冷轧退火酸洗线活套最小长度精准计算

冷轧退火酸洗线活套最小长度精准计算

杨勇

广西北港不锈钢有限公司  广西北海536017

摘要：对退火酸洗线活套保护和带钢、轧道最小长度精准计算，有效核算活套内保护开关的安装位，如正常停止（N-STOP）、快速停止（F-STOP)、紧急停止（E-STOP)、位置同步点（Position synchronization point）。每月检修定期检验安全保护动作的有效性和准确性，避免产线活套因某一道保护失效，而发生重大设备撞击事故；有力保障活套设备高效、安全、长期稳定运行。

关键词：活套  保护类型  精准计算

引  言：2017年8月12号 14:39分，冷轧分厂2#冷酸线出口活套发生了高速撞击机械档块的事故，并导致活套设备严重受损。原因是：出口活套位置套量在8%的时候接收到套量校准限位异常信号，引起套量数据突变成50%，此时，出口活套按照50%的活套量继续拉套，由于套量的突变，未能触发出口活套空套软件快停；活套小车未能减速，硬件正常停止（N-STOP）和快速停止（F-STOP)也处于失效状态，硬件紧急停止（E-STOP)因距离太短不能满足活套小车的刹车距离，最终活套小车高速撞向机械档块。为此，我们认真分析其控制原理，和大家分享学习，并用于生产实践之中。

一、产线基本介绍

退火酸洗线共两条，每条设计年产能45万吨，产线长度700米，工艺速度210米/分钟，是目前同行业速度最高的产线。焊机由美国GUILD公司提供；电阻焊，焊接厚度0.3-2mm；可焊接冷轧200系和300系列不锈钢材料。炉子由比利时DREVER公司设计和提供，最大产能可达88吨/小时。酸洗段由山西太钢工程院设计提供；两槽硫酸钠电解整流，三槽氟化氢与硝酸的混合液。平整机、拉矫机、收放卷等由中国一重提供。变速变频器驱动和自动化程序由ABB、宝信公司提供。全线控制高度自动化，自动纠偏装置（CPC）分布在产线各个区域，速度控制系统保证了各区运行的协调性。

二、活套保护类型

1.活套空套位置的保护类型

1.1.1活套空套同步点保护。当产线出口段的速度大于中间工艺段的速度时，活套开始放套，当活套小车接近空套同步点时，出口的速度立即会与中间工艺段的速度同步，并处于窗口控制状态。

1.1.2活套空套正常停止（N-STOP)。当活套小车接近空套同步点时，出口的速度没有与中间工艺段的速度同步，此时，活套小车就会撞向“活套空套正常停止（N-STOP)的保护开关，同时，活套小车、中间工艺段、出口段，都会以正常停止的减速斜率进行停止，刹车距离长度小于正常停止与快速停止保护开关位之间的距离，避免其撞到快速停止位保护开关（F-STOP)。

1.1.3活套空套快速停止（F-STOP)。当活套小车触发了正常停止位的保护开关，但活套小车未能停止，此时，活套小车就会撞向“活套空套快速停止（F-STOP)的保护开关，同时，活套小车、中间工艺段、出口段，都会以快速停止的减速斜率进行停止，刹车距离长度小于快速停止与紧急停止保护开关位之间的距离，避免其撞到紧急停止位保护开关（E-STOP)。

1.1.4活套空套紧急停止（E-STOP)。当活套小车触发了快速停止位的保护开关，但活套小车未能停止，此时，活套小车就会撞向“活套空套紧急停止（E-STOP)的保护开关，同时，活套小车、中间工艺段、出口段，都会以紧急停止的减速斜率进行停止，与该活套前后相关的电机都因紧急停止（E-STOP)的触发而断电（E-OFF），此时的刹车距离长度要小于紧急停止保护开关位与机械保护档块之间的距离，避免其撞到机械保护档块而损坏。

1.1.5活套空套机械档块保护。当所有保护失效时，最后一道机械档块，主要是避免活套小车直接撞向建筑结构，产生重大的设备损坏。

1.2活套满套位置的保护类型（同理）

1.2.1活套满套同步点保护。

1.2.2活套满套正常停止（N-STOP)。

1.2.3活套满套快速停止（F-STOP)。

1.2.4活套满套紧急停止（E-STOP)。

1.2.5活套满套机械档块保护。

三、活套带钢、轨道长度的精准计算（以冷轧2#冷酸线出、入口活套为例）

3.1计算入口活套钢带最小长度

T:每颗钢卷的生产时间；

t1:入口钢带从0加速到中间段目标速度时间；t1=V1/(a1*60)

t2:入口甩尾及焊接时间300秒；

入口加速度a1=0.3788m/s²

中间段最大速度V1=200米/分钟；

入口活套钢带最小长度=t2/60*V1 +t1/60*V1（将t1代入计算）=t2/60*V +V1/(a1*60*60)*V1=1000+29.33=1029.33=1030米

3.2入口活套轨道最小长度=1030米/6层=171.67=172米

3.3同理，可计算出口活套钢带最小长度

t1:平整机从0加速到中间段目标速度时间；t1=V1/（a1*60）

t2:出口下卷,同时平整机换辊时间210秒；

出口加速度a1=0.3788m/s²

中间段最大速度V1=200米/分钟；

出口活套钢带最小长度=t2/60*V1 +t1/60*V1（将t1代入计算）=t2/60*V +V1/(a1*60*60)*V1=700+29.33=729.33米=730米

3.4出口活套轨道最小长度=730米/6层=121.67=122米

四、结论

4.1活套，是酸洗退火线的重点维护设备。活套保护同步点、正常停止（N-STOP）、快速停止（F-STOP)、紧急停止（E-STOP)，涉及到活套设备的运行安全，我们要定期检验安全保护动作的有效性和准确性，保障设备运行长期安全和稳定。

4.2带钢在活套中的最小储存量，是由活套决定的。同时，它又限制了中间工艺段和出口段的速度，也限制了小时产量。为此，精准计算活套带钢最小储存量，核算活套轨道最小长度，对生产和安全起着非常重要的意义。

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