CN101003065B - 一种带钢纠偏方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带钢纠偏的方法和装置。一种带钢纠偏方法，其特征是带钢以一定的包角紧贴圆柱辊运动，所述圆柱辊由同轴心的内、外圆柱辊组成，外圆柱辊为由非导磁材质制成的空心圆柱辊，内圆柱辊为一个可产生螺旋磁场的圆柱辊，螺旋磁场对带钢产生磁作用力，其中沿轴向的磁作用分力使带钢向一侧移动，调节内圆柱辊的转速方向使螺旋磁场变向，实现对带钢的纠偏。本发明结构简单，不需要液压执行机构，装置空间尺寸小，纠偏响应速度快，并且可以在线自动控制电机转速改变螺旋磁的纠偏力，提高了纠偏精度和纠偏质量。

Description

一种带钢纠偏方法和装置

(一)技术领域

本发明涉及一种带钢纠偏的方法和装置。

(二)背景技术

带钢生产作业线，无论是轧机还是酸洗线、镀锌线、镀锡线、涂层机组、剪切机组等，在带钢运行过程中都会产生跑偏，从而造成带钢表面出现压痕或翘曲变形，影响冷轧薄板质量，严重时还会拉断带钢，损坏活套设施，机组无法进行正常生产。因此，带钢生产线中都需要各种纠偏控制装置，以确保带材生产高速、安全和提高生产率。

造成带钢跑偏的原因多种多样，且有随机性。按照类型分类，主要有设备，带钢板形缺陷，安装不对中以及张力控制不稳等原因。但归根结底是由于带钢在纠偏辊上产生垂直于运动方向的侧向滑移和螺旋偏移形成的，目前所有的纠偏方法和装置都是基于这一点工作的。

从安装位置来看，纠偏装置有开卷纠偏、活套纠偏以及卷取纠偏三种，其中开卷和卷取纠偏多采用单辊纠偏，而活套多采用双辊或多辊纠偏；从纠偏动作看，现有的纠偏系统均是由光电传感器获得带钢的偏移位置信号，再通过控制系统驱动液压执行机构，使纠偏辊产生轴向移动、水平或上下摆动，使带钢始终在机组的中心线附近运行，达到纠偏目的。由于现有的纠偏装置均采用液压执行机构，结构复杂，维护成本高，故障率高，纠偏响应慢，带钢跑偏时有发生，影响了生产效率和带材质量。另外，带钢与纠偏辊之间的摩擦力依靠辊面光洁度和带钢张力不同而波动，易于产生带钢表面划伤。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种带钢纠偏方法和装置，该装置采用螺旋磁对带钢进行纠偏，结构简单，装置空间尺寸小，纠偏响应速度快，并且可以在线自动控制电机转速改变螺旋磁的纠偏力，提高了纠偏精度和纠偏质量。

本发明是这样实现的：一种带钢纠偏方法，其特征是带钢以一定的包角紧贴圆柱辊运动，所述圆柱辊由同轴心的内、外圆柱辊组成，外圆柱辊为由非导磁材质制成的空心圆柱辊，内圆柱辊为一个可产生螺旋磁场的圆柱辊，螺旋磁场对带钢产生磁作用力，其中沿轴向的磁作用分力使带钢向一侧移动，调节内圆柱辊的转速方向使螺旋磁场变向，实现对带钢的纠偏。

一种带钢纠偏装置，其特征是包括外圆柱辊、内圆柱辊、轴承、电动机、带钢偏移位置传感器、计算机控制系统，外圆柱辊为空心圆柱辊且由非导磁材质制成，外圆柱辊紧贴带钢并被带钢拖动按固定方向旋转，内圆柱辊由光滑或带螺旋沟槽的圆柱辊体和励磁部件构成，所述励磁部件在光滑圆柱辊圆周表面排列成螺旋形，或者励磁部件直接镶嵌在带螺旋沟槽的内圆柱辊内，外圆柱辊和内圆柱辊装在轴承上且同轴心，内圆柱辊经轴联接电动机，带钢偏移位置传感器连接计算机控制系统，计算机控制系统连接电动机，电动机驱动内圆柱辊旋转，内圆柱辊的螺旋磁对带钢产生磁作用力实现对带钢的纠偏。

上述的带钢纠偏装置，所述励磁部件为永磁体或电磁线圈。

本发明采用带螺旋磁结构的内圆柱辊安装在空心的外圆柱辊内，相互保持同轴心，内圆柱辊可以在空心外圆柱辊内正螺旋(正向)或反螺旋(反向)旋转。带钢以一定的包角紧贴圆柱辊运动，带动外圆柱辊旋转。内圆柱辊的螺旋磁对带钢产生磁作用力，使带钢和外圆柱辊之间的摩擦力增大，防止带钢侧向滑移，同时，螺旋磁旋转时对带钢产生轴向的磁作用分力，该轴向分力可以纠正带钢的跑偏，例如，当带钢开始向右产生侧向偏移时，假设此时螺旋磁内圆柱辊为正螺旋方向旋转，由带钢偏移位置传感器检测到带钢向右偏移的信号，输入计算机控制系统后输出控制并改变电动机的旋转方向，使内圆柱辊对带钢产生轴向向左的电磁分力，使带钢重新回到机组中心线。反之，使电动机反转，拖动螺旋磁内圆柱辊产生相反的磁作用力，使带钢向相反方向纠偏。

本发明结构简单，不需要液压执行机构，装置空间尺寸小，纠偏响应速度快，并且可以在线自动控制电机转速改变螺旋磁的纠偏力，提高了纠偏精度和纠偏质量。

本发明由于螺旋磁对带钢的径向吸引力，改变了带钢与纠偏辊之间的摩擦力，可有效防止打滑和侧移，有利于提高带钢表面质量。由于螺旋磁可以采用电磁线圈或永磁体直接励磁，减少了维护和保养。

(四)附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本发明带钢纠偏方法和装置示意图；

图2为励磁部件在内圆柱辊光滑表面排列成螺旋形结构示意图；

图3为励磁部件镶嵌在内圆柱沟槽内形成螺旋形结构示意图；

图4为带螺旋磁的内圆柱辊对带钢作用力的示意图；

图5为冷轧硅钢片酸洗活套段的纠偏示意图；

图6为开卷纠偏示意图。

图中：1带钢，2空心外圆柱辊，3带螺旋磁结构的内圆柱辊，4轴承，5带钢偏移位置传感器，6计算机控制系统，7电动机；8螺旋沟槽，9励磁部件(螺旋磁)。

(五)具体实施方式

参见图1，一种带钢纠偏装置，包括外圆柱辊2、内圆柱辊3、轴承4、电动机7、带钢偏移位置传感器5、计算机控制系统6。外圆柱辊为空心圆柱辊且由非导磁材质制成，如不锈钢，带钢1以一定的包角α紧贴外圆柱辊2高速运动。内圆柱辊3由光滑或带螺旋沟槽8的圆柱辊体和励磁部件9构成，所述励磁部件9在光滑圆柱辊圆周表面排列成螺旋形，或者励磁部件9直接镶嵌在带螺旋沟槽的内圆柱辊3内，参见图2、图3，励磁部件9为永磁体或电磁线圈。外圆柱辊2和内圆柱辊3装在轴承4上且同轴心。内圆柱辊3经轴联接电动机7，带钢偏移位置传感器5连接计算机控制系统6，计算机控制系统6连接电动机7。电动机7拖动带螺旋磁9结构的内圆柱辊3始终旋转，旋转方向根据带钢偏移位置传感器5的信号确定。

参见图4，当带螺旋磁9的内圆柱辊3以垂直于轴向顺时针方向旋转时，带钢1受到的磁吸引力Fa轴向向左；反之，带螺旋磁9的内圆柱辊3以垂直轴向逆时针旋转时，带钢1受到的磁吸引力Fa轴向向右.螺旋磁9为永磁体，能直接对带钢1产生磁吸引力，且不用维护；而螺旋磁9采用电磁线圈需要单独的电源对线圈供电以激发磁场对带钢1产生磁吸引力.同时内圆柱辊3的螺旋磁9对带钢1产生径向磁作用力，使带钢1和外圆柱辊2之间的摩擦力增大，可防止带钢侧向滑移.

带钢生产过程中，当带钢1偏离机组中心线，比如向右偏移时，带钢偏移位置传感器5检测的信号立即通过计算机控制系统6控制电动机7以垂直于轴向顺时针方向旋转，并拖动带螺旋磁9结构的内圆柱辊3旋转，而螺旋磁9对带钢1产生轴向向左的磁吸引力(分力Fa)，如图4所示。磁作用力对带钢1产生磁力阻尼作用，抑制带钢1向右继续偏移。随着轴向向左的磁作用力Fa的持续作用，带钢1向右偏移的速度逐步减慢到零，并开始向相反方向偏移，从而使带钢1恢复到机组中心线区域内。由于带螺旋磁9结构的内圆柱辊3继续顺时针旋转，带钢1将继续向左偏移。偏移到一定程度，带钢偏移位置传感器5再次向计算机控制系统6发出信号并控制内圆柱辊3反向旋转，此时对带钢1产生的轴向作用力分力方向为右，该作用力开始抑制带钢向左进一步的偏移。这样，通过交替控制内圆柱螺旋磁辊3的正反转即可实现对带钢1在轴向方向的跑偏纠正，使带钢1始终保持在机组中心线设定的范围内运动。在对带钢纠偏的整个过程中，外圆柱辊2始终保持相同的运动方向，这样外圆柱辊2(类似于常规纠偏辊)即可以做成固定结构，不需要由液压机构调整；同时，本发明的外圆柱辊2同时可以保留其上下或左右摆动的运动方式，对带钢1板形缺陷造成的跑偏起到良好的纠偏作用。带螺旋磁9的内圆柱辊3始终保持交替正向和反向旋转，并把带钢1固定在正常位置运动，实现带钢1纠偏。

本发明电动机7不仅可以由计算机控制系统6控制其转动方向，同时可以通过控制其旋转速度来调整其纠偏能力。

本发明结构简单，实施容易，纠偏响应速度快，纠偏能力可以根据不同工况可调，不需要液压执行机构，装置空间尺寸小，不需要对现有生产线进行大量改造即可实现，并且可以在线自动控制电机转速改变螺旋磁的纠偏力，提高了纠偏精度和纠偏质量。

实施例一

参见图5，本发明应用于冷轧硅钢片酸洗活套段的纠偏。带钢1经过张力辊12、螺旋磁纠偏辊13、15、17，再经过转向辊14和16、进入脱脂槽18、水洗槽19、酸洗槽20、水洗槽21。其中纠偏辊13、15、17对活套二端带钢1纠偏，使带钢1对中地进入脱脂槽和酸洗槽，从而提高纠偏精度，改善带钢1表面的脱脂和酸洗效果。图中：22为卷扬机，23为活套张力小车。

实施例二

参见图6，本发明应用于开卷纠偏。开卷机31，螺旋磁纠偏辊32，带钢偏移位置传感器33。纠偏辊32保证开卷带钢对中的运行到下道工序。

Claims (3)

1.一种带钢纠偏装置，其特征是包括外圆柱辊、内圆柱辊、轴承、电动机、带钢偏移位置传感器、计算机控制系统，外圆柱辊为空心圆柱辊且由非导磁材质制成，外圆柱辊紧贴带钢并被带钢拖动按固定方向旋转，内圆柱辊由光滑或带螺旋沟槽的圆柱辊体和励磁部件构成，所述励磁部件在光滑圆柱辊圆周表面排列成螺旋形，或者励磁部件直接镶嵌在带螺旋沟槽的内圆柱辊内，外圆柱辊和内圆柱辊装在轴承上且同轴心，内圆柱辊经轴联接电动机，带钢偏移位置传感器连接计算机控制系统，计算机控制系统连接电动机，电动机驱动内圆柱辊旋转，内圆柱辊的螺旋磁对带钢产生磁作用力实现对带钢的纠偏。

2.根据权利要求1所述的带钢纠偏装置，其特征是励磁部件为永磁体或电磁线圈。

3.一种使用权利要求1所述的带钢纠偏装置的带钢纠偏方法，其特征是带钢以一定的包角紧贴圆柱辊运动，所述圆柱辊由同轴心的内、外圆柱辊组成，外圆柱辊为由非导磁材质制成的空心圆柱辊，外圆柱辊紧贴带钢并被带钢拖动按固定方向旋转，内圆柱辊为一个可产生螺旋磁场的圆柱辊，螺旋磁场对带钢产生磁作用力，其中沿轴向的磁作用分力使带钢向一侧移动，沿径向的磁作用分力使带钢和外圆柱辊之间的摩擦力增大，防止带钢侧向移动，调节内圆柱辊的转速方向使螺旋磁场变向，实现对带钢的纠偏。

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