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        消除熱鍍鋅成品卷姿不良的控制研究

        2018-09-12 11:54:04楊喜恩
        世界有色金屬 2018年13期
        關(guān)鍵詞:收卷熱鍍鋅鋼卷

        冀 晨,楊喜恩

        (天津軋一冷軋薄板有限公司,天津 300270)

        1 研究背景

        卷取機(jī)是熱鍍鋅線最主要的設(shè)備,卷取機(jī)的功能是按成品鋼卷要求的重量,在卷曲力矩的作用下,卷成邊緣整齊的鋼卷。卷取機(jī)在高張力下,通過EPC邊緣對中系統(tǒng),完成鋼卷齊邊卷曲的功能。如果卷曲過程中張力控制不均或EPC對中不良,則會出現(xiàn)內(nèi)圈卷曲側(cè)面突出,形成塔形,如圖1所示,可能造成的影響如下: ①鋼卷塔形嚴(yán)重影響產(chǎn)品外觀,造成經(jīng)濟(jì)損失。②鋼卷塔型影響吊裝作業(yè),造成運(yùn)輸不便或形成二次損壞。③鋼卷塔型必須進(jìn)行返修,造成人力、物力資源浪費(fèi),致使成本增加[1]。

        圖1. 鋼卷塔形

        熱鍍鋅收卷時(shí),卷取機(jī)的鉗口不能夾住帶鋼在產(chǎn)線張力控制下進(jìn)行內(nèi)圈卷取,需要借助助卷器在套筒上纏繞幾圈之后,再進(jìn)行收卷。助卷器的主要功能是協(xié)助卷取機(jī)在卷筒上纏繞頭3-5圈,以便為隨后的卷取機(jī)建張和張力卷曲提供前提條件。

        2 卷取機(jī)卷曲過程中塔形成因分析及解決方法

        由于固定式皮帶助卷器的底座是不隨EPC進(jìn)行調(diào)整,所以在內(nèi)圈頭幾圈進(jìn)行纏繞時(shí),會經(jīng)常出現(xiàn)鋼卷邊緣不齊,形成卷姿不良(塔形)。為此通過改善收卷時(shí)助卷器兩側(cè)壓力,可調(diào)節(jié)由于帶鋼與小臂壓輥之間摩擦力過大造成卷取位置偏離。

        圖2 卷取機(jī)示意圖

        2.1 皮帶助卷器的壓力影響

        卷曲機(jī)在進(jìn)行帶鋼收卷作業(yè)時(shí),開始進(jìn)行卷曲時(shí),由于帶鋼不受產(chǎn)線工藝張力控制,帶頭處于較松動狀態(tài),需要借助助卷器進(jìn)行卷曲。

        圖3 助卷器受力示意圖

        由于助卷器小臂兩側(cè)作用于帶鋼的力不均或偏大,易造成自動穿帶時(shí)內(nèi)圈帶頭折疊或偏離中心,在助卷器打開后,啟用EPC調(diào)節(jié)位置收卷過程中造成內(nèi)外圈位置偏離,形成內(nèi)圈塔形或不齊。

        2.2 EPC系統(tǒng)在卷曲過程中的偏差

        出口卷取機(jī)EPC邊緣對中系統(tǒng),通過把光通量轉(zhuǎn)化為電壓值識別和伺服反饋調(diào)整帶鋼位置[2]。

        在帶鋼運(yùn)行過程中,光源遮擋面積需相等,如果出現(xiàn)偏差,控制器通過對機(jī)座的位移調(diào)整,糾正偏差,以此保證卷取過程中帶鋼的位置。

        圖4. EPC對中系統(tǒng)

        為消除由此可能產(chǎn)生的卷取塔型問題,由設(shè)備維修人員對傳感器進(jìn)行了重新調(diào)整標(biāo)定作業(yè);EPC糾偏控制系統(tǒng)中的反饋增益也對對中靈敏度和實(shí)際效果有影響,因此需要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際工況對EPC糾偏控制系統(tǒng)中的反饋增益項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整作業(yè)。

        2.3 卷曲張力工藝設(shè)定調(diào)整

        熱鍍鋅線在成品卷取時(shí)采用變張力卷曲,在卷取時(shí),隨著產(chǎn)線速度的設(shè)定,曲卷過程中外徑會逐漸增大,隨之表面張力會發(fā)生相應(yīng)的改變。產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩符合力矩公式F*r=T,其中F是帶鋼的張力,r是鋼卷直徑。

        帶鋼的彈性區(qū)彎曲力矩關(guān)系如下:

        σ---帶鋼屈服極限

        b---彈性區(qū)寬度

        h1---帶鋼厚度 (帶鋼厚度)

        帶鋼塑性區(qū)力矩關(guān)系如下:

        h------帶鋼厚度

        由此可知。張力控制中,需要結(jié)合卷徑的實(shí)時(shí)值,目前的卷徑測量是通過線速度和卷取機(jī)組的轉(zhuǎn)速,結(jié)合傳動比等影響因素推算出卷徑。由于計(jì)算模塊鎖定,基本可以視為不能更改因素。

        控制效果:通過以上措施可以看出,張力的設(shè)定優(yōu)化在塔形控制中起了主要的作用,不同產(chǎn)線由于設(shè)備尺寸、選型、產(chǎn)線實(shí)際工況的不同,需要根據(jù)實(shí)際情況找到最優(yōu)的控制改善方式。2013年全年鍍鋅產(chǎn)量20萬噸,由于塔型造成的7級返修料占總產(chǎn)量0.31%。 2014年已基本消除塔型問題。

        3 結(jié)論

        鍍鋅出口成品卷在2013年出現(xiàn)卷姿不良----塔型質(zhì)量問題,通過多方位的觀察和調(diào)整,認(rèn)為問題的形成來源于多方面的影響。從受力點(diǎn)分析,我們改善了卷取機(jī)助卷器壓力,通過對EPC系統(tǒng)的調(diào)整,我們保證了控制系統(tǒng)的有效運(yùn)行,最主要的是對卷曲張力工藝的修正,降低了卷曲過程中的打滑問題,最終解決了塔型問題。后期,將針對不同規(guī)格下的張力控制進(jìn)行持續(xù)的數(shù)據(jù)優(yōu)化。

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