冷軋機板型控制系統

概述

現在用戶們對冷軋板帶的質量要求越來越高，與此同時，生產廠降低成本的壓力也越來越大。因此，軋廠必須最佳利用現有設備，提高設備的利用率。但這裡存在著一些問題。

在冷軋軋制過程中，帶鋼在機架之間的張力和卷取張力很高。在張力的作用下，帶鋼長度的不均一也就是說，平直度缺陷一被隱瞞了。帶鋼看上去是平直的。但平直度的缺陷依然存在，當開卷時它就會顯現出來。

除此之外，平直度缺陷給軋制過程帶來許多不利因素。由於縱向延伸度的不同，帶鋼的張力分布不均。如果不進行控制，就會干擾軋制過程，造成跑偏鋼、以至斷帶。這樣，為了保證設備的安全，只有降低軋制速度，而且軋鋼工必須隨時注意軋制情況，以防意外。

由於以上兩種原因，造成產品質量差、產量下降。由於冷軋廠的固定成本占生產成本的比例較大，產量下降使得每噸板帶的成本（單位成本）急劇上升，嚴重影響廠家的盈利能力。

板型測量和控制系統能夠從根本上解決以上所述的問題，並自動最佳調節軋機所具有的執行機構。

通過

n提高軋制速度，

n減少設備故障，

n提高產量,

從而提高設備的工作效率。

通過改善板型達到

n降低和消除產品質量缺陷，

n產品質量穩定，

n提高後繼過程的工作效率

的目的。

國際使用經驗表明，在軋制寬板和薄板時，軋機效率可提高20％至50％。具體數值取決於軋機型號、設備參數和設備具有的執行機構。板型控制系統的投資一般在幾個月至半年就可收回。

1系統結構

板型控制系統由板型儀、板型控制器、工程師和操作員站組成。系統結構圖如下：

板型控制器採用高性能控制器，CPU主頻達1.8GHz。平台是為惡劣環境下應用和高可靠性需求而特殊設計的，是軍用、航空航天、工業自動化自動化、測試系統與IC測試等高端應領域的應用提供了一個高可靠性和高性能的計算機硬體平台。

2板型測量儀

BFI全封閉式測量輥。

板型測量與控制系統的一個重要部分是板型測量輥。它可以作為附加測量輥，也可以作為軋機和卷取機之間的轉向輥使用。BFI測量輥採用新型設計方案製造。

l實心輥體

輥體使用高鉻合金整體鍛造而成。在小孔中埋入壓力感測器，並由螺栓固定，特種螺栓對感測器施加的預應力使其處於線性測量範圍之內。通過中心孔可將所有的感測器和在測量輥一端的放大器連接起來。

感測器通過軸向孔安裝，保證完整的輥面。因此在正常生產使用中（十年）無需維護。

l避免干擾力

感測器測量帶鋼作用在測量輥上的法向力，感測器受到蓋子的保護。蓋子和測量輥體之間的間隙為10～30μm。間隙的密封採用的是Ⅵton-O一環。這樣的構造能避免測量輥彎曲時對感測器產生干擾力。

l測量輥的表面

測量輥的表面硬度及材料也可以自由選擇，如使用硬化鋼材、橡膠或塑料。以滿足不同軋機對板材表面的高要求，例如：不鏽鋼、銅材等等。

lBFI構造的優點：

n構造簡單

n維修量小

n堅固可靠

n承受力截面大

n因此承受力大

n測量輥直徑可在200～600mm之間自由選擇

n取代現有的轉向輥，而無需更改軋機構造

n避免機械干擾力

n測量區的距離可自由選擇在10～52mm之間

n極高的測量精度

l壓電晶體感測器

新系統採用的壓電晶體感測器具有很多優點。因此它也在航空工業中得到廣泛的應用。

壓電晶體感測器的優點：

n極高的絕對精度：0.01N

n極大的測量範圍：0.1N~90000N

n幾乎無滯遲的壓力測量

n工作溫度範圍：-196℃~+250℃

n極好的線性特徵：典型值0.1％

n機械承受極限高l 10000N

n彈性係數高：7.5N/μm

n極小的磁滯

在所有的測量範圍嘈聲信號都不會被放大。

板型實際值計算

在冷軋（箔軋）工藝中板型是指帶材的平直度，若將帶材沿其長度方向平分為若干長條分區（N長條），那麼平直度定義是：

在實際生產的過程中，目前尚無法直接精確測定帶材各分區的長度。因此，板型儀一般使用間接測量的方法。目前，比較成熟並且大量投入使用的方法是測量帶材各分區的張力。在帶材彈性變形的範圍內，長度變化遵守胡克定律：

對壓強測量精度的要求，取決於材料和工作點的張拉力強度。如要求板型測量精度在 1 I-Unit，那麼

在實際測量中由於測量輥在帶材張力的作用下變形，測量到的信號由於感測器的位置不同，受到不同程度的影響，因此，對測量到的信號需要進行修正補償（如正弦補償〕。同時基於不同的機械設計，測量信號的系統偏差，也需要進行特殊的修正補償。

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