CN111378978B - 一种有效监控酸洗防皱辊运行效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有效监控酸洗防皱辊运行效果的方法，所述方法包括以下步骤：1)开卷机运行，2)防皱辊压下，3)压力检测、WS侧位置检测、DS侧位置检测投入，4)压力检测投入，检测压力值＜80Kg，DS侧位置闭环编码器的数值＝压下设定值，入口正常运行，5)压力检测投入检测压力＜80Kg，DS侧与WS侧位置偏差计算偏差<5mm，入口正常运行；6)压力检测投入检测压力＜80Kg，DS侧与WS侧位置偏差计算偏差【5mm，10mm)，画面弹出报警提示入口仍然正常运行；7)压力检测投入检测压力＜80Kg，DS侧与WS侧位置偏差计算偏差≥10mm，计时一秒后入口段快停；8)压力检测投入检测压力≥80Kg，计时一秒后入口段快停。

Description

一种有效监控酸洗防皱辊运行效果的方法

技术领域

本发明涉及一种方法，具体涉及一种有效监控酸洗防皱辊运行效果的方法，属于机电控制技术领域。

背景技术

当今世界决定冷轧带钢酸洗效果各类因素中,防皱辊的使用效果起到相当大的作用，因而国内的所有冷轧都采用了防皱辊这一装置，其目的是保证很好的破鳞效果、改善板形防止带钢产生腰折。由于热轧来料本身并不是非常平直的，总是存在镰刀弯边浪等延伸不规则的现象，在经过防皱辊后到矫直辊的作用，在开卷过程中带钢与防皱辊辊面接触力是不一致的，于是出现两端还有中间部位不一致的磨损，产生异型辊面，致使防皱辊与带钢的接触面发生倾斜，如不能即时发现与处理，则会造成带钢跑偏撕裂，甚至造成辊颈部断裂。一旦防皱辊不能投用将直接影响到产品质量。由于防皱辊位置处于悬空状态，更换作业还需要搭设简易平台，造成抢修作业的作业量大、耗时也长。

按照以往的做法是为了保证酸洗质量，现场人员只能依靠提升拉矫机的延伸率和提高盐酸的浓度及温度来达到要求，但此两种做法一对拉矫机设备损伤较大、二对酸洗工艺的设备的负面影响较大，随着盐酸浓度及温度的提高，对整个酸循环管路的腐蚀加大，设备使用寿命会大幅度缩短，再有一旦出现外泄漏情况，对周边的设备产生腐蚀，其后果难以想象。

针对这一现状，技术人员通过不断探索和改进，采用“一种能够监控酸洗防皱辊运行效果的方法和实现装置”，从而实现了有效监控防皱辊运行状态，避免压下位置异常造成带钢跑偏，同时降低防皱辊磨损量延长使用寿命的目的。

现有技术中也有相关的技术公开，经过中国专利检索，201410258063.7《酸洗线防皱辊控制方法》，该方法为：防皱辊设备基准压力为200公斤，将防皱辊的控制模式更改为可变压力控制，即：当来料屈服强度小于350MPa,厚度小于2.0mm时，压力控制为基准压力的60％；当来料屈服强度小于350MPa,厚度大于等于2.0mm且小于等于5.0mm时，压力控制为基准压力的70％；当来料屈服强度小于350MPa,厚度大于5.0mm，如果温度小于等于570摄氏度时，压力控制为基准压力的70％；高于570摄氏度时，压力控制为基准压力的80％；当来料屈服强度大于等于350MPa且小于等于450MPa,厚度小于2.5mm时，压力控制为基准压力的70％；如来料不满足以上任意一条件，则防皱辊抬起，不投用。还有201110338798.7《消除带钢腰折缺陷的控制方法》，包括：监控入口段带钢状态，在入口段带钢焊接及建张完成后发出启动信号；在收到启动信号后计算入口活套的需求量，其中入口活套的需求量是根据带钢速度参数和入口活套的结构参数而确定；比较入口活套的实际量与需求量，在实际量与需求量的差距达到设定门限时，启动倒带，使带钢倒回到开卷机上；将入口段的带钢倒回到开卷机上，倒带完成后启动线运行；在倒带过程中监控入口活套的实际量，在实际量小于安全阈值时停止倒带并启动线运行。本发明使得入口段带钢焊接及建张完成后，在入口段带钢线运行之前将带钢倒回到开卷机上并重新经过防皱辊的处理，实现对于腰折缺陷的修复。其中201410258063.7《酸洗线防皱辊控制方法》，适用于来料厚度在2.0mm～7.2mm,而本机组已经扩展到MAX8.2mm。可见原有的技术已经不能满足现状。而其中201110338798.7《消除带钢腰折缺陷的控制方法》只是提到为了改善碳钢酸洗机组成品钢卷的产品质量，提高产品的成材率，需要解决钢卷头部带钢无法使用到防皱辊的问题。可见此两种公开技术所要解决的主要问题与本技术方案不同。

因而，迫切需要一种能够监控酸洗防皱辊运行效果的方法和实现装置，以此来满足现场的需求。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种有效监控酸洗防皱辊运行效果的方法，该技术方案可以有效检测防皱辊运行状态延长其使用寿命，在降低检修成本的同时也提高了酸洗机组的有效作业率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种有效监控酸洗防皱辊运行效果的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)开卷机运行，

2)防皱辊压下，

3)压力检测、WS侧位置检测、DS侧位置检测投入，

4)压力检测投入，检测压力值＜80Kg，DS侧位置闭环编码器的数值＝压下设定值，入口正常运行，

5)压力检测投入检测压力＜80Kg，DS侧与WS侧位置偏差计算偏差<5mm，入口正常运行；

6)压力检测投入检测压力＜80Kg，DS侧与WS侧位置偏差计算偏差【5mm，10mm)，画面弹出报警提示入口仍然正常运行；

7)压力检测投入检测压力＜80Kg，DS侧与WS侧位置偏差计算偏差≥10mm，计时一秒后入口段快停；

8)压力检测投入检测压力≥80Kg，计时一秒后入口段快停。

作为本发明的一种改进，所述步骤2)防皱辊压下中，采用一组支撑辊和防皱辊相结合的方式。减缓了单辊导致的磨损大、接触力不均致使辊头断裂的问题。

作为本发明的一种改进，所述步骤2)中，支承辊与防皱辊组成的辊系，随着开卷过程中防皱辊与支承辊相向旋转，所述支承辊辊径为

优先选择

辊径不得小于

所述支承辊数量为2组10根，并在辊颈两侧都设置有轴承座，其目的之一便于间隙调整，杜绝卡辊现象，目的之二，对来料板型的适应性强；其特征为：原来对来料板型要求平直，现包容性强，对浪型板材也能起到较好的破鳞效果；所述支撑辊材质为锻钢，所述防皱辊辊径为

且优先选择

辊径不得小于

作为本发明的一种改进，所述步骤3)中，为了便于防皱辊位置偏差检测与控制，在防皱辊两侧油缸上分别安装一只拉绳编码器。

作为本发明的一种改进，所述步骤3)中，液压系统采用比例流量阀与压力阀相结合的控制方法，并在控制油缸动作的液压阀台上增加一只压力传感器，对防皱辊压下后的实际压力值进行检测，设定压力上限保护。

作为本发明的一种改进，所述所述步骤4、5、6、7的位置检测，通过编制相应的PLC程序取得以下作用：以DS侧的编码器作为防皱辊位置闭环检测，同时用WS侧编码器的反馈数值与DS侧编码器的反馈数值进行减法运算，通过数值比较判断防皱辊两侧的偏差状态，设定偏差正常、偏差报警、偏差超限三个环节，以有效检测防皱辊运行状态，避免防皱辊倾斜造成带钢跑偏撕裂，防皱辊压下后对两侧编码器的反馈值进行实时比较，根据工艺要求设定两侧的偏差值小于5mm时偏差正常，在5mm～10mm之间时HMI操作画面上跳出报警提示，以上两种情况机组入口段均可以正常运行；当偏差值大于10mm时，则判定防皱辊状态异常，发出故障快停信号，入口段即时停机，需进行相应检查处理，检测值计算出倾斜量。

作为本发明的一种改进，所述防皱辊压下后对其液压系统反馈的压力值进行实时监控，根据工艺要求防皱辊正常使用时的压力值不大于70Kg,考虑到不同强度和厚度带钢的压力波动，故将压力的上限保护值设定为80Kg，及压力大于80Kg时判定防皱辊压到母卷，系统即时发出故障快停信号，入口段停机，避免因此造成带钢跑偏，此时，操作工可通过手动修正压下设定值后恢复开机。

一种有效监控酸洗防皱辊运行的装置，所述装置包括防皱辊、支撑辊、支撑辊、连接螺栓、轴承座、编码器、防皱辊油缸、连接销、支撑框架、摆动框架、摆动轴、压辊、压辊摆动支架、压辊油缸以及钢卷，所述压辊通过压辊摆动支架连接压辊油缸，所述防皱辊油缸设置在支撑框架上，所述摆动轴连接摆动框架，所述支撑辊和支撑辊通过连接螺栓固定在轴承座上。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1)该技术方案中防皱辊的运行状态得到了有效控制，测试阶段，使用寿命由原来的一个月提高到三个月以上，表明本发明提出的方法和实现装置能很好的适应冷轧酸洗高速连续性生产的要求，2)该方案中在两侧油缸上安装编码器实现防皱辊位置偏差实时检测，对因压下位置异常所造成的带钢跑偏进行报警提醒和故障快停等有效保护；3)在液压系统中安装压力传感器，实时检测防皱辊的压力值，避免了因压力异常压到母卷而造成的带钢跑偏；4)在HMI画面上设置相应的切换按钮，可以灵活选用两侧编码器中任意一只作为位置闭环用，避免了因一侧编码器损坏而造成的长时间故障停机，提高了生产线效率；5)通过对防皱辊本体的改进，增加两组支撑辊，减缓了单辊导致的磨损大、接触力不均致使辊头断裂的问题。大大缩短了检修负荷和检修时间，由原先的需要抢修4小时以上的检修时间，直接缩短为5分钟，劳动效率有效提高；6)该方案所述的装置可以在很多开卷机上使用；不仅仅可以应用在酸洗机组，还可以应用到酸轧机组以及镀锌机组等等，应用范围广泛。

附图说明

图1防皱辊控制流程示意图；

图2防皱辊结构示意图；

图3防皱辊结构示意图

图4防皱辊压下示意图

其中：1-防皱辊；2-支撑辊；3-支撑辊；4-连接螺栓；5-轴承座；6-编码器；7-防皱辊油缸、8-连接销、9-支撑框架、10-摆动框架、11-摆动轴、12-压辊、13-压辊摆动支架、14-压辊油缸、15-钢卷。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1-图4,一种有效监控酸洗防皱辊运行效果的方法，所述方法包括以下步骤：

1)开卷机运行，

2)防皱辊压下，

3)压力检测、WS侧位置检测、DS侧位置检测投入，

4)压力检测投入，检测压力值＜80Kg，DS侧位置闭环编码器的数值＝压下设定值，入口正常运行，

5)压力检测投入检测压力＜80Kg，DS侧与WS侧位置偏差计算偏差<5mm，入口正常运行；

6)压力检测投入检测压力＜80Kg，DS侧与WS侧位置偏差计算偏差【5mm，10mm)，画面弹出报警提示入口仍然正常运行；

7)压力检测投入检测压力＜80Kg，DS侧与WS侧位置偏差计算偏差≥10mm，计时一秒后入口段快停；

8)压力检测投入检测压力≥80Kg，计时一秒后入口段快停。

所述步骤2)防皱辊压下中，采用一组支撑辊和防皱辊相结合的方式。减缓了单辊导致的磨损大、接触力不均致使辊头断裂的问题。

所述步骤2)中，支承辊与防皱辊组成的辊系，随着开卷过程中防皱辊与支承辊相向旋转，所述支承辊辊径为

优先选择

辊径不得小于

所述支承辊数量为2组10根，并在辊颈两侧都设置有轴承座，其目的之一便于间隙调整，杜绝卡辊现象，目的之二，对来料板型的适应性强；其特征为：原来对来料板型要求平直，现包容性强，对浪型板材也能起到较好的破鳞效果；所述支撑辊材质为锻钢，所述防皱辊辊径为

且优先选择

辊径不得小于

所述步骤3)中，为了便于防皱辊位置偏差检测与控制，在防皱辊两侧油缸上分别安装一只拉绳编码器。

所述步骤3)中，液压系统采用比例流量阀与压力阀相结合的控制方法，并在控制油缸动作的液压阀台上增加一只压力传感器，对防皱辊压下后的实际压力值进行检测，设定压力上限保护。

所述步骤4)、5)、6)、7)的位置检测，通过编制相应的PLC程序取得以下作用：以DS侧的编码器作为防皱辊位置闭环检测，同时用WS侧编码器的反馈数值与DS侧编码器的反馈数值进行减法运算，通过数值比较判断防皱辊两侧的偏差状态，设定偏差正常、偏差报警、偏差超限三个环节，以有效检测防皱辊运行状态，避免防皱辊倾斜造成带钢跑偏撕裂，防皱辊压下后对两侧编码器的反馈值进行实时比较，根据工艺要求设定两侧的偏差值小于5mm时偏差正常，在5mm～10mm之间时HMI操作画面上跳出报警提示，以上两种情况机组入口段均可以正常运行；当偏差值大于10mm时，则判定防皱辊状态异常，发出故障快停信号，入口段即时停机，需进行相应检查处理，检测值计算出倾斜量。

所述防皱辊压下后对其液压系统反馈的压力值进行实时监控，根据工艺要求防皱辊正常使用时的压力值不大于70Kg,考虑到不同强度和厚度带钢的压力波动，故将压力的上限保护值设定为80Kg，及压力大于80Kg时判定防皱辊压到母卷，系统即时发出故障快停信号，入口段停机，避免因此造成带钢跑偏，此时，操作工可通过手动修正压下设定值后恢复开机。在HMI画面中设置防皱辊位置闭环编码器选用按钮，并设置偏差超限快停屏蔽按钮，如果在生产过程中DS侧位置闭环编码器出现损坏，可将WS侧编码器切换为位置闭环控制用，同时将偏差快停屏蔽，以保证生产的连续性，待检修再进行相应的处理，避免造成长时间产线停机事故。

实施例2：参见2-图4，一种有效监控酸洗防皱辊运行的装置，所述装置包括防皱辊1、支撑辊2、支撑辊3、连接螺栓4、轴承座5、编码器6、防皱辊油缸7、连接销8、支撑框架9、摆动框架10、摆动轴11、压辊12、压辊摆动支架13、压辊油缸14以及钢卷15，所述压辊12通过压辊摆动支架13连接压辊油缸14，所述防皱辊油缸7设置在支撑框架9上，所述摆动轴11连接摆动框架10，所述支撑辊3和支撑辊2通过连接螺栓固定在轴承座5上。

工作流程：开卷机运行前，压辊12通过压辊油缸14以及压辊摆动支架13抬起，然后，开卷机启动，防皱辊1压下，此时，固定在支撑框架9上的防皱辊油缸7通过连接销8由摆动轴11带动摆动框架10压下至钢卷15，编码器6实时检测，开卷机运行时，随着防皱辊1转动的同时，通过连接螺栓4固定在轴承座5上的支撑辊2及支撑辊3相向旋转。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (4)

1.一种有效监控酸洗防皱辊运行效果的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）开卷机运行，

2）防皱辊压下，

3）压力检测、WS侧位置检测、DS侧位置检测投入，

4）压力检测投入，检测压力值＜80Kg，DS侧位置闭环编码器的数值=压下设定值，入口正常运行，

5）压力检测投入检测压力＜80Kg，DS侧与WS侧位置偏差计算偏差< 5mm，入口正常运行；

6）压力检测投入检测压力＜80Kg，DS侧与WS侧位置偏差计算偏差范围在大于等于5mm且小于10mm时，画面弹出报警提示入口仍然正常运行；

7）压力检测投入检测压力＜80Kg，DS侧与WS侧位置偏差计算偏差≥10mm，计时一秒后入口段快停；

8）压力检测投入检测压力≥80Kg，计时一秒后入口段快停；

所述步骤2）防皱辊压下中，采用一组支撑辊和防皱辊相结合的方式；

所述步骤2）中，支承辊与防皱辊组成的辊系，随着开卷过程中防皱辊与支承辊相向旋转，所述支承辊辊径为

，辊径不得小于

，

所述支承辊数量为2组10根，并在辊颈两侧都设置有轴承座，所述支撑辊材质为锻钢，所述防皱辊辊径为

；所述步骤3）中，在防皱辊两侧油缸上分别安装一只拉绳编码器。

2.根据权利要求1所述的有效监控酸洗防皱辊运行效果的方法，其特征在于，所述步骤3）中，液压系统采用比例流量阀与压力阀相结合的控制方法，并在控制油缸动作的液压阀台上增加一只压力传感器，对防皱辊压下后的实际压力值进行检测，设定压力上限保护。

3.根据权利要求2所述的有效监控酸洗防皱辊运行效果的方法，其特征在于，所述步骤4）、5）、6）、7）的位置检测，通过编制相应的PLC程序取得以下作用：以DS侧的编码器作为防皱辊位置闭环检测，同时用WS侧编码器的反馈数值与DS侧编码器的反馈数值进行减法运算，通过数值比较判断防皱辊两侧的偏差状态，设定偏差正常、偏差报警、偏差超限三个环节，以有效检测防皱辊运行状态，避免防皱辊倾斜造成带钢跑偏撕裂，防皱辊压下后对两侧编码器的反馈值进行实时比较，根据工艺要求设定两侧的偏差值小于5mm时偏差正常，在5mm~10mm之间时HMI操作画面上跳出报警提示，以上两种情况机组入口段均可以正常运行；当偏差值大于10mm时，则判定防皱辊状态异常，发出故障快停信号，入口段即时停机，需进行相应检查处理，检测值计算出倾斜量。

4.根据权利要求3所述的有效监控酸洗防皱辊运行效果的方法，其特征在于，所述防皱辊压下后对其液压系统反馈的压力值进行实时监控，根据工艺要求防皱辊正常使用时的压力值不大于70Kg,考虑到不同强度和厚度带钢的压力波动，故将压力的上限保护值设定为80Kg，及压力大于80Kg时判定防皱辊压到母卷，系统即时发出故障快停信号，入口段停机，避免因此造成带钢跑偏，此时，操作工可通过手动修正压下设定值后恢复开机。

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