摘  要  介紹了一種從奧鋼聯(lián)進(jìn)口的不銹鋼鋼冷軋?jiān)诰€平整設(shè)備，對(duì)平整機(jī)的彎輥控制，傾斜控制進(jìn)行了分析，對(duì)常見的幾種板型調(diào)整實(shí)例進(jìn)行說明。

關(guān)鍵詞  冷軋不銹鋼  在線平整機(jī)  板型調(diào)整  奧鋼聯(lián)

A kind of Online SPM used for cold rolled steel

Dai Lei

（Foshan Chengde New Materal Co.,Ltd，F(xiàn)oShan 528000 China）

Abstract  Introduced the function of a stainless steel cold rolling online SPM imported from SVAI, analyzed bending control and tilt control for SPM, explained several common instances of plate type adjustment.

Key words  Cold rolled strip  online SPM  sharp adjust  SVAI

1  前言

所謂平整，即對(duì)經(jīng)再結(jié)晶退火后的冷軋不銹鋼進(jìn)行小變形率的軋制，以達(dá)到特定的目的，這個(gè)過程稱為平整。這里有三個(gè)含義：a.冷軋平整的原料是經(jīng)再結(jié)晶退火后的冷軋帶鋼；b.平整過程是一個(gè)軋制過程，但其變形率很小，一般在2.0﹪以下，所以平整過程是帶鋼發(fā)生塑性變形的過程；c.平整是為某些特定的目的而進(jìn)行的。

通過冷軋而變成纖維狀組織的不銹鋼帶鋼，在退火工序中由于再結(jié)晶而變?yōu)榫哂行碌慕Y(jié)晶組織的帶鋼。這種退火后的帶鋼幾乎完全成為軟質(zhì)狀態(tài)，因此不適用于加工，只要稍稍給予輕度沖壓加工，帶鋼表面就會(huì)產(chǎn)生拉伸應(yīng)變和不規(guī)則的滑移線，明顯有礙外觀，并且在后續(xù)加工中，會(huì)出現(xiàn)加工破損開裂等缺陷。所以需要經(jīng)過平整改變其內(nèi)在的結(jié)晶組織，消除屈服平臺(tái)，利于后續(xù)深加工[1]。

本文介紹的一種冷軋不銹鋼在線平整機(jī)，主要生產(chǎn)加工厚度為0.3mm~3.0mm，寬度為1250mm的冷軋不銹鋼鋼帶，其退火機(jī)組由奧地利的奧鋼聯(lián)（SVAI）總包，其中在線平整機(jī)采用奧鋼聯(lián)（SVAI）的平整設(shè)備及技術(shù)，電控設(shè)備由西門子提供，所有部件全部為進(jìn)口設(shè)備，該平整設(shè)備功能先進(jìn)，運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)比離線平整機(jī)減少了出入口的上下卷設(shè)備，同時(shí)又可以減少一道冷軋離線平整工藝，節(jié)約生產(chǎn)成本，因此本文對(duì)這種在線不銹鋼平整機(jī)進(jìn)行介紹。

2  在線平整機(jī)設(shè)備組成

2.1  入、出口防皺輥

功能：主要防止工作輥咬鋼產(chǎn)生的折痕。

數(shù)量：共2根（入、出口各一根）

直徑：230mm

寬度：1450mm

表面材質(zhì)：酯類（聚氨脂：不易損傷，使用壽命長；且耐溫性在零下20度~高溫120度）

工作壓力：100bar 

每個(gè)防皺輥分為OS側(cè)和DS側(cè)兩液壓缸（比例閥控制）來執(zhí)行動(dòng)作（上升、下降）的，其位置的檢測(cè)是通過安裝在液壓缸尾部的位移傳感器來測(cè)量的。

在線平整機(jī)分兩種打開模式，輕開和全開。 

當(dāng)平整機(jī)輕開時(shí)（10mm)，防皺輥會(huì)自動(dòng)下降,下降一定高度（一般20mm).

當(dāng)平整機(jī)全開時(shí)(65mm),防皺輥會(huì)自動(dòng)下降到最低位置。

最低、最高位置是通過接近開關(guān)檢測(cè)，并將反饋信息通過HMI顯示。 

2.2  HGC壓下缸

功用：提供相應(yīng)的軋制力，同時(shí)提供軋輥位置和負(fù)載控制的輥縫,以及補(bǔ)償下部軋輥的移動(dòng)，以維持恒定的軋制線。

技術(shù)參數(shù)：

數(shù)量：OS側(cè)、DS側(cè)各1個(gè)

直徑：505mm

最大軋制力：1000T

最大延伸率：2%

最大行程：85mm

控制精度：+/- 5 μm

最大壓力：250bar

壓下缸是通過伺服閥來控制，其收縮和全部伸出位置是通過接近開關(guān)反饋。反饋信號(hào)會(huì)在平整機(jī)操作臺(tái)、HMI上同時(shí)顯示。

壓力檢測(cè)：2個(gè)壓力傳感器檢測(cè)OS側(cè)、DS側(cè)實(shí)際壓力。

行程值檢測(cè)：2個(gè)位移傳感器分別檢測(cè)其實(shí)際行程。  

壓下控制模式：

a、位置控制（包含傾斜控制）

輥縫值的計(jì)算公式：

實(shí)際平均值[mm] = (OS 側(cè)實(shí)際位置 [mm] + DS 側(cè)實(shí)際位置 [mm]) / 2

OS側(cè)實(shí)際位置 [mm]：位移傳感器（31422017BS1101）檢測(cè)。

DS側(cè)實(shí)際位置 [mm]：位移傳感器（31422017BS2101）檢測(cè)。

b、壓力控制（包含軋制力偏差控制）

在平整機(jī)關(guān)閉后，用于實(shí)現(xiàn)所需要的軋制力。其總軋制力的計(jì)算方式如下：

實(shí)際總軋制力[KN]=OS軋制力[KN]+DS軋制力[KN]+負(fù)彎輥力[KN]–正彎輥力[KN–下輥重量[KN]–主缸的壓力[KN]

OS/DS 實(shí)際軋制力[KN]=OS/DS實(shí)際壓力[bar]*2.8822（實(shí)際現(xiàn)場是通過PLC內(nèi)部的邏輯計(jì)算出來的）

2.3  楔形塊

功用：調(diào)整軋制線的位置

技術(shù)參數(shù)

控制方式：液壓馬達(dá)

角度：8°

最大速度：192rpm

螺紋距： 8mm

旋轉(zhuǎn)行程：1.113mm（旋轉(zhuǎn)一圈的行程）

最大速度：7.05mm/s

位置精度：+/-0.5mm

特點(diǎn)：a、通過補(bǔ)償上輥的下降來保證固定的軋制線。b、兩邊的楔塊系統(tǒng)，通過操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的通用軸來保持同步。c、位置控制由跟螺栓連接的旋轉(zhuǎn)編碼器來完成。

2.4  拋光機(jī)

功用：

保證軋輥良好的表面質(zhì)量.

數(shù)量：2（上下各一個(gè)）

包裹材料：氧化鋁網(wǎng)狀砂布

寬度：1050mm

特點(diǎn)：

其動(dòng)作是由比例閥控制液壓

缸驅(qū)動(dòng)的，其位置的測(cè)量是

通過一個(gè)位移傳感器來檢測(cè)。 

其控制模式有兩種：

a、位置控制

從收縮到預(yù)接觸軋輥（3-5mm）

b、壓力控制

接觸軋輥后切換為壓力控制模式。

拋光機(jī)數(shù)據(jù)顯示：

TOP pressure：壓力總的設(shè)定值和實(shí)際值。

Piston side：活塞側(cè)壓力

Rod  side：桿側(cè)壓力

Top Position：位置的設(shè)定值和實(shí)際值（位移傳感器檢測(cè)）。

拋光機(jī)風(fēng)機(jī)：是用來吸收拋光的粉塵等。

2.5  彎輥

特點(diǎn)：控制帶鋼的板型，其固定在平整機(jī)的機(jī)架上，由液壓缸驅(qū)動(dòng)柱塞。

彎輥力的控制：分為正彎、負(fù)彎 

彎輥力是通過8個(gè)安裝在機(jī)架上的彎輥缸來獲取需要的彎輥力。正彎和負(fù)彎是相互獨(dú)立的， 操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的彎輥力由閉環(huán)控制。

3  在線平整機(jī)的控制原理

3.1  液壓彎輥控制技術(shù)

由于冷軋不銹鋼薄板規(guī)格和品種多種多樣，要求柔性化組織生產(chǎn)，需要經(jīng)常調(diào)整平整輥的輥形凸度?，F(xiàn)在世界上一些公司開始將液壓彎輥技術(shù)運(yùn)用在平整機(jī)上，利用液壓力使輥?zhàn)訌澢a(chǎn)生凸度(或凹度)，以實(shí)現(xiàn)在線輥形調(diào)整，這樣既節(jié)省了磨輥換輥的時(shí)間和成本，又便于靈。如下圖：

假設(shè)平整輥初始為平直輥。當(dāng)彎輥缸推力作用時(shí)，F(xiàn)彎與F壓共同作用，平整輥成為凸度輥，正彎“+ ”。 

總軋制力 F平=F壓-F彎

說明當(dāng)產(chǎn)生正彎力形成輥形凸度時(shí)，彎輥力抵消一部分壓下力。

當(dāng)彎輥缸產(chǎn)生負(fù)彎輥力作用時(shí)，F(xiàn)彎與F壓共同作用，平整輥成為凹度輥。如下圖：

總平整力F平=F壓+F彎

說明產(chǎn)生負(fù)彎輥力的行程輥型凹度時(shí)，作用在帶鋼上的平整力疊加增大了。

3.2  平整輥傾斜控制

“單邊浪”是帶鋼存在最多的問題，即鋼卷的一邊過松或過緊。平整鋼卷時(shí)一般是由操作人員在線人為地增加或減小一側(cè)的平整壓力，但這往往使總平整力發(fā)生變化，破壞了控制系統(tǒng)原有的平衡。現(xiàn)代平整機(jī)控制技術(shù)增加了“傾斜”控制，以維護(hù)總平整力的恒定。當(dāng)操作人員看到運(yùn)行鋼帶的單邊浪時(shí)，操作設(shè)備增加一邊的液壓壓下力，與此同時(shí)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制另一邊壓下油缸減小相同數(shù)量的壓下力。

如一側(cè)增加100KN的壓力，相應(yīng)的另一側(cè)就減小了100KN的壓力，此消彼漲，可形象地理解為中間有一支點(diǎn)，就象一個(gè)翹翹板，實(shí)現(xiàn)輥體的傾斜。

偏差軋制力控制模式

軋制力偏差是指軋輥兩頭壓下油缸的軋制力偏差，對(duì)于目前我們公司的在線平整機(jī)來說，都是用的此模式在控制板型的。

偏差軋制力[KN]= OS側(cè)實(shí)際軋制力[KN]–DS側(cè)實(shí)際軋制力[KN]

對(duì)于來料產(chǎn)生邊浪的帶鋼而言，通過偏差軋制力模式來改變和消除帶鋼的邊浪。

在選擇偏差軋制力模式后，可以手動(dòng)在畫面上輸入值，可以輸入“正”值或者“負(fù)”值，并且在平整機(jī)的操作臺(tái)上，還可以手動(dòng)增減和減小。

手動(dòng)控制位置傾斜值：

操作臺(tái)上可以手動(dòng)增加位置的傾斜值，每按一次，位置傾斜值相應(yīng)的變化“+/-3mm。 

手動(dòng)調(diào)整軋制力偏差值控制：

操作臺(tái)上可以手動(dòng)增加位置的軋制力偏差值，每按一次，其偏差值值相應(yīng)的變化“+/-10%。 

3.3  停車控制模式

當(dāng)平整段線停止?fàn)顟B(tài)或者急停情況下，平整機(jī)采用不同的控制模式。

a、正常停車、快停

如果工作輥正在閉合狀態(tài)，平整機(jī)轉(zhuǎn)換到減軋制力模式。

b、平整段急停

如果工作輥處于關(guān)閉狀態(tài)，立即觸發(fā)快開。如果快開觸發(fā)，則所有的伺服閥設(shè)定值、軋制力值、彎輥力將全部變?yōu)?.

以下情況出現(xiàn)，會(huì)觸發(fā)快開 

a、軋制力偏差過大。

b、兩側(cè)位置傾斜值過大。

c、主液壓缸行程超限。

d、平整段急停。

4  關(guān)于板型調(diào)整的實(shí)例

4.1  假如來料板型不良，OS側(cè)浪型大，應(yīng)該怎樣來控制？

答：OS側(cè)呈浪型，屬于單邊浪。呈浪型的主要原因?yàn)镺S側(cè)延伸率大于DS側(cè)。則相應(yīng)減小了OS側(cè)軋制力或者增加了DS側(cè)的軋制力。所以，應(yīng)該選著偏差軋制力模式，將偏差值設(shè)為“負(fù)值”（畫面或操作臺(tái)控制）。

4.2  假如來料板型不良，中部有浪，應(yīng)該怎樣來控制？

答：來料呈中浪，屬于中間延伸率大于兩側(cè)。應(yīng)該利用彎輥控制來優(yōu)化板型；加大負(fù)彎輥力，使其兩側(cè)的壓力增大，使兩側(cè)的延伸率與中間一致，從而改善浪型。

4.3  假如平整后的帶鋼有擦拭器痕跡，應(yīng)該通過控制什么來消除產(chǎn)生的擦拭器痕跡？

答：分為兩個(gè)方面：

a、拋光機(jī)本身壓力設(shè)置過大，使其緊緊壓入到輥?zhàn)由蠒r(shí)輥?zhàn)虞伱娈a(chǎn)生的痕跡。可以通過降低拋光機(jī)壓力來改善。

b、可以通過降低平整機(jī)出口防皺輥的高度，來減小帶鋼在防皺輥上產(chǎn)生的包角度，并減小防皺輥與工作輥之間形成的應(yīng)力。從而來消除擦拭器痕跡。

特別提醒：對(duì)于平整機(jī)的板型控制來說，工藝人員一定要時(shí)刻注意來料的板型狀況，利用相應(yīng)的控制方式來改善和修正板型。

5  結(jié)論

平整機(jī)組是冷軋不銹鋼精整的第一道工序，也是冷軋的最后一道工序，而在線平整機(jī)可以在帶鋼酸洗后直接進(jìn)行平整，減少了一道工序。它不以減少厚度為目的，而是：a.改善帶鋼力學(xué)性能，保證產(chǎn)品的成形加工性;b.修正板形，得到平直的鋼板；c.根據(jù)用戶的使用要求，加工光面或麻面板，并改善帶鋼的表面質(zhì)量。

在線平整機(jī)組自投入生產(chǎn)以來，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到合同要求，對(duì)帶材機(jī)械性能和延伸率的控制、帶材板形的改善和帶材表面質(zhì)量的提高都取得了良好的效果。隨著國內(nèi)外市場對(duì)冷軋板質(zhì)量要求的提高,在線平整機(jī)組將在冷軋板生產(chǎn)中顯現(xiàn)出它的重要作用[2]。

6  參考文獻(xiàn)

[1]李海燕.淺談冷軋平整機(jī)[ J ] 1673-3355 (2006) 05-0008-02

[2]楊清和 950mm冷軋單機(jī)架四輥平整機(jī)組[J] 1001-196X(2006)增刊-0030-04