CN108296711A - 一种带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺及其控制方法，沿线设备依次包含上卷小车、开卷下压辊、开卷轴头支撑、开卷机、开头机、切头剪、焊前夹送辊、焊机、焊后夹送辊、纠偏入口转向辊、纠偏辊、纠偏出口转向辊、纠偏检测装置、剖分切边圆盘剪、第一分离辊、张力辊第一转向辊、张力辊第二转向辊、出口夹送辊、分切剪、取样导板台、第二分离辊、带钢间隙检测系统、出口转向辊、带钢、卷取机、助卷器、第一卷取下压辊、卸卷小车、卷取轴头支撑、第二卷取下压辊。以带钢间隙检测系统实时检测带钢间隙值恒定为原则，实现了分离辊的轴线曲率半径预设定控制及闭环控制。本发明的有益效果是保证了两条带钢卷取精度，减少设备成本。

Description

一种带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺及其控制方法

技术领域

本发明属于带钢精整处理技术领域，涉及一种带钢精整机组中剖带钢单卷取 工艺及其控制方法。

背景技术

经冷轧机组轧制后的带钢，必须经过精整处理加工，才能得到高质量的合格 产品。精整处理是成品带钢的最后一道工序，因此不得产生新的缺陷，带钢表面 不准产生擦划伤和塑形变形。精整机组主要进行剖分、拉矫、重卷、切边、表面 检查、涂油等工序。

现有的精整机组中剖带钢生产一般为双卷取机双卷取方式，设备投资大，占 地面积大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺及其控制方 法，解决了现有的精整机组中剖带钢双卷取机双卷取生产方式，设备投资大，占 地面积大的问题。

本发明的有益效果是以带钢间隙检测系统实时检测带钢间隙值恒定为原则， 实现了分离辊的轴线曲率半径预设定控制及闭环控制，保证了两条带钢卷取精 度，减少了设备成本。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

1)自动上卷：上卷小车将钢卷上卷到开卷机的卷筒上，开卷轴头支撑投入， 支撑开卷机的卷筒；

2)自动开头：上卷取时，开卷机与开头机相配合实现自动开头，将带头送 到切头剪；

或者，下卷取时，开卷机、开卷下压辊与开头机配合实现自动开头，将带头 送到切头剪；

3)切头剪自动剪切带头：开卷机、开头机与切头剪配合实现剪切废带头；

4)带头自动穿带：开卷机、开头机与焊前夹送辊相配合实现带头自动穿带， 将带头送到焊机入口，同时开头机的垫块投入，等待焊接；

5)自动焊接：焊机将上一卷带尾与新卷带头自动焊接；

6)焊缝自动运行：焊前夹送辊与焊后夹送辊退出，从开卷机到卷取机联动 运行，实现焊缝自动运行；并完成自动剪切月牙、剖分切边圆盘剪自动投入、第 一分离辊自动投入、最终将焊缝准确停止在分切剪入口；

7)分切剪自动分切：出口夹送辊自动投入，分切剪分切带钢，并完成自动 取样、自动切废；

8)上卷取或下卷取自动收尾：出口转向辊、卷取机、第一卷取下压辊、卷 取轴头支撑配合完成上卷取的自动收尾；

或者，出口转向辊、卷取机、卷取轴头支撑、第二卷取下压辊配合完成下卷 取的自动收尾；

9)自动卸卷：卷取机、卷取轴头支撑、卸卷小车配合完成自动卸卷；

10)分切后自动穿带：从开卷机到出口夹送辊，配合出口转向辊、第二分离 辊、卷取机、助卷器、卷取轴头支撑实现上卷取的分切后自动穿带或下卷取的分 切后自动穿带，带头到达出口转向辊后，第二分离辊自动投入；

11)机组联动剖分生产：出口夹送辊、出口转向辊的上压辊退出，机组联动 运行；

12)甩尾生产：开卷机上的钢卷外径小到设定值时，机组进入联动甩尾生产， 运行速度下降到穿带速度，直到带尾脱离开卷机，机组停机，甩尾完成；

13)切头剪自动分切带钢：切头剪分切带钢；

14)带尾自动运行：焊前夹送辊到卷取机一起局部联动，将带尾自动停止到 焊机出口，等待与下一卷带头焊接；

15)切头剪自动剪切带尾：开头机、切头剪配合剪切废带尾；

16)转到步骤1)，循环生产。

进一步，中剖带钢单卷取控制方法步骤如下：

步骤一：设定带钢间隙值G₀；

步骤二：计算得到第一分离辊、第二分离辊的轴线曲率半径预设定值 ρ₀₁＝0.7f(G₀),ρ₀₂＝0.3f(G₀)；

步骤三：通过电机调整第一分离辊、第二分离辊的轴线曲率半径 ρ₁＝ρ₀₁,ρ₂＝ρ₀₂；

步骤四：机组联动运行，带钢间隙检测系统实时检测带钢间隙值G_a；

步骤五：判断|G_a-G₀|≤ΔG是否成立，成立，转到步骤四；不成立，转到步 骤六；

步骤六：计算得到第一分离辊、第二分离辊的轴线半径调整值，

ρ₁＝0.7f(G₀-G_a)，ρ₂＝0.3f(G₀-G_a)；

通过电机调整第一分离辊、第二分离辊的轴线曲率半径 ρ₁＝ρ₁+ρ₁，ρ₂＝ρ₂+ρ₂，转到步骤四。

进一步，中剖带钢单卷取控制方法以带钢间隙检测系统实时检测带钢间隙值 恒定为原则，实现了分离辊的轴线曲率半径预设定控制及闭环控制。

附图说明

图1是带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺前部分设备布置图；

图2是带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺后部分设备布置图；

图3是带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺流程图；

图4是分离辊分离能力图示；

图5是分离辊包角计算图示；

图6是带钢精整机组中剖带钢单卷取控制流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供的带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺及其控制方法通过如图1 和图2所示的设备完成，中剖带钢单卷取生产时，带钢24运行路线为：开卷机 4→开头机5上辊(上开卷时)或者开头机5下辊(下开卷时)→纠偏入口转向 辊10→纠偏辊11→纠偏出口转向辊12→纠偏检测装置13→剖分切边圆盘剪14 →第一分离辊15→张力辊第一转向辊16→张力辊第二转向辊17→取样导板台20 →第二分离辊21→带钢间隙检测系统22→出口转向辊23→卷取机25。

焊前夹送辊7、焊后夹送辊9、出口夹送辊18、出口转向辊23的上辊在机 组联动生产时，退出；分切剪自动分切时，出口夹送辊18投入；自动收尾时， 出口转向辊23的上辊投入；甩尾生产时，焊前夹送辊7、焊后夹送辊9投入。

其工艺包括以下操作，如图3所示：

(1)、自动上卷：上卷小车1将钢卷上卷到开卷机4的卷筒上，开卷轴头支 撑3投入，支撑开卷机4的卷筒；

(2)、自动开头(上卷取)或者自动开头(下卷取)：开卷机4与开头机5 配合实现自动开头(上卷取)，将带头送到切头剪6；或者，开卷机4、开卷下压 辊2与开头机5配合实现自动开头(下卷取)，将带头送到切头剪6；

(3)、切头剪自动剪切带头：开卷机4、开头机5与切头剪6配合实现剪切 废带头；

(4)、带头自动穿带：开卷机4、开头机5与焊前夹送辊7配合实现带头自 动穿带，将带头送到焊机8入口，同时，开头机5的垫块投入，等待焊接；

(5)、自动焊接：焊机8将上一卷带尾与新卷带头自动焊接；

(6)、焊缝自动运行：焊前夹送辊7与焊后夹送辊9退出，从开卷机4到卷 取机25联动运行，实现焊缝自动运行。并完成自动剪切月牙、剖分切边圆盘剪 14自动投入、第一分离辊15自动投入、最终将焊缝准确停止在分切剪19入口；

(7)、分切剪自动分切：出口夹送辊18自动投入，分切剪19分切带钢，并 完成自动取样、自动切废；

(8)、自动收尾(上卷取)或者自动收尾(下卷取)：出口转向辊23、卷取 机25、第一卷取下压辊27、卷取轴头支撑29配合完成自动收尾(上卷取)；或 者，出口转向辊23、卷取机25、卷取轴头支撑29、第二卷取下压辊30配合完 成自动收尾(下卷取)；

(9)、自动卸卷：卷取机25、卷取轴头支撑29、卸卷小车28配合完成自动 卸卷；

(10)、分切后自动穿带：从开卷机4到出口夹送辊18，配合出口转向辊23、 第二分离辊21、卷取机25、助卷器26、卷取轴头支撑29实现分切后自动穿带 (上卷取)或者分切后自动穿带(下卷取)，带头到达出口转向辊23后，第二分 离辊21自动投入；

(11)、机组联动中剖带钢单卷取生产：出口夹送辊18、出口转向辊23的 上压辊退出，机组联动运行。

(12)、甩尾生产：开卷机4上的钢卷外径小到一定值时，机组进入联动甩 尾生产，运行速度下降到穿带速度，直到带尾脱离开卷机4，机组停机，甩尾完 成；

(13)、切头剪自动分切带钢：切头剪6分切带钢；

(14)、带尾自动运行：焊前夹送辊7到卷取机25一起局部联动，将带尾自 动停止到焊机8出口，等待与下一卷带头焊接；

(15)、切头剪自动剪切带尾：开头机5、切头剪6配合剪切废带尾；

(16)、转到步骤(1)，循环生产。

中剖带钢在卷取生产时，剖分切边圆盘剪将带钢中剖切分成两条带钢，第一 分离辊和第二分离辊有使两条带钢沿辊面分离的作用，带钢间隙检测系统能够实 时检测两条带钢之间的间隙值，通过调节第一分离辊和第二分离辊的轴线曲率半 径可以调节两条带钢之间的间隙值，使带钢间隙检测系统实时检测到的两条带钢 之间的间隙值恒定，从而使进入卷取机的两条带钢之间的间隙恒定，以保证卷取 到卷取机上两个钢卷卷形合格。

分离辊的分离能力，就是假定带材在弧形辊面上没有相对滑动的条件下，带 材从进入辊面到脱离辊面的过程中，并行运行的带钢在宽度方向上能够向外侧移 动的最大距离。

假设带材进入辊面时与弧形辊轴线所决定的平面间夹角为α，离开辊面时的 夹角为β，如图4所示。带材在辊面上的包角为α+β，带材从A点进入辊面， B点离开，则弧长AB＝R(α+β)，式中R为辊身半径，而直线 当辊面变弯时，由于辊面各点均绕轴线旋转，则辊上的 A点将沿着AC前进，如果带材与辊面之间无相对滑动，板带将沿着A点进入辊 面，由C点离开，即为弧形辊所能实现的单边分离量，由几何关系可得：

式中，θ为钢带边缘与辊身弧面线接触的切线方向与钢带运行方向所成的夹 角。

从上式可以看出，分离辊的分离能力与辊身半径R、轴线曲率半径ρ及带材 进入和脱离分离辊时的角度α与β有关。

由于分离辊轴线曲率半径很大，有下式成立

式中，B为来料带钢宽度。

分离辊轴线中点挠度为：

在本生产工艺中，分离辊的前后转向辊的位置固定，如图5所示。1#辊是前 转向辊，2#辊是分离辊，3#辊是后转向辊，则：

将式(2)～(5)代入式(1)得到：

则两条中剖带钢之间的间隙G为：

式(7)逆向运算得到对应间隙G的分离辊轴线曲率半径ρ为

ρ＝f(G) (8)

采用电机通过减速装置驱动分离辊轴线摆动，改变轴线曲率半径ρ，从而改 变两条带钢之间间隙G。

带钢精整机组中剖带钢单卷取控制方法，以带钢间隙检测系统实时检测带钢 间隙值恒定为原则，实现了分离辊的轴线曲率半径预设定控制及闭环控制，应用 于生产工艺中的(6)、(10)、(11)、(12)、(14)步骤中，实现带钢中剖生产。 其流程如图6所示，包含以下步骤：

步骤一：设定带钢间隙值G₀；

步骤二：通过式(8)计算得到第一分离辊、第二分离辊的轴线曲率半径预 设定值ρ₀₁＝0.7f(G₀),ρ₀₂＝0.3f(G₀)；

步骤三：通过电机调整第一分离辊、第二分离辊的轴线曲率半径 ρ₁＝ρ₀₁,ρ₂＝ρ₀₂；

步骤四：机组联动运行，带钢间隙检测系统实时检测带钢间隙值G_a；

步骤五：判断|G_a-G₀|≤ΔG是否成立？成立，转到步骤四；不成立，转到步 骤六；

步骤六：通过式(8)计算得到第一分离辊、第二分离辊的轴线半径调整值，

ρ₁＝0.7f(G₀-G_a)，ρ₂＝0.3f(G₀-G_a)；

通过电机调整第一分离辊、第二分离辊的轴线曲率半径 ρ₁＝ρ₁+ρ₁，ρ₂＝ρ₂+ρ₂，转到步骤四。

本发明提出的带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺及其控制方法，实现了中剖 带钢的单卷取机卷取，大大减少了设备投资。

本发明所提出的带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺及其控制方法成功应用 于某汽车板精整机组，投产后，产量为31万吨/年，带钢规格为：宽度 B＝900～1880mm，厚度h＝0.4～2.5mm，机组最大运行速度v_max＝400m/min，大大 减少了设备投资。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的 限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变 化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺及其控制方法，其特征在于，中剖带钢单卷取生产步骤如下：

1)自动上卷：上卷小车将钢卷上卷到开卷机的卷筒上，开卷轴头支撑投入，支撑开卷机的卷筒；

2)自动开头：上卷取时，开卷机与开头机相配合实现自动开头，将带头送到切头剪；

或者，下卷取时，开卷机、开卷下压辊与开头机配合实现自动开头，将带头送到切头剪；

3)切头剪自动剪切带头：开卷机、开头机与切头剪配合实现剪切废带头；

4)带头自动穿带：开卷机、开头机与焊前夹送辊相配合实现带头自动穿带，将带头送到焊机入口，同时开头机的垫块投入，等待焊接；

5)自动焊接：焊机将上一卷带尾与新卷带头自动焊接；

6)焊缝自动运行：焊前夹送辊与焊后夹送辊退出，从开卷机到卷取机联动运行，实现焊缝自动运行；并完成自动剪切月牙、剖分切边圆盘剪自动投入、第一分离辊自动投入、最终将焊缝准确停止在分切剪入口；

7)分切剪自动分切：出口夹送辊自动投入，分切剪分切带钢，并完成自动取样、自动切废；

8)上卷取或下卷取自动收尾：出口转向辊、卷取机、第一卷取下压辊、卷取轴头支撑配合完成上卷取的自动收尾；

或者，出口转向辊、卷取机、卷取轴头支撑、第二卷取下压辊配合完成下卷取的自动收尾；

9)自动卸卷：卷取机、卷取轴头支撑、卸卷小车配合完成自动卸卷；

10)分切后自动穿带：从开卷机到出口夹送辊，配合出口转向辊、第二分离辊、卷取机、助卷器、卷取轴头支撑实现上卷取的分切后自动穿带或下卷取的分切后自动穿带，带头到达出口转向辊后，第二分离辊自动投入；

11)机组联动剖分生产：出口夹送辊、出口转向辊的上压辊退出，机组联动运行；

12)甩尾生产：开卷机上的钢卷外径小到设定值时，机组进入联动甩尾生产，运行速度下降到穿带速度，直到带尾脱离开卷机，机组停机，甩尾完成；

13)切头剪自动分切带钢：切头剪分切带钢；

14)带尾自动运行：焊前夹送辊到卷取机一起局部联动，将带尾自动停止到焊机出口，等待与下一卷带头焊接；

15)切头剪自动剪切带尾：开头机、切头剪配合剪切废带尾；

16)转到步骤1)，循环生产。

2.按照权利要求1所述一种带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺及其控制方法，其特征在于：所述中剖带钢单卷取控制方法步骤如下：

步骤一：设定带钢间隙值G₀；

步骤二：计算得到第一分离辊、第二分离辊的轴线曲率半径预设定值ρ₀₁＝0.7f(G₀),ρ₀₂＝0.3f(G₀)；

步骤三：通过电机调整第一分离辊、第二分离辊的轴线曲率半径ρ₁＝ρ₀₁,ρ₂＝ρ₀₂；

步骤四：机组联动运行，带钢间隙检测系统实时检测带钢间隙值G_a；

步骤五：判断|G_a-G₀|≤ΔG是否成立，成立，转到步骤四；不成立，转到步骤六；

步骤六：计算得到第一分离辊、第二分离辊的轴线半径调整值，

ρ₁＝0.7f(G₀-G_a)，ρ₂＝0.3f(G₀-G_a)；

通过电机调整第一分离辊、第二分离辊的轴线曲率半径ρ₁＝ρ₁+ρ₁，ρ₂＝ρ₂+ρ₂，转到步骤四。

3.按照权利要求2所述一种带钢精整机组中剖带钢单卷取工艺及其控制方法，其特征在于：所述中剖带钢单卷取控制方法以带钢间隙检测系统实时检测带钢间隙值恒定为原则，实现了分离辊的轴线曲率半径预设定控制及闭环控制。