山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王遠(yuǎn)

基于四輥可逆冷軋機的實訓(xùn)室研發(fā)

山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王遠(yuǎn)

在理實一體化教學(xué)理念的指導(dǎo)下，提出了300mm單機架四輥可逆冷軋機組生產(chǎn)線的研究思路。文中首先介紹了軋鋼生產(chǎn)線的組成，并以四輥可逆冷軋機為例，對軋鋼生產(chǎn)線的整體布局進行了詳細(xì)的描述。為理實一體化教學(xué)的落實奠定了良好的基礎(chǔ)。

理實一體化；四輥可逆冷軋機；教學(xué)；工作輥；支撐輥

引言

近年來，隨著鋼鐵產(chǎn)品的多樣化，軋鋼機械也在專業(yè)人員的研究下向著多元化方向發(fā)展。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的最終環(huán)節(jié)是軋鋼生產(chǎn)，同時軋鋼也是鋼鐵加工的重要方法之一[1]，鋼鐵的軋制在我國的工業(yè)體系中占有很重要的基礎(chǔ)地位。

目前，軋鋼生產(chǎn)主要是以鋼坯為原料，經(jīng)過各類軋鋼機械加工生產(chǎn)出不同類型的鋼鐵成品。軋鋼加工分為熱軋加工和冷軋加工。冷軋加工是在常溫下對熱軋鋼進行加工，因此從實訓(xùn)室軋鋼教學(xué)的角度上分析，冷軋生產(chǎn)線的建設(shè)較易實現(xiàn)。在冷軋板帶鋼生產(chǎn)線上，四輥可逆軋機是較為經(jīng)典的平行輥軋機，該工作機座是由四個垂直布置的水平軋輥組成，分別為兩個工作輥和兩個支撐輥，板帶鋼在軋制過程中僅在兩個中間的工作輥間進行。

軋鋼實訓(xùn)室建設(shè)的目的主要是有利于教學(xué)人員對軋鋼機械結(jié)構(gòu)及控制的研究，以及軋鋼專業(yè)的學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過程中通過動手操作控制板帶鋼的軋制，進行更深層次的研究與學(xué)習(xí)。

1 300mm教學(xué)用單機架四輥可逆冷軋實驗機組

300mm教學(xué)用單機架四輥可逆冷軋實驗機組主要由軋鋼生產(chǎn)線、液壓控制系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)三部分組成。

軋鋼生產(chǎn)線是以300mm單機架四輥可逆冷軋機為主軋機，開卷機、夾送直頭機、入口液壓剪、左卷取機、機前裝置、機后裝置、夾送輥、圓盤剪、切尾剪、右卷取機為輔助軋鋼機械組成的一套板帶鋼冷軋生產(chǎn)線。

液壓系統(tǒng)主要包括伺服液壓系統(tǒng)、傳動液壓系統(tǒng)。傳動系統(tǒng)由傳動泵站及3個傳動閥臺組成，用于對機組中的普通傳動油缸的動作控制；先進的電液比例控制系統(tǒng)，用于對軋機的液壓壓上油缸及軋線標(biāo)高調(diào)整油缸進行高精度的比例伺服控制[2-3]。

電氣控制系統(tǒng)的主傳動采用直流電動機，西門子（6RA70系列）全數(shù)字控制的晶閘管整流調(diào)速；自動化系統(tǒng)選用CPU314－2DP處理器，完成整個機組的信息采集及邏輯順序控制。S7-300 PLC通過PROFIBUS-DP網(wǎng)與功能PLC從站（6RA70）以及ET200M形成分布式結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)機組速度主令控制、自動發(fā)電量控制（AGC）、生產(chǎn)過程監(jiān)控、設(shè)備故障報警等功能。

2 機組工藝流程

可逆軋工藝流程：

第一道次：上卷→開卷機→夾送矯直機→液壓剪→機前裝置→四輥軋機→機后裝置→液壓剪→轉(zhuǎn)向輥→右卷取機→卸卷小車。

第二道次：右卷取機→轉(zhuǎn)向輥→液壓剪→機后裝置→四輥軋機→機前裝置→→左卷取機→卸卷小車。

為了便于操作人員正確操作，故將測定好的數(shù)據(jù)列成表（表1），液壓傳動系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力設(shè)定為8～12 MPa，主要用于一般傳動。液壓伺服系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力設(shè)定為16～25MPa，主要用于壓上缸向上拖動下支撐輥以及彎輥缸對上、下工作輥施加彎輥力。工作輥及支撐輥直徑均為300mm，左卷取機和右卷卷取的卷筒直徑均為410mm。表中其他數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)上限，操作人員在操作過程中所設(shè)定的數(shù)據(jù)應(yīng)小于或等于該上限。

表1 機組性能

3 300mm單機架四輥可逆冷軋機組主軋機的設(shè)計

圖1為300mm單機架四輥冷軋機組的主軋機，機架為閉式機架，操作人員在換輥時需要用到換輥小車進行軸向換輥，由于該軋機為單機架軋機，故換輥采用手動換輥。兩個工作輥和兩個支撐輥垂直布置在機架上，工作輥為軋鋼生產(chǎn)的主要部件，同時也是易損件，在工作一段時間之后需要進行換輥維護。軋機的平衡裝置采用的是八缸式平衡裝置，工作輥有四個平衡缸，支撐輥也有四個平衡缸[4]。壓上裝置采用的是液壓壓上缸，壓上缸位于機架下橫梁上，壓上缸的液壓系統(tǒng)采用的是液壓伺服系統(tǒng)，傳感器通過對輥縫的閉環(huán)監(jiān)控，將信號反饋到電氣控制系統(tǒng)，再通過液壓伺服系統(tǒng)驅(qū)動壓上缸進行工作。

該四輥冷軋機為可逆冷軋機，操作人員可以通過電控系統(tǒng)設(shè)置道次，對軋機軋制板帶鋼的方向進行控制。從圖1可以看出，帶鋼可以向右進行軋制，同時也可以向左軋制，軋制線標(biāo)高的調(diào)整行程為15mm[5]。