冷軋薄板生產(chǎn)線為挖掘設(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,**新開發(fā)了大量高效高專產(chǎn)品。但冷軋薄板生產(chǎn)線原來的系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理之處漸漸暴露出來, 這些問題的出現(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, 起到潤滑作用, 水則流散或蒸發(fā)來冷卻軋輥和帶鋼。乳化液的濃度與潤滑性能密切相關(guān), 濃度增加, 潤滑性能增強(qiáng);但濃度過高, 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的精度, 在液位檢測中, 接觸式磁浮液位計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中使用較為廣泛, 其主要用來檢測裝有液體容器內(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)等問題, 導(dǎo)致測量不穩(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, 采用橡膠刮板來解決回流問題。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厚儀的數(shù)據(jù)測量, 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PLC控制系統(tǒng)編程, 利用帶長計(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無法通過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量段一一對應(yīng)。每個(gè)冷卻段由乳化液噴嘴和控制噴嘴的閥門組成。軋輥分段噴液控制就是根據(jù)每個(gè)測量段上與帶材應(yīng)力相對應(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, 來推動(dòng)相應(yīng)的噴液控制閥門, 即決定哪些閥門應(yīng)打開、打開多大、哪些閥門應(yīng)關(guān)閉等, 通過噴嘴開閉及乳化液噴射量的多少來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程的基本冷卻和潤滑, 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, 但受到軋制過程中的溫度和潤滑條件限制, 其板形調(diào)節(jié)范圍較小且控制的滯后時(shí)間較長。

  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。針對現(xiàn)場實(shí)際情況, 基于PLC開發(fā)出連續(xù)分段函數(shù)曲線控制程序, 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%以內(nèi), 為冷軋新產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)造了條件。