CN110355212B - 一种轧机自动停机装置、控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种轧机自动停机装置、控制系统及控制方法，适用于热连轧工艺，主要针对热连轧机某一机架堆钢以后，操作手动停机处置不当，造成堆钢处理时间长和事故扩大化等问题。本发明轧机自动停机装置、控制系统及控制方法，可减少带钢翘头废钢事故发生；实现了堆钢事故的自动判断，可避免判断失误会造成不必要的停机事故；实现了堆钢事故发生后的自动停机，堆钢事故发生后，及时停机以减少堆入机架间的堆钢量，赢得宝贵的堆钢处理时间。

Description

一种轧机自动停机装置、控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及带钢热连轧工艺技术领域，更具体地指一种轧机自动停机装置、控制系统及控制方法。

背景技术

在热连轧机组的粗轧区域，结合图1，R3和R4机架是连轧机架。R3机架1向R4机架2输送带钢3时，经常会出现机架间堆钢的问题，R3机架咬入带钢3并将带钢向R4机架输送，由于带钢跑偏、翘扣头等异常情况，无法顺利咬入R4机架而导致机架间堆钢。各热产线的连轧机组在堆钢发生后均需要手动停机。某些热轧产线在侧导板4的上方增加了光栅，在翘头或堆钢时，在操作画面上报警提示操作人员。但由于机架间高压水和雾气的干扰严重，误报警较多，且无法实现自动停机。

在现有技术中，需要操作人员判断是否发生堆钢事故，并手动停机，何时停机根据操作人员的经验手动操作。但是现有技术存在以下缺陷：1)完全依靠人工判断是否发生堆钢事故。一方面，由于部分操作人员不专心，一些堆钢事故往往不能被及时发现，导致事故扩大化；另一方面，当出现异常情况时，这种异常情况是否就是堆钢事故需要人工进行判断。如果判断失误会造成不必要的停机事故。另外，在连轧机架较多时，可能误操作停错机架。2)轧机必须手动停止。堆钢事故发生后，及时停机可以减少机架间的堆钢量，赢得宝贵的堆钢处理时间，但因为操作人员的临场反映的差异，往往判断堆钢过晚，延误了停机时间。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对上述现有技术连轧机的堆钢事故是热轧生产线多发的事故之一，堆钢事故产生原因复杂、事故本身很难彻底杜绝的缺陷问题，本发明一种轧机自动停机装置、控制系统及控制方法，一方面可以减少带钢翘头废钢，另一方面可以对连轧机的堆钢事故进行自动判断和停机，将操作人员因为经验、判断和疏漏引起事故扩大化的可能性降低至最低。

(二)技术方案

一种轧机自动停机装置，包括R3机架、R4机架、带钢、侧导板、限位、辊道，侧导板安装在辊道的上方，带钢在辊道上沿着侧导板由R3机架向R4机架输送，限位安装在侧导板的上方，还包括翘头压板、活动铰链、框架，翘头压板由活动铰链悬挂于框架的下方；所述框架横跨在辊道和侧导板上。

根据本发明的一实施例，所述翘头压板出口的上方安装有出口限位挡杆，在框架出口的下方安装有出口限位支架，出口限位支架上安装有出口限位；翘头压板入口的上方安装有入口限位挡杆，在框架入口的下方安装有入口限位支架，入口限位支架上安装有入口限位。

根据本发明的一实施例，所述出口限位挡杆是L型限位挡杆。

根据本发明的一实施例，所述入口限位挡杆是L型限位挡杆。

一种轧机自动停机控制系统，包括R3机架、R4机架、出口限位、入口限位、测压仪主机、一级计算机、测压头、工作辊电机、传动系统，R3机架通过工作辊电机与传动系统相连，传动系统与一级计算机相连；测压头分别安装在R3机架、R4机架的上方，测压头与测压仪主机相连，测压仪主机与一级计算机相连；出口限位、入口限位与一级计算机相连，并将限位信号传递给一级计算机。

一种轧机自动停机控制方法，包括以下步骤：

S1、带钢到达R3机架；

S2、带钢头部咬入R3机架，R3机架测压头将实测轧制力传送至测压仪主机，测压仪主机再将实测轧制力传入一级计算机，当轧制力≥300吨，则一级计算机判断R3机架正常咬钢；如果轧制力一直<300吨，说明发生了打滑；

S3、出口限位没有感应到出口L型的限位挡杆，说明带钢把翘头压板的出口顶起，粗轧一级计算机在HMI(操作画面)上发出报警，提示操作采取措施调整翘扣头；

S4、出口限位一直感应到出口L型的限位挡杆，说明带钢没有严重翘头；

S5、入口限位没有感应到入口L型的限位挡杆，说明带钢把翘头压板入口顶起，带钢严重翘头或跑偏，在R3和R4机架间堆套，一级计算机向传动系统发出指令，使R3机架的工作辊电机停止转动；

S6、入口限位一直感应到入口L型的限位挡杆，说明带钢没有严重翘头，一级计算机计算带钢头部到达机架，当带钢头部咬入R4机架，R4测压头将实测轧制力传送至测压仪主机，测压仪主机再将实测轧制力传入一级计算机；当轧制力≥300吨，则一级计算机判断R4机架正常咬钢，

(三)有益效果

采用了本发明的技术方案，一种轧机自动停机装置、控制系统及控制方法，可减少带钢翘头废钢事故发生；实现了堆钢事故的自动判断，可避免判断失误会造成不必要的停机事故；实现了堆钢事故发生后的自动停机，堆钢事故发生后，及时停机以减少堆入机架间的堆钢量，赢得宝贵的堆钢处理时间。

附图说明

在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为翘头引起的废钢示意图；

图2为本发明装置俯视图；

图3为本发明装置侧视图；

图4为入口限位和出口限位结构图；

图5为本发明控制系统原理图；

图6为带钢被翘头压板压住结构示意图；

图7为带钢将翘头压板向前顶移位结构示意图；

图8为带钢把翘头压板出口顶起结构示意图；

图9为带钢把翘头压板入口、出口都顶起结构示意图；

图10为本发明控制方法流程图。

附图标记说明：

1、R3机架；2、R4机架；3、带钢；4、侧导板；5、限位；6、辊道；71、翘头压板；72、活动铰链；73、框架；74、出口L型限位挡杆；75、出口限位支架；76、出口限位；77、入口L型限位挡杆；78、入口限位支架；79、入口限位；8、测压仪主机；9、一级计算机；11、R3测压头；12、R3工作辊电机；13、R3传动系统；21、R4测压头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

结合图2、图3，一种轧机自动停机装置，包括R3机架1、R4机架2、带钢3、侧导板4、限位5、辊道6、翘头压板71、活动铰链72、框架73。侧导板4安装在辊道6的上方，限位5安装在侧导板的上方，带钢3在辊道6上沿着侧导板4由R3机架1向R4机架2输送；翘头压板71由活动铰链72悬挂于框架73的下方；框架73横跨在辊道6和侧导板4上。

结合图4，在翘头压板71出口的上方安装有出口限位挡杆74，在框架73出口的下方安装有出口限位支架75，出口限位支架75上安装有出口限位76；在翘头压板71入口的上方安装有入口限位挡杆77，在框架73入口的下方安装有入口限位支架78，入口限位支架78上安装有入口限位79。

出口限位挡杆74可以是L型限位挡杆；入口限位挡杆77可以是L型限位挡杆。

结合图5，一种轧机自动停机控制系统，包括R3机架1、R4机架2、出口限位76、入口限位79、测压仪主机8、一级计算机9、测压头11、工作辊电机12、传动系统13、测压头21。R3机架1通过R3工作辊电机12与R3传动系统13相连，R3传动系统13与一级计算机9相连；R3测压头11安装在R3机架1的上方，R4测压头21安装在R4机架2的上方，R3测压头11、R4测压头21分别与测压仪主机8相连，测压仪主机8与一级计算机9相连；出口限位76、入口限位79与一级计算机9相连，并将限位信号传递给一级计算机9。

轧机自动停机控制系统，整个R3机架1和R4机架2连轧机组配置一台一级计算机9，负责时序、轧机速度控制；R3机架1和R4机架2上分别安装有测压头11、21，用于不断检测每个机架的轧制力；整个R3机架1和R4机架2连轧机组配置一台测压仪主机8，负责将轧制力实际测量结果发给一级计算机9；R3机架1的工作辊配置有R3工作辊电机12和R3传动系统13。

因为带钢跑偏、翘扣头等，可能在本发明轧机自动停机装置内发生以下四种情况，粗轧一级计算机会根据这四种情况判断堆钢是否发生，并采取相应的措施：

情况一：结合图6，带钢被翘头压板压住。带钢轻微翘头，但不足以克服翘头压板的自重，顺利导入R4机架；粗轧一级计算机不采取措施。

情况二：结合图7，带钢将翘头压板向前顶移位。带钢存在一定程度的翘头，将翘头压板向前顶移位，由于采用了L型的限位挡杆，允许翘头压板在一定范围内前后移动。出口L型的限位挡杆74与出口限位76仍然可以感应；入口L型的限位挡杆77与入口限位79仍然可以感应；粗轧一级计算机不采取措施，带钢顺利导入R4机架。

情况三：结合图8，带钢把翘头压板的出口顶起。带钢严重翘头，将翘头压板顶向R4机架的同时，将翘头压板出口向上顶起。由于采用活动铰链连接，允许翘头压板在一定范围内上下移动。虽然出口L型的限位挡杆74与出口限位76无法感应，但入口L型的限位挡杆77与入口限位79仍然可以感应；粗轧一级计算机在HMI(操作画面)上发出报警，提示操作采取措施调整翘扣头。

情况四：结合图9，带钢把翘头压板入口顶起。带钢严重翘头或跑偏，在R3和R4机架间堆套，入口L型的限位挡杆77与入口限位79无法感应；粗轧一级计算机立即停止R3机架。

结合图10，轧机自动停机控制流程图，一种轧机自动停机控制方法，包括以下步骤：

S1、带钢到达R3机架1。

S2、带钢头部咬入R3机架1，R3机架1测压头11将实测轧制力传送至测压仪主机8，测压仪主机再将实测轧制力传入一级计算机9。当轧制力≥300吨，则一级计算机判断R3机架正常咬钢；如果轧制力一直<300吨，说明发生了打滑。

S3、出口限位76没有感应到出口L型的限位挡杆74，说明带钢把翘头压板的出口顶起，此时粗轧一级计算机在HMI(操作画面)上发出报警，提示操作采取措施调整翘扣头。

S4、出口限位76一直感应到出口L型的限位挡杆74，说明带钢没有严重翘头。

S5、入口限位79也没有感应到入口L型的限位挡杆77，说明带钢把翘头压板入口顶起。带钢严重翘头或跑偏，在R3和R4机架间堆套。一级计算机9向传动系统13发出指令：R3机架的工作辊电机12停止转动。

S6、入口限位79一直感应到入口L型的限位挡杆77，说明带钢没有严重翘头。一级计算机计算带钢头部到达R4机架，当带钢头部咬入R4机架2，R4测压头21将实测轧制力传送至测压仪主机8，测压仪主机再将实测轧制力传入一级计算机9。当轧制力≥300吨，则一级计算机判断R4机架正常咬钢。

本发明轧机自动停机装置、控制系统及控制方法，已在钢铁钢铁企业的2050产线的上实验，实验前，在一个年度中，热轧粗轧共发生废钢事故5起，故障时间长达746分钟；实验后，也在一个年度中，粗轧仅发生废钢事故1起，故障时间47分钟。由此可见，其效果是显而易见的。

经济效益计算函数式：本工序小时产量×减少停机总时间×工序效益系数×吨钢效益×有效作业率－开发费用＝[(建议前故障停机时间-建议后故障停机时间)×小时产量×吨钢效益×有效作业率+(实施前废钢量-实施后废钢量)×(原料成本-废钢价格)]×关联系数＝[(746-47)/60×635吨/小时×300元/吨×95.12％+(5×27-0)/1000]×100％＝224.6万元/年。

综上所述，采用了本发明的技术方案，轧机自动停机装置、控制系统及控制方法，可减少带钢翘头废钢事故发生；实现了堆钢事故的自动判断，可避免判断失误会造成不必要的停机事故；实现了堆钢事故发生后的自动停机，堆钢事故发生后，及时停机以减少堆入机架间的堆钢量，赢得宝贵的堆钢处理时间。

Claims (5)

1.一种轧机自动停机装置，包括R3机架、R4机架、带钢、侧导板、限位、辊道，侧导板安装在辊道的上方，带钢在辊道上沿着侧导板由R3机架向R4机架输送，限位安装在侧导板的上方，其特征在于：还包括翘头压板、活动铰链、框架，翘头压板由活动铰链悬挂于框架的下方；所述框架横跨在辊道和侧导板上，

所述翘头压板出口的上方安装有出口限位挡杆，在框架出口的下方安装有出口限位支架，出口限位支架上安装有出口限位；翘头压板入口的上方安装有入口限位挡杆，在框架入口的下方安装有入口限位支架，入口限位支架上安装有入口限位。

2.如权利要求1所述的一种轧机自动停机装置，其特征在于：所述出口限位挡杆是L型限位挡杆。

3.如权利要求1所述的一种轧机自动停机装置，其特征在于：所述入口限位挡杆是L型限位挡杆。

4.一种根据权利要求1所述的轧机自动停机装置的控制系统，其特征在于：包括测压仪主机、一级计算机、测压头、工作辊电机、传动系统，R3机架通过工作辊电机与传动系统相连，传动系统与一级计算机相连；测压头分别安装在R3机架、R4机架的上方，测压头与测压仪主机相连，测压仪主机与一级计算机相连；出口限位、入口限位与一级计算机相连，并将限位信号传递给一级计算机。

5.一种根据权利要求1-3之一所述的轧机自动停机装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、带钢到达R3机架；

S2、带钢头部咬入R3机架，R3机架测压头将实测轧制力传送至测压仪主机，测压仪主机再将实测轧制力传入一级计算机，当轧制力≥300吨，则一级计算机判断R3机架正常咬钢；如果轧制力一直<300吨，说明发生了打滑；

S3、出口限位没有感应到出口限位挡杆，说明带钢把翘头压板的出口顶起，粗轧一级计算机在HMI操作画面上发出报警，提示操作采取措施调整翘扣头；

S4、出口限位一直感应到出口限位挡杆，说明带钢没有严重翘头；

S5、入口限位没有感应到入口限位挡杆，说明带钢把翘头压板入口顶起，带钢严重翘头或跑偏，在R3和R4机架间堆套，一级计算机向传动系统发出指令，使R3机架的工作辊电机停止转动；

S6、入口限位一直感应到入口限位挡杆，说明带钢没有严重翘头，一级计算机计算带钢头部到达机架，当带钢头部咬入R4机架，R4测压头将实测轧制力传送至测压仪主机，测压仪主机再将实测轧制力传入一级计算机；当轧制力≥300吨，则一级计算机判断R4机架正常咬钢。

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