CN111926277B - 一种热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置及抑制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置及抑制方法。包括上抑振辊及上横移机构、下抑振辊及下横移机构、上激光测距仪、下激光测距仪、编码器以及PLC控制系统，激光测距仪实时反馈带钢表面位置，PLC控制系统对激光测距仪实测距离和设定距离做差值运算，确定带钢的实际振动幅度，当带钢振动幅度超过设定阈值时，横移机构带动抑振辊向带钢表面靠近，抑制带钢的振动幅度，将振动幅度限制在设定阈值之内，编码器实时反馈带钢运行速度，控制抑振辊转速，保证抑振辊线辊面线速度和带钢运行速度一致，避免带钢表面划伤；本发明显著减少带钢振动幅度，保证带钢镀锌层厚度的均匀性，避免带钢表面划伤，满足高质量镀锌带钢的生产需要。

Description

一种热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置及抑制方法
技术领域
本发明涉及带钢生产技术领域，具体涉及一种热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置及抑制方法。
背景技术
热镀锌产线镀锌带钢出锌锅后至冷却塔顶辊之间的高度在30米至50米左右，中间没有任何支撑，带钢在上行过程中极易发生振动。带钢在悬空中部振动峰峰值可达50mm，带钢出锌锅后的振动直接影响到镀锌层的厚度和均匀性，且带钢在振动过程中容易刮到气刀划伤带钢表面，对高质量板材生产具有较大影响。
为了抑制带钢振动，部分热镀锌生产线安装了带钢振动电磁阻尼装置，利用安装在带钢上、下表面附近的电磁感应装置，抑制带钢振动的幅度。电磁阻尼装置结构复杂，投资大。由于带钢与电磁感应装置的距离相对较远，漏磁现象明显，特别对于薄规格镀锌带钢，漏磁现象严重。电磁阻尼装置对于厚规格带钢的振动抑制效果又比较差，难以满足生产需要。因此，迫切需要设计热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置及抑制方法，以解决带钢热镀锌出锌锅的振动造成镀锌层的厚度不均匀和现有设备造价高有运行缺陷的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置及抑制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置，其特征在于，包括锌锅、上抑振辊及上横移机构、下抑振辊及下横移机构、上激光测距仪、下激光测距仪、编码器以及PLC控制系统，所述锌锅中设有沉没辊，用于改变热镀锌带钢的输送方向，带钢上部连接有塔顶冷却辊，用于驱动带钢出锌锅，塔顶冷却辊上安装有编码器，用于实时采集带钢的运行速度并传输至PLC控制系统；
锌锅上方且在带钢一侧设有下激光测距仪，下激光测距仪上方安装有下横移机构，下横移机构靠近钢带一侧端部安装有下抑振辊，下横移机构驱动下抑振辊横向移动，下横移机构上方，且在带钢的另一侧安装有上激光测距仪，上激光测距仪上方安装有上横移机构，上横移机构靠近钢带一侧端部安装有上抑振辊，上横移机构驱动上抑振辊横向移动。
具体的是，所述下抑振辊和上抑振辊均设有驱动装置，用于驱动下抑振辊和上抑振辊的转动，驱动装置连接PLC控制系统，用于控制下抑振辊和上抑振辊的转动时线速度与带钢的运行速度一致。
具体的是，所述下激光测距仪和上激光测距仪交错分布在带钢两侧，且在带钢垂直方向上，用于实时测量带钢的表面位置，下激光测距仪和上激光测距仪均连接PLC控制系统，并将实时测量带钢的表面位置传输至PLC控制系统，与PLC控制系统内预设带钢的平衡点位置做差值计算得到带钢的振动幅度。
具体的是，所述下激光测距仪检测的带钢振动幅度为L，PLC控制系统内预设的此处的振动幅度阈值为L0，上激光测距仪检测的带钢振动幅度为X，PLC控制系统内预设的此处的振动幅度阈值为X0。
具体的是，所述下抑振辊和上抑振辊的辊径均为D。
一种热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置的抑制方法，包括以下步骤：
1)下激光测距仪实时测量带钢表面位置，PLC控制系统根据预设带钢平衡点位置作差值计算，得到带钢下部的振动幅度L；
2)上激光测距仪实时测量带钢表面位置，PLC控制系统根据预设带钢平衡点位置作差值计算，得到带钢上部的振动幅度X；
3)当振动幅度L小于等于此处的振动幅度阈值L0，且振动幅度X小于等于此处的振动幅度阈值X0时，上抑振辊和下抑振辊均不转动，上横移机构和下横移机构不动作；
4)当振动幅度L大于此处的振动幅度阈值L0时，或上振动幅度X大于此处的振动幅度阈值X0时，PLC控制系统根据编码器测得的带钢实时运行速度，驱动装置驱动上抑振辊或下抑振辊旋转，并和带钢保持相同的线速度；
5)上横移机构和下横移机构分别驱动上抑振辊和下抑振辊，向靠近带钢表面方向移动，移动距离为△X＝︱X－X0|，横移机构完成该行程后，若振动幅值L≤L0，上抑振辊和下抑振辊保持旋转，上横移机构和下横移机构均不动作；
6)若振动幅值L＞L0，PLC控制系统控制逐步降低带钢运行速度，同时控制上抑振辊和下抑振辊的辊面线速度和带钢运行速度保持同步，上横移机构和下横移机构继续移动，上抑振辊和下抑振辊中心线分别越过带钢平衡位置的中线，移动距离△X≤0.1D，直至L≤L0时，上横移机构和下横移机构停止动作。
具体的是，所述步骤6中的上抑振辊和下抑振辊在横移过程中，上抑振辊中心和下抑振辊中心越过带钢平衡中心线不超过0.1D。
本发明具有以下有益效果：
本发明设计的热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置及抑制方法通过上、下激光测距仪实时反馈带钢表面位置，PLC控制系统对激光测距仪实测距离和设定距离做差值运算，确定带钢的实际振动幅度，当带钢振动幅度超过设定阈值时，横移机构带动抑振辊向带钢表面靠近，抑制带钢的振动幅度，将振动幅度限制在设定阈值之内；编码器实时反馈带钢运行线速度，控制抑振辊转速，保证抑振辊辊面线速度和带钢运行速度保持一致，避免带钢表面划伤；本发明结构简单，控制可靠，显著减少带钢振动幅度，保证带钢镀锌层厚度的均匀性，避免带钢表面划伤，提高镀锌质量。
附图说明
图1是热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置的结构示意图。
图2是热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置的抑制方法的流程图。
图中：1-锌锅；2-沉没辊；3-气刀；4-下激光测距仪；5-下横移机构；6-下抑振辊；7-编码器；8-塔顶冷却辊；9-上抑振辊；10-上横移机构；11-上激光测距仪；12-带钢。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置，包括上抑振辊9及上横移机构10、下抑振辊6及下横移机构5、上激光测距仪11、下激光测距仪4、编码器7以及PLC控制系统等。锌锅1以及伸入锌锅1中热镀锌的带钢12，锌锅1中设有沉没辊2，用于带钢12的热镀锌，锌锅1上方且在带钢12两侧安装有气刀3，带钢12上部连接有塔顶冷却辊8，用于驱动带钢12出锌锅，塔顶冷却辊8上安装有编码器7，用于实时采集带钢12的运行速度并传输至PLC控制系统。
锌锅1上方且在带钢12一侧设有下激光测距仪4，下激光测距仪4上方安装有下横移机构5，下横移机构5靠近钢带12一侧端部安装有下抑振辊6，用于下横移机构5驱动下抑振辊6横向移动，下横移机构5上方，且在带钢12的另一侧安装有上激光测距仪11，上激光测距仪11上方安装有上横移机构10，上横移机构10靠近钢带12一侧端部安装有上抑振辊9，用于上横移机构10驱动上抑振辊9横向移动。
下激光测距仪4和上激光测距仪11交错分布在带钢12两侧，且在带钢12垂直方向上，用于实时测量带钢12的表面位置，下激光测距仪4和上激光测距仪11均连接PLC控制系统，并将实时测量带钢的表面位置传输至PLC控制系统，与PLC控制系统内预设带钢12的平衡点位置做差值得到带钢12的振动幅度。下激光测距仪4检测的带钢振动幅度为L，PLC控制系统内预设的此处的振动幅度允许值为L0，上激光测距仪11检测的带钢振动幅度为X，PLC控制系统内预设的此处的振动幅度允许值为X0。
下抑振辊6和上抑振辊9均设有驱动装置，用于驱动下抑振辊6和上抑振辊9的转动，驱动装置连接PLC控制系统，用于控制下抑振辊6和上抑振辊9的转速。下抑振辊6和上抑振辊9的辊径均为D。当带钢振动幅度超过设定阈值时，上横移机构10、下横移机构5分别驱动上抑振辊9、下抑振辊6向带钢表面靠近，抑制带钢的振动幅度，将振动幅度限制在设定阈值之内。编码器7实时将带钢运行的线速度反馈至PLC控制系统，控制上抑振辊9和下抑振辊6的转速，保证抑振辊辊面线速度和带钢线速度保持一致，避免带钢表面划伤。
如图2所示，一种热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置的抑制方法，包括以下步骤：
a、下激光测距仪4实时测量带钢表面位置，PLC控制系统根据预设带钢平衡点位置作差值计算，得到带钢下部的振动幅度L；
b、上激光测距仪11实时测量带钢表面位置，PLC控制系统根据预设带钢平衡点位置作差值计算，得到带钢上部的振动幅度X；
c、当下激光测距仪4检测到带钢的振动幅度L小于等于此处的振动幅度允许值L0，且上激光测距仪11检测到带钢的振动幅度X小于等于此处的振动幅度允许值X0时，上抑振辊9和下抑振辊6均不转动，上横移机构10和下横移机构5不动作；
d、当下激光测距仪4检测到带钢的振动幅度L大于此处的振动幅度允许值L0时，或上激光测距仪11检测到带钢的振动幅度X大于此处的振动幅度允许值X0时，PLC控制系统根据编码器7测得的带钢实时运行速度，驱动上抑振辊9或下抑振辊6旋转，辊面和带钢保持相同的线速度；
e、上横移机构10和下横移机构5分别驱动上抑振辊9和下抑振辊6，向靠近带钢表面方向移动，移动距离为△X＝︱X－X0|(即X－X0的绝对值)，上横移机构10和下横移机构5完成该行程后，下激光测距仪4反馈带钢振动幅值，若L≤L0，上抑振辊9和下抑振辊6保持旋转，上横移机构10和下横移机构5均不动作；
f、若仍振动幅值L＞L0，根据编码器7采集的带钢12当前运行速度，逐步降速；同时控制上抑振辊9和下抑振辊6的辊面线速度和带钢运行速度保持同步，上横移机构10和下横移机构5继续移动，上抑振辊9和下抑振辊6中心线分别越过带钢12平衡位置的中线，移动距离△X≤0.1D，直至L≤L0时，上横移机构10和下横移机构5停止动作。上抑振辊9和下抑振辊6在横移过程中，上抑振辊9中心和下抑振辊6中心越过带钢12平衡中心线不超过0.1D。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.一种热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置的抑制方法，其特征在于，所述抑制装置包括锌锅、上抑振辊及上横移机构、下抑振辊及下横移机构、上激光测距仪、下激光测距仪、编码器以及PLC控制系统，所述锌锅中设有沉没辊，用于改变热镀锌带钢的输送方向，带钢上部连接有塔顶冷却辊，用于驱动带钢出锌锅，塔顶冷却辊上安装有编码器，用于实时采集带钢的运行速度并传输至PLC控制系统；
锌锅上方且在带钢一侧设有下激光测距仪，下激光测距仪上方安装有下横移机构，下横移机构靠近钢带一侧端部安装有下抑振辊，下横移机构驱动下抑振辊横向移动，下横移机构上方，且在带钢的另一侧安装有上激光测距仪，上激光测距仪上方安装有上横移机构，上横移机构靠近钢带一侧端部安装有上抑振辊，上横移机构驱动上抑振辊横向移动；
热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置的抑制方法，包括以下步骤：
1）下激光测距仪实时测量带钢表面位置，PLC控制系统根据预设带钢平衡点位置作差值计算，得到带钢下部的振动幅度L；
2）上激光测距仪实时测量带钢表面位置，PLC控制系统根据预设带钢平衡点位置作差值计算，得到带钢上部的振动幅度X；
3）当振动幅度L小于等于此处的振动幅度阈值L0，且振动幅度X小于等于此处的振动幅度阈值X0时，上抑振辊和下抑振辊均不转动，上横移机构和下横移机构不动作；
4）当振动幅度L大于此处的振动幅度阈值L0时，或上振动幅度X大于此处的振动幅度阈值X0时，PLC控制系统根据编码器测得的带钢实时运行速度，驱动装置驱动上抑振辊或下抑振辊旋转，并和带钢保持相同的线速度；
5）上横移机构和下横移机构分别驱动上抑振辊和下抑振辊，向靠近带钢表面方向移动，移动距离为△X=︱X－X0｜，横移机构完成该行程后，若振动幅值L≤L0，上抑振辊和下抑振辊保持旋转，上横移机构和下横移机构均不动作；
6）若振动幅值L＞L0，PLC控制系统控制逐步降低带钢运行速度，同时控制上抑振辊和下抑振辊的辊面线速度和带钢运行速度保持同步，上横移机构和下横移机构继续移动，上抑振辊和下抑振辊中心线分别越过带钢平衡位置的中线，移动距离△X≤0.1D，直至L≤L0时，上横移机构和下横移机构停止动作。
2.根据权利要求1所述的热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置的抑制方法，其特征在于，所述下抑振辊和上抑振辊均设有驱动装置，用于驱动下抑振辊和上抑振辊的转动，驱动装置连接PLC控制系统，用于控制下抑振辊和上抑振辊的转动时线速度与带钢的运行速度一致。
3.根据权利要求1所述的热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置的抑制方法，其特征在于，所述下激光测距仪和上激光测距仪交错分布在带钢两侧，且在带钢垂直方向上，用于实时测量带钢的表面位置，下激光测距仪和上激光测距仪均连接PLC控制系统，并将实时测量带钢的表面位置传输至PLC控制系统，与PLC控制系统内预设带钢的平衡点位置做差值计算得到带钢的振动幅度。
4.根据权利要求1所述的热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置的抑制方法，其特征在于，所述下激光测距仪检测的带钢振动幅度为L，PLC控制系统内预设的此处的振动幅度阈值为L0，上激光测距仪检测的带钢振动幅度为X，PLC控制系统内预设的此处的振动幅度阈值为X0。
5.根据权利要求1所述的热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置的抑制方法，其特征在于，所述下抑振辊和上抑振辊的辊径均为D。
6.根据权利要求1所述的热镀锌带钢出锌锅后振动抑制装置的抑制方法，其特征在于，所述步骤6）中的上抑振辊和下抑振辊在横移过程中，上抑振辊中心和下抑振辊中心越过带钢平衡中心线不超过0.1D。
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