|
[摘 要]：介紹了熱連軋機中熱卷箱的速度控制及其與軋機和輥道的速度匹配關(guān)系。熱卷箱位于熱連軋生產(chǎn)線粗軋機和精軋機中間的工藝設(shè)備，它將粗軋中間坯卷成熱鋼卷然后再開卷送入飛剪及精軋機。生產(chǎn)過程中熱卷箱需要與粗軋機形成連軋連卷，又要與精軋機形成連開連軋的工況。處理好熱卷箱與軋機的速度匹配關(guān)系對穩(wěn)定生產(chǎn)和提高產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。
關(guān)鍵詞：熱連軋 熱卷箱 速度控制 速度匹配
1 前言
熱卷箱是提高熱連軋產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工藝設(shè)備，它與軋機及輥道的速度匹配更加重要，直接影響整條生產(chǎn)線的穩(wěn)定性及產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)計合理的速度匹配的關(guān)系對整個生產(chǎn)線的穩(wěn)定生產(chǎn)，提高效率及產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。本文對熱卷箱與軋機的速度匹配的設(shè)計進行分析探討，并在鋼廠1500mm軋機實踐中得到驗證。
2 熱卷箱工藝簡介
熱卷箱位于粗軋機之后，又位于切頭飛剪之前軋線中部位置，是軋制工藝中間環(huán)節(jié)，當(dāng)粗軋機軋出的中間坯（厚度15～33mm）完成最后一道次軋制時，由輸送輥道經(jīng)過熱卷箱前側(cè)導(dǎo)位進入熱卷箱將熱中間坯卷成熱帶鋼卷，然后再將熱帶鋼卷進行開卷，經(jīng)過2#托卷輥、3#托卷輥及夾送矯直輥將中間坯矯直送入切頭飛剪進行切頭或切尾，中間坯切頭之后除鱗進入精軋機進行軋制。另外當(dāng)粗軋機軋出的中間坯（厚度大于33mm時）完成最后一道工序，由輸送道經(jīng)過入口導(dǎo)槽輥（水平位置），成形輥（水平位置），1#，2#，3#托卷輥，夾送矯直輥將中間坯進行矯直送入切頭飛剪進行切頭或切尾，即中間坯可直通熱卷箱進入精軋機軋制。其中1#托卷輥包括1A和1B，2#托卷輥包括2A和2B，3#托卷輥包括3A和3B。
熱卷箱設(shè)有2個工位（卷取工位、開卷工位）可以同時工作，這樣提高了熱卷箱的工作效率；熱卷箱卷取過程中帶鋼的尾部變?yōu)殚_卷過程中帶鋼的頭部，這樣可減少帶鋼頭部和尾部的溫差20～30℃；卷取工藝減少中間坯的散熱表面等，減少了精軋機里軋制所需要的能量；由于將較長的中間坯卷取成卷，可以縮短軋制的總長，并減少建設(shè)投資。
3 熱卷箱速度控制
熱卷箱卷取鋼材的溫度最高1100℃，穿帶速度2.0～4.5m/s，最高運行速度5.0m/s，最高開卷速度2.4m/s。
3.1 卷取速度控制過程
熱卷箱在接收到粗軋末道次咬鋼信號后開始加速，跟隨粗軋速度，在頭部到達HMD305（熱卷箱前15m）后粗軋機減速到熱卷箱的穿帶速度（由熱卷箱傳給粗軋），只要粗軋機沒有拋鋼，熱卷箱就要跟隨粗軋速度，如果粗軋已經(jīng)拋鋼，則熱卷箱獨自進行速度控制，以穿帶速度運行，同時將箱前輥道速度傳給粗軋，供粗軋控制機后延伸輥道。
熱卷箱以穿帶速度卷取中間坯，在帶卷直徑達到設(shè)定的直徑后，將卷取速度傳給粗軋，如果粗軋沒有拋鋼且允許加速，就加速到熱卷箱的卷取速度，此時熱卷箱依然跟隨粗軋速度。粗軋拋鋼后熱卷箱獨自進行速度控制，以卷取速度運行，同時將箱前輥道速度傳給粗軋，供粗軋控制機后延伸輥道。
帶鋼尾部將要進入熱卷箱時，進入尾部定位速度控制時序，準確將尾部停止在便于開卷的位置上。
3.2 開卷速度控制過程
卷取完成的帶卷要進行開卷才能送入精軋機進行軋制，首先在開卷器的約束下完成頭部開卷，送入夾送矯直輥進行矯直，然后經(jīng)由飛剪切頭后送入精除鱗箱再送人精軋機。在飛剪沒有完成切頭時，開卷速度要保持穩(wěn)定的預(yù)先設(shè)定飛剪的切頭速度，以保證飛剪穩(wěn)定工作；在飛剪完成切頭后，開卷速度轉(zhuǎn)為精軋機的咬入速度；在精軋機咬入后跟隨精軋機軋制速度（包含后滑補償）直到飛剪完成帶鋼切尾動作。
完成一個開卷周期后開卷區(qū)速度轉(zhuǎn)為待機速度，以低速爬行準備為下一周期工作。
3.3 速度控制設(shè)計
為了說明方便，首先介紹一下關(guān)鍵跟蹤傳感器——熱金屬檢測器的檢測位置，見圖2。HMD305在熱卷箱前15m粗軋延伸輥道處HMD401在熱卷箱入口偏轉(zhuǎn)輥和熱卷箱前輥道交界處；HMD402在1#托卷輥處；HMD403在2#，3#托卷輥處；HMD404在開尾銷與開尾輥之間；HMD405在夾送矯直輥后；HMD406在飛剪后。
3.3.1 卷取主控速度參考值（CMSR）
CMSR提供的是粗軋機、延伸輥道和貫穿在卷取運行過程的熱卷箱卷取傳動裝置的速度參考值。圖3所示的是，各個跟蹤點的定義和速度模式變化的典型過程。
各個傳動裝置的速度參考值得自CMSR，并可以按要求，用可調(diào)節(jié)的速度超前率和速度滯后率＋鋼坯曲率補償進行修改。CMSR速度定義為中間坯在彎曲輥內(nèi)的厚度中心處的線速度值。
3.3.2 粗軋機和延伸輥道速度參考值（RSR）
長的中間坯的頭部開始在熱卷箱里卷取，此時，最后的部分還在粗軋機里。這就生成了連軋連卷，在鋼坯的尾部離開粗軋機之前，連軋連卷一直發(fā)生作用。當(dāng)中間坯的頭部到達HMD305時，CMSR就提供粗軋機速度參考值（RSR）。在連軋連卷時，CMSR遵循粗軋機速度反饋值，以保證可靠的運行；并在連軋連卷結(jié)束時，避免速度的不穩(wěn)定現(xiàn)象。在連軋連卷期間
RSR＝CMSR×［1.00—（RFS＋TLS＋CLS）/100］
式中：RFS為粗軋機前滑率，用粗軋機控制計算（％）；TLS為延伸輥道相對于粗軋機的速度超前率（設(shè)定值＝2％）；CLS為熱卷箱相對于延伸輥道的速度超前率（設(shè)定值＝3％）。
當(dāng)中間坯太短形成不了連軋連卷時，粗軋機不受CMSR的影響。
3.3.3 延伸輥道和熱卷箱入口速度參考值（TSR）
延伸輥道和熱卷箱前輥道用得自CMSR的輥道速度參考值（TSR）一起工作。當(dāng)尾部接近熱卷箱時，輥道段根據(jù)跟蹤信息，不再遵循CMSR。
TSR＝CMSR×（1.00—CLS/100）
3.3.4 底部彎曲輥速度參考值（BBRSR）
底部彎曲輥速度參考值BBRSR，補償在彎曲輥里的鋼坯曲率和鋼坯厚度：
BBRSR=［CMSR×1.00—中間坯厚度/（2×R）］
式中：R為彎曲輥里的鋼坯曲率半徑（設(shè)定值＝425mm）；2×R的值為一個在設(shè)置卷取時可調(diào)的常數(shù)，在輸出彎曲輥開始提升時，帶卷直徑用作2×R。
3.3.5 頂部彎曲輥速度參考值（TBRSR）
頂部彎曲輥速度參考值TBRSR，補償在彎曲輥里的鋼坯曲率和鋼坯厚度：
TBRSR＝［CMSR×1.00＋中間坯厚度/（2×R）］
式中，R與底部彎曲輥速度參考值中的相同。
3.3.6 1#托輥速度參考值（CR1SR）
1#托輥速度參考值CR1SR，補償離開彎曲輥的鋼坯的曲率和鋼坯厚度：
CR1SR＝CMSR×［1.00＋中間坯厚度/（2×R）］×（1.00＋CR1LS/100）
式中：CR1LS為1#托輥的速度超前率，％；R為跟蹤計算得出的帶卷半徑。
3.3.7 開卷速度主控參考值（UMSR）
相關(guān)開卷傳動裝置（熱卷箱、精軋機和精軋機入口）的速度參考值遵循下列速度模式。精軋機咬鋼后，遵循2級傳來的精軋入口速度。
3.3.8 開卷速度滯后率（ULS）
開卷時1#，2#，3#托卷輥的計算為
CR1SR＝UMSR×（1.00—ULS）
式中，CR1SR為1#托卷輥的參考速度，2#，3#同1#。
夾送矯直輥速度（PSR）計算為
PSR＝UMSR×（1.00—0.5×ULS）
式中：ULS為開卷速度滯后率（設(shè)定值＝1％）。
4 實際應(yīng)用效果
采用上述方案對萊蕪鋼廠熱卷箱進行控制，取得了良好的效果。其參數(shù)為：穿帶速度3.5m/s，卷取速度4.0m/s，待機（爬行）速度0.2m/s，粗軋機前滑率RFS＝8％，延伸輥道相對于粗軋機的速度超前率TLS＝1.5％，熱卷箱相對于延伸輥道的速度超前率CLS＝4％，1#托輥的速度超前率CR1LS＝0.5％，開卷速度滯后率ULS＝6％，飛剪切頭速度1.5m/s。
由實際應(yīng)用電流及速度曲線可知，在此方案及參數(shù)匹配下，熱卷箱的傳動裝置電流基本均衡，速度穩(wěn)定。熱卷箱與粗軋機及其延伸輥道、精軋機速度匹配良好，熱卷箱穩(wěn)定工作。
5 結(jié)束語
通過對熱卷箱的速度控制及速度匹配方案的選擇和設(shè)計，在實際應(yīng)用中取得了良好的使用效果，保證了熱卷箱穩(wěn)定可靠的工作，同時和其他設(shè)備速度匹配也很好，傳動系統(tǒng)負荷均衡，沒有出現(xiàn)拉鋼和堆鋼現(xiàn)象而影響生產(chǎn)。提高了整條軋線的生產(chǎn)效率的同時也提高了產(chǎn)品質(zhì)量，并為用戶創(chuàng)造了效益。 |
|
