鄧健

摘 要：本文介紹了在連續(xù)退火酸洗機(jī)組中刷洗機(jī)的結(jié)構(gòu)、作用以及控制方式。詳細(xì)介紹了刷洗機(jī)的自動(dòng)控制方式。

關(guān)鍵詞：連續(xù)退火酸洗；刷洗機(jī)；電流自動(dòng)調(diào)節(jié)

中圖分類號(hào)：TG15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 概述

連續(xù)退火酸洗機(jī)組的作用是將熱軋不銹鋼卷進(jìn)行退火、除鱗、酸洗，以消除熱軋鋼卷的內(nèi)部應(yīng)力，去除表面氧化鐵皮。該機(jī)組工藝段設(shè)備主要由連續(xù)式退火爐、破磷機(jī)、拋丸機(jī)以及淺槽式酸洗組成。在機(jī)組的酸洗區(qū)，配置了刷洗機(jī)，以提高酸洗效果。

2 刷洗機(jī)

2.1 刷洗機(jī)的作用。刷洗機(jī)是用于刷掉帶材表面的贓物。經(jīng)酸洗槽酸洗后的不銹鋼，氧化鐵皮雖已洗掉，但表面仍然殘留一層黑膜，必須經(jīng)刷洗后才能去掉。本機(jī)組使用的是帶有碳化硅合成刷毛的刷輥，對(duì)經(jīng)過(guò)硫酸槽或混酸槽酸洗的帶鋼上下表面進(jìn)行刷洗，去除污垢，提高酸洗效果。

2.2 刷洗機(jī)的布置。在連續(xù)退火酸洗機(jī)組的酸洗段，共設(shè)置了4臺(tái)刷洗機(jī)，其中1#和2#刷洗機(jī)位于硫酸酸槽后；3#和4#刷洗機(jī)位于混酸酸槽后。4臺(tái)刷洗機(jī)可以根據(jù)帶材的情況，選擇性的投入使用。

2.3 刷洗機(jī)的結(jié)構(gòu)。每臺(tái)刷洗機(jī)中各有兩組刷輥和支撐輥交錯(cuò)排列。入口側(cè)刷輥在帶材上方，支撐輥在帶材下；出口側(cè)支撐輥在帶材上方，刷輥在帶材下方。這樣可以保證帶材的上下表面均被刷到。

每臺(tái)刷洗機(jī)主要包括如下設(shè)備：

2個(gè)刷輥和2個(gè)支撐輥

2個(gè)刷輥的電動(dòng)位置調(diào)節(jié)裝置

2個(gè)刷輥打開(kāi)/閉合液壓閥組

2個(gè)支撐輥打開(kāi)/閉合液壓閥組

每臺(tái)刷洗機(jī)包括如下檢測(cè)設(shè)備：

2個(gè)刷輥打開(kāi)位置檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)

2個(gè)支撐輥打開(kāi)位置檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)

2個(gè)刷輥位置調(diào)整限位接近開(kāi)關(guān)

2個(gè)刷輥刷毛磨損位檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)

2.4刷洗機(jī)的工作方式：退火酸洗機(jī)組正常工作運(yùn)行時(shí)，無(wú)論刷洗機(jī)是否投入運(yùn)行，支撐輥都應(yīng)始終處于閉合位置（與帶材表面接觸），且速度與帶材線速度保持一致（同方向）。

與支撐輥不同，刷輥只有在該刷洗機(jī)投入運(yùn)行且?guī)Р乃俣却笥诹銜r(shí)，才會(huì)閉合，刷輥閉合后將與帶材接觸，起到刷洗的效果。刷輥的速度由人工設(shè)定，與帶材速度不一致（反方向）。

3刷洗機(jī)電氣控制系統(tǒng)組成

刷輥和支撐輥選用變頻電機(jī)拖動(dòng)，其中1#和2#刷輥電機(jī)的額定功率為55KW，3#和4#刷輥電機(jī)的額定功率為22KW。支撐輥電機(jī)的額定功率都是4KW。

刷輥和支撐輥?zhàn)冾l電機(jī)均由西門(mén)子S120變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。變頻器與工藝段PLC通過(guò)DP網(wǎng)進(jìn)行通訊。

刷輥位置調(diào)節(jié)電機(jī)選用的是功率為1.5KW的恒速電機(jī)，采用MCC控制方式。

刷洗機(jī)的液壓閥組以及檢測(cè)元件均接入刷洗機(jī)平臺(tái)遠(yuǎn)程I/O柜。柜內(nèi)安裝西門(mén)子ET200M遠(yuǎn)程站與工藝段PLC進(jìn)行DP通訊。

4 刷輥的控制：

4.1刷洗機(jī)的兩種控制方式：刷洗機(jī)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。在手動(dòng)方式下，刷輥和支撐輥的旋轉(zhuǎn)、打開(kāi)/閉合、刷輥位置調(diào)節(jié)等操作均在機(jī)旁操作箱手動(dòng)完成。在自動(dòng)方式下，以上操作均可在操作室的HMI畫(huà)面中完成。

4.2刷洗機(jī)自動(dòng)控制方式描述：刷洗機(jī)自動(dòng)控制方式下，主要由刷輥空載電流采集和刷輥電流自動(dòng)調(diào)節(jié)兩部分動(dòng)作完成。

4.3 刷輥空載電流采集：更換刷輥后，在刷洗機(jī)滿足運(yùn)行條件的情況下，可由操作工在HMI界面上操作啟動(dòng)空載電流測(cè)試。啟動(dòng)后，刷輥將自動(dòng)打開(kāi)，當(dāng)系統(tǒng)接收到刷輥打開(kāi)位置檢測(cè)信號(hào)后，刷輥開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。經(jīng)過(guò)10-15S，刷輥轉(zhuǎn)速將達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速，同時(shí)電流將下降至空載電流，完成啟動(dòng)過(guò)程。此時(shí)開(kāi)始記錄5S的電流平均值，將該值作為刷輥的空載電流值。測(cè)量完畢后，刷輥停止旋轉(zhuǎn)。

4.4刷輥?zhàn)詣?dòng)方式下啟動(dòng)：在刷洗機(jī)滿足運(yùn)行條件的情況下，可由操作工通過(guò)HMI界面操作啟動(dòng)刷輥。啟動(dòng)后，刷輥將自動(dòng)打開(kāi)，當(dāng)系統(tǒng)接收到刷輥打開(kāi)位置檢測(cè)信號(hào)后，刷輥開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。經(jīng)過(guò)10-15S，待刷輥完成啟動(dòng)過(guò)程后。如果此時(shí)酸洗槽中帶鋼速度大于零，那么刷輥將自動(dòng)閉合，當(dāng)刷輥閉合后，將進(jìn)入刷輥位置自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)過(guò)程。此時(shí)通過(guò)對(duì)設(shè)定電流值和實(shí)際電流值進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)刷洗機(jī)的壓下量（即刷洗機(jī)的位置）。當(dāng)酸洗段帶鋼停止或操作工通過(guò)HMI操作刷洗機(jī)停止后，刷輥將自動(dòng)打開(kāi)，當(dāng)接收到刷輥打開(kāi)位置接近開(kāi)關(guān)信號(hào)后，刷輥停止旋轉(zhuǎn)。

在列情況下刷輥停止工作：每臺(tái)刷洗機(jī)中有1個(gè)刷輥?zhàn)冾l器故障；

帶材停止。

在下列情況下刷輥位置停止調(diào)節(jié)：焊縫經(jīng)過(guò)刷洗機(jī)；刷輥位置調(diào)節(jié)限位接近開(kāi)關(guān)有信號(hào)；（禁止打開(kāi)方向調(diào)節(jié)）刷輥刷毛磨損位置接近開(kāi)關(guān)有信號(hào)；（禁止壓緊方向調(diào)節(jié)）支撐輥處于打開(kāi)位。

4.5刷輥設(shè)定電流的計(jì)算：刷輥的設(shè)定電流可按照以下公式基于實(shí)時(shí)電流大小和帶鋼寬度進(jìn)行計(jì)算：

ISPT=K*（SW-SWmin）*Gain+INL+ICV

Gain=（Imax-Imin）/（SWmax-SWmin）

ISPT：給PI控制器的設(shè)定電流

K：調(diào)節(jié)系數(shù)，與帶材氧化皮的情況有關(guān)

SW：帶鋼寬度

Gain：功率/寬度增益（A/mm）

Imin：最小電流，當(dāng)SWmin為650mm時(shí)，Imin為40A（以1#刷洗機(jī)為例）

Imax：最大電流，當(dāng)SWmax為1500mm時(shí)，Imax為90A（以1#刷洗機(jī)為例）

INL：無(wú)載荷電流，該值在每次換輥后更新

ICV：電流修正值，該值由操作工進(jìn)行修改。

4.6支撐輥的控制：支撐輥處于閉合位置，是機(jī)組啟動(dòng)的一個(gè)必要條件。同時(shí)在HMI界面上設(shè)置支撐輥輥徑微調(diào)接口，以保證支撐輥在輕微磨損的情況下，仍能通過(guò)人為修正來(lái)保證其線速度始終與帶材線速度一致，不劃傷帶材表面。

5 注意事項(xiàng)：刷輥液壓系統(tǒng)的壓力要調(diào)整好，即要保證打開(kāi)/閉合液壓閥動(dòng)作速度不能太慢，又要保證刷輥位置調(diào)節(jié)電機(jī)能夠在有壓力的情況下調(diào)節(jié)位置；不允許刷輥位置調(diào)節(jié)電機(jī)過(guò)快的正反轉(zhuǎn)切換，否則容易燒毀電機(jī)；在調(diào)試初始階段，刷洗機(jī)電設(shè)定電流不宜設(shè)置過(guò)大，電流過(guò)大會(huì)損傷帶材表面。

結(jié)語(yǔ)

在項(xiàng)目中實(shí)際應(yīng)用后，帶材表面清洗效果比不投入刷洗機(jī)或刷洗機(jī)手動(dòng)控制時(shí)有了明顯提高。

參考文獻(xiàn)

[1]陳龍官.冷軋薄鋼板酸洗工藝與設(shè)備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.endprint