冷轧热镀锌线立式活套控制分析

冷轧热镀锌线立式活套控制分析

张清明

宝武集团武钢股份有限公司冷轧厂 湖北武汉430080

摘要：介绍了武钢二冷轧热镀锌线立式活套的组成、速度控制、张力控制、位置控制等，对类似的活套控制有一定的参考价值。

关键词：立式活套；充套；放套；张力控制

Abstract: Introduce the composing of stand_up Loop Tower in Hot CGL of The second Cold Strip Rolling Mill , and describe the control of speed,tension,position. It can be used as a valuable reference for design of the similar system in the future.

Keywords: stand_up Loop Tower;fill the loop;empty loop;tension control

1、前言

在连续热镀锌生产线上，活套都是必不可少的设备。活套的功能最主要的是储存带钢，保证在入口段和出口段停车或者加工段换辊时，工艺段的连续生产。武钢二冷轧热镀锌线由入口段、工艺1段、工艺2段和出口段组成，被3个立式活套分隔，分别是入口活套，中间活套和出口活套，入口活套在入口段和工艺1段的清洗段之间，如图1所示，通过它存蓄的带钢套量，保证当入口段因焊接带钢而停机时，工艺段的带钢能连续运行，因此，入口活套总是尽量充到满位。

图1

2、组成

活套塔：型钢结构，带有位于上方的活套车、钢绳卷扬提升系统、下固定转向辊和平衡重，总能力约508 米带钢，工作能力480 米带钢；

活套车：全行程约25.4 米，工作行程24 米，带可调节的导向轮，用于安放可移动的转向辊；

钢绳卷扬提升系统：1 台变频马达，带绝对值编码器和测速马盘，用于钢绳卷扬的传动，带可转向的卷筒，用于卷取或开卷活套车的两根钢绳；2 台变频马达，用于张力补偿，安装在底部转向辊上；2根卷扬钢绳，带钢绳导轮，用于卷扬系统提升和降低活套车；

转向辊：空心管结构，带安装在轴承座中的减摩擦轴承，直径1 000毫米 X长度2400 毫米，10 根可移动的上转向辊，8 根固定的下转向辊，钢辊壳，表面镀铬，每个传动的转向辊上都有清洁设备；

4 个配重：带钢绳，钢绳导轮和导向装置，用于平衡活套车，配重等于辊系重量；

过载保护装置：安装在底部转向辊上，当带钢张力超限时该转向辊框架会被提升，释放张力，以保护活套塔框架结构；

润滑：齿轮单元带飞溅润滑，转向辊采用集中干油润滑；

纠偏辊单元：共3套，分别安装在底部入口侧、中间和出口侧的转向辊上，双纠偏单元，带液压对中控制系统，纠偏带钢到机组的中心；

测张仪：安装在出口侧纠偏转向辊上，有两个压力传感器，传动侧、操作侧各1个，可水平或垂直方向测量压力，然后根据包角换算成张力；

极限：空套快停1个，空套急停操作侧和传动侧各1个，满套快停1个，满套急停操作侧和传动侧各1个，监控钢绳断裂极限2个，同步校正极限1个，过载保护极限2个。

3、控制

3.1  充放套速度控制：入口段和工艺1段的速度是由活套小车来平衡的，下面的公式始终成立：入口段速度－(＋)活套车速度×带钢层数－工艺1段速度＝0（如果活套车向充套方向运动则符号为“＋”，如果活套车向放套方向运动则符号为“－”）。入口段的最高速度V入MAX为260 m/min，工艺1段的最高速度V工艺MAX为200 m/min，活套塔内有20层钢带，那么活套车的最大放套速度是V＝（0－V工艺MAX）/20＝－10m/min，活套车的最大充套速度是V＝（V入MAX－V工艺MAX）/20＝3m/min。当活套前后段速度不一致时，由上面的公式可以计算出活套车的速度值，作为卷扬电机的速度给定，控制活套小车的上下移动。

3.2  活套小车位置控制：活套小车的位置由安装在卷扬卷筒上的绝对值编码器来测量，活套小车的位置取决于入口段和工艺1段的速度差。有一个极限位用来校正编码器，以补偿钢绳的长度形变和打滑引起的偏移。由于要保证处理1段炉区的连续运行，活套车总是在满套位置，但由于处理段可能要向后点动，所以充套量保持在满套的95％。入口焊接钢卷时，入口段停车，活套放套，焊接完后活套小车以最大速度3m/min充套至95％。

3.3  张力控制：活套塔的出口侧安装了一部测张仪，可以使卷扬电机实现张力闭环控制，当测张仪出现故障时，卷扬电机还能实现张力开环控制。利用张力测量值可以进行断带的判断监控，一旦检测出断带信号，卷扬电机立即跳闸。虽然卷扬电机的旋转方向不同，但力矩的方向是恒定不变的，充套时电机工作在电动状态，放套时工作在发电状态。在生产线启动之前，活套先接通静张力，静张力是正常张力的25%，然后再释放抱闸，这样可以防止活套小车在抱闸释放的瞬间下滑。在穿带或点动时，卷扬电机的力矩限制在正常张力的25%。

3.4  补偿辊电机控制：补偿辊电机是速度控制，为了保证活套带钢张力的稳定，有两个主要的补偿值，一个是静态的，补偿带钢弯曲力损失，另一个是动态的，补偿加减速时的张力损失。当稳态时，辊系内所有辊子的线速度相等（V= V出= V入）；动态时辊系内所有辊子的线速度不相等，可由下面的公式计算：

Vi= V入[1－i/20] ＋V出(i/20)

式中Vi——第i个辊子的线速度

V入——活套入口侧的线速度

V出——活套出口侧的线速度

3.5  限位保护控制：活套塔底部有一个过载保护设备，当带钢张力超出最大值，此设备会被抬起，极限信号丢失，会导致急停，这个张力限幅值在调试时测定。另外，充套方向有一个快停磁感应极限开关和两个急停极限开关（传动侧和操作侧各一个），空套方向也有。正常情况下，活套小车在套量的0-100%范围内移动，当活套小车超出空套位或者满套位时，会碰到快停极限，导致相应段快速停车。在活套的最顶端和最下端有机械式急停极限，这是小车上下移动的最大位置，如果触发这个极限开关，会导致紧急停车，机械缓冲装置也会限制小车的进一步移动。

4、结语

活套的形式分多种，主要包括坑式、盘式、卧式和立式四种。立式活套广泛应用于现代带钢生产线上。使用立式活套必须配有高跨天车，需要厂房高度高、投资较大。但其带钢存储量大、不易损伤带钢、节省生产线长度等优点，依然使其成为目前带钢加工生产线上的主流。

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