郭曉捷

1.一重集團大連設(shè)計研究院有限公司助理工程師，遼寧 大連 116600

隨著冷軋鋼板需求持續(xù)升溫，鋼板生產(chǎn)裝備向大型、連續(xù)化方向發(fā)展。而在帶鋼連續(xù)生產(chǎn)中，由于帶鋼板形、機組速度、帶鋼張力、設(shè)備制造及安裝精度等都會引起帶鋼的跑偏，對帶鋼生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量都會造成很大的影響。于是，在高速機組中，對帶鋼連續(xù)生產(chǎn)中的跑偏控制提出了更高的要求。

1 糾偏裝置的作用

理想狀態(tài)下帶鋼在機組中運行時其張力應(yīng)該是平均分布的，但實際上會受到諸多因素的干擾，如：帶鋼斷面不均勻（如帶鋼鐮刀彎）、輥子幾何形狀、送輥軸向不平行、輥面質(zhì)量、橡膠夾送輥兩端壓力不均、帶鋼運送中的氣流和液流、活套中運動輥導(dǎo)向精度及帶鋼張力波動的影響等，由此將引起帶鋼張力分布不均，導(dǎo)致帶鋼跑偏。

糾偏裝置的作用在于盡可能克服或減小上述不利因素對張力分布的影響，把帶鋼跑偏程度控制在一定范圍內(nèi)，確保帶鋼生產(chǎn)順利進行及產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

通過對帶鋼跑偏原因的深入分析后發(fā)現(xiàn)，在其他所有的工作條件保持不變的情況下，提高帶鋼的張力，就會有效減小帶鋼跑偏量；而由于帶鋼自由運送段過長將造成跑偏量明顯增大。因此糾偏裝置可從這兩方面入手。

2 糾偏裝置工作原理

帶鋼的糾偏從其工作方式上來講可分為CPC對中糾偏裝置和EPC齊邊糾偏裝置。CPC對中糾偏核心在于保證帶鋼的中心始終與機組中心線重合，當(dāng)帶鋼發(fā)生跑偏時通過糾偏輥摩擦力作用與以糾正；而EPC齊邊糾偏裝置是采用齊邊浮動卷取方式，通過將卷取機的卷筒中心移向跑偏的帶鋼中心以確保鋼帶卷一側(cè)邊部整齊。糾偏系統(tǒng)主要由液壓站、檢測裝置、控制箱及操作盤、液壓隨動缸、伺服閥、位移傳感器和執(zhí)行機構(gòu)等組成，可實現(xiàn)手動糾偏、自動邊位控制、自動對中（對邊）三種工作方式。CPC和EPC控制系統(tǒng)自成一體，為連續(xù)閉環(huán)式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)帶鋼偏離生產(chǎn)線規(guī)定的位置時，由測量系統(tǒng)測出板帶位置偏差，并將偏差值輸入到電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)的輸出與液壓伺服系統(tǒng)相連，由液壓系統(tǒng)驅(qū)動糾偏執(zhí)行機構(gòu)作相應(yīng)移動，糾正板帶運行狀態(tài)。糾偏裝置檢測方法主要有電感式位置檢測和光電式位置檢測兩種。下文主要以CPC輥式糾偏裝置為例來進行說明。

CPC糾偏裝置通過改變糾偏輥 (即擺動輥)的位置使走偏鋼帶恢復(fù)到與機組對中位置，當(dāng)帶鋼從正中穿過時，兩個檢測元件接收端接收的磁力線相等，感應(yīng)電勢相等，而當(dāng)鋼帶出現(xiàn)偏移時，由于接收到的磁力線不同使感應(yīng)電壓也不等，此時輸出信號即為鋼帶位置偏差信號，能反映出鋼帶往哪個方向偏離中心線，偏移量是多少。另一方面安裝于糾偏旋轉(zhuǎn)框上的位移傳感器能夠發(fā)出反映糾偏輥實際位置的信號，即糾偏輥目前已經(jīng)往哪個方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的實際角度是多少。信號處理放大器負(fù)責(zé)將糾偏輥所需要旋轉(zhuǎn)的理論角度與實際角度相比較，決定驅(qū)動糾偏輥框架的液壓缸是向外伸出還是向內(nèi)縮回，進而向液壓控制系統(tǒng)發(fā)出指令，由電液伺服閥控制液壓缸動作，推動糾偏輥框架向所需的方向旋轉(zhuǎn)。隨著檢測元件連續(xù)不斷地發(fā)出鋼帶的位置信號，整個閉環(huán)控制系統(tǒng)就不斷地循環(huán)工作，保證鋼帶始終沿機組組中心線運行（見圖1）。

在糾偏系統(tǒng)工作時糾偏輥始終處于被動狀態(tài)，其進口張力T2小于出口張力T1，帶鋼與糾偏輥輥面的總摩擦力ΔF總是指向進口端。當(dāng)帶鋼向左側(cè)跑偏時，應(yīng)將糾偏輥向右擺過一定角度進行糾正。即由糾偏輥根據(jù)帶鋼跑偏方向往復(fù)擺動，以達(dá)到定心作用。由此可知，糾偏裝置是依靠帶鋼與輥面摩擦力來糾偏的。一般來說，摩擦力越大，糾偏效果越好。而摩擦力的大小是與接觸面積有關(guān)（即與包角有關(guān)）。因此，建議擺動輥應(yīng)在包角大于90°的場合下采用。實際應(yīng)用時還應(yīng)在擺動輥表面上包裹橡膠以增大摩擦力。

3 糾偏裝置的機械結(jié)構(gòu)形式

在糾偏裝置中糾偏輥與帶鋼接觸形式大體可分為平鋪式和包裹式。所謂平鋪式就是帶鋼與糾偏輥表面接觸，無包角形成，糾偏裝置兩側(cè)的帶鋼處于同一高度，由于接觸面積較小，所產(chǎn)生的摩擦力主要由糾偏輥下壓力來決定，常見的設(shè)備如帶有糾偏性能的夾送輥等。所謂包裹式就是帶鋼與糾偏輥形成一定的包角，帶鋼與糾偏輥接觸面積較大，所產(chǎn)生的摩擦力也較大，該類糾偏裝置可以改變帶鋼運行高度和角度，也可以用于糾偏裝置兩側(cè)同一高度的帶鋼，以下主要介紹包裹式糾偏裝置。

圖1 糾偏系統(tǒng)控制原理圖

連續(xù)機組中的糾偏裝置有以下幾種結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)機組要求來確定其在機組中的位置和精度。當(dāng)糾偏輥擺動角較大時，其糾偏量也相對較大；糾偏值還與擺動點的位置有關(guān)，擺點位置不同，糾偏值δ亦不相同。下文以CPC對中糾偏裝置為例對各類型的糾偏設(shè)備進行分析。

3.1 單輥糾偏裝置

該裝置中只有一個糾偏輥，利用液壓缸推動擺臂使糾偏輥來回擺動，以達(dá)到對帶鋼的糾偏目的（見圖2）。該糾偏裝置在工作時既有側(cè)向位移，又有角度的改變。當(dāng)糾偏輥轉(zhuǎn)動時，測量點處板帶產(chǎn)生橫向位移，板帶成比例移動；由于糾偏輥軸線與帶鋼形成一定偏轉(zhuǎn)角度，板帶受到側(cè)向力作用，迫使板帶進帶方向與輥子中心線垂直。同時在單輥作用下帶鋼在入口與出口的運行方向上有所不同，對帶鋼而言具有一定的轉(zhuǎn)向作用。而帶鋼與輥子之間形成較大包角又增大了帶鋼與輥子之間的接觸面積，使輥子與帶鋼之間摩擦力增大。因此該糾偏裝置可用于帶鋼運行速度較高，并且運行距離較長的如活套等設(shè)備上。

圖2 單輥糾偏輥示意圖

單糾偏輥糾偏值

式中，D—擺動輥直徑（mm）；α—擺動輥擺動角度 （°）（見圖 3）。

圖3 單糾偏輥移動角度

3.2 雙輥糾偏裝置

該裝置中有兩個糾偏輥，隨動液壓缸推動糾偏框架帶動糾偏輥以某一固定點為定心來回擺動以達(dá)到對帶鋼糾偏的目的，通常該裝置的定心設(shè)在設(shè)備入口處，而測量裝置、液壓缸調(diào)整設(shè)備固定安裝在設(shè)備的出口處，同時該設(shè)備利用兩個輥子的高度差將帶鋼由入口的高度改變?yōu)槌隹诘母叨?，其糾偏能力與糾偏角度均與該高度有關(guān)。該裝置使用較為廣泛，適合用在安裝位置較為狹窄的場合（見圖4）。

圖4 雙輥糾偏輥示意圖

由于兩個擺動輥安裝在同一底座上繞擺動點擺動（見圖5），其糾偏值

圖5 雙糾偏輥擺動角度

3.3 三輥糾偏裝置

該裝置中有三個糾偏輥，其中兩個輥子在同一平面，另一個輥子在兩個輥子中間的上方，通過上側(cè)輥子的上下移動使帶鋼與上輥形成一定的包角。其定心在設(shè)備的一端，另一端利用對中液壓缸推動擺臂帶動輥子來回擺動而達(dá)到對帶鋼糾偏的目的，從而迫使運行中的帶鋼在輥子上作側(cè)向移動，直到帶鋼對中。但該裝置將帶鋼調(diào)整到新的位置時需要一定的時間，故其動態(tài)性能較差，通常在運行速度較小以及帶鋼鐮刀彎較小時使用。該種形式的糾偏裝置可使帶鋼的入口和出口水平高度一致，可用于設(shè)備之間距離較大且?guī)т撨\行高度一致的機組中（見圖 6）。

圖6 三輥糾偏輥示意圖

其糾偏值

式中，LA—擺動點至擺動輥中心的距離（mm）（見圖 7）。

圖7 三糾偏輥擺動角度

4 結(jié)語

通過對帶鋼側(cè)向跑偏的各種原因分析可以看出，采用帶自動控制系統(tǒng)的糾偏輥對帶鋼位置進行的糾偏是一種比較好的方式。目前，這種技術(shù)已廣泛應(yīng)用于連續(xù)酸洗冷連軋、鍍鋅等各機組中，糾偏效果良好，鑒于其結(jié)構(gòu)形式靈活多樣，可根據(jù)機組的具體要求進行選擇。