, 冷軋退火材產(chǎn)量大幅度提升, 高效薄規(guī)格產(chǎn)品得以大量生產(chǎn), 各規(guī)格產(chǎn)品縱向厚度偏差均控制在±1%以?xún)?nèi), 為冷軋新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了條件。