中厚板廠軋輥冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與分析

1、工作輥冷卻

　　軋機分上下兩個工作輥，位于機架的中間，在機架外部安裝布置管路，通過噴射管將冷卻水供給工作輥。冷卻水的開啟及水量的控制由PLC自動控制完成，操作工通過HMI選擇”工作”或者”維護”模式，通過HMI人機界面輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭^程控制計算機PLC中，各控制閥根據(jù)其特征曲線開、閉以達到需求的冷卻水量。

　　工作輥冷卻分為中間冷卻和邊部冷卻兩種方式，在數(shù)學(xué)模型的控制上，一般將工作輥長度方向分為三部分，中間部分和兩邊部分。一般中間的溫度要高于兩邊，因此在計算機模型控制中實行三段冷卻控制，沿輥身長度方向改變各部分的冷卻條件，從而改變工作輥的熱凸度值。當(dāng)鋼板寬度小于2700mm的情況下只使用中間冷卻就可以，當(dāng)鋼板寬度大于2700mm時需中間冷卻與邊部冷卻同時投用。在軋制過程中各道次的冷卻參考值由過程控制計算機通過數(shù)學(xué)模型計算得出。當(dāng)鋼板最后一道次軋制完成后，系統(tǒng)重新計算，準(zhǔn)備下一張鋼板的軋制冷卻。當(dāng)選擇維護模式，參考值必須通過人機界面輸入。當(dāng)選擇到換輥模式時，工作輥冷卻系統(tǒng)將被關(guān)閉。

　　軋機工作輥的冷卻系統(tǒng)不僅僅是上下工作輥的冷卻，還包括進口、出口區(qū)域運輸輥道的冷卻以及上下工作輥入口、出口的機架冷卻。冷卻系統(tǒng)示意圖如下圖2所示，

2、支撐輥冷卻

　　支撐輥冷卻在整個軋制過程中一直工作，僅當(dāng)換輥等情況下支撐輥冷卻才被關(guān)閉，主要作用是避免支撐輥過熱造成損傷。

　　支撐輥的冷卻水量需要通過手動閥進行調(diào)節(jié)，自動控制僅僅是打開與關(guān)斷冷卻系統(tǒng)而不能進行水量的控制。測量的冷卻水量大小可以通過TCP/IP通訊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭^程控制計算機中及HMI人機界面里，供操作人員監(jiān)視。軋機支撐輥冷卻系統(tǒng)如下圖3所示：

3、除鱗

　　在軋制過程中鋼板的表面會出現(xiàn)一些氧化鐵皮等鱗屑狀物質(zhì)，影響著鋼板軋制質(zhì)量和表面質(zhì)量，需從鋼板表面除去。因此上下除鱗噴嘴安裝在機座入口和出口側(cè)邊，在鋼板進入輥縫之前去除產(chǎn)品表面形成的二次氧化鐵皮。除鱗噴嘴安裝了內(nèi)嵌式單向閥防止未進行除鱗時水滴到鋼板上。上集管安裝在上導(dǎo)板上，通過導(dǎo)板箱底板上的槽縫噴射。上集管可以和導(dǎo)板一起升降以便和上軋輥同步，從而保持噴嘴和鋼板之間的距離不變。底部噴嘴安裝在機架立柱之間，從輥道輥子間噴射。噴嘴安裝示意圖4如下：

　　當(dāng)鋼板在軋制中進行往返道次軋制時，高壓除鱗水隨時打開。高壓水除鱗的打開與關(guān)閉通過一級控制系統(tǒng)PLC的物料跟蹤來自動實現(xiàn)，當(dāng)檢測到鋼板在道次軋制狀態(tài)，并且鋼板在機架軋制區(qū)域內(nèi)時，機架除鱗系統(tǒng)自動執(zhí)行；當(dāng)本道次（本張鋼板）軋制完成后，除鱗系統(tǒng)自動關(guān)閉，必須注意的是，在軋制結(jié)束后應(yīng)立即關(guān)閉軋輥冷卻水，否則冷卻水將會過多，從而影響軋輥溫度。計算機控制系統(tǒng)確定鋼板的下一道次位置，準(zhǔn)備下一道次（或下一張鋼板）的除鱗作業(yè)。操作工也可以通過HMI手動來打開或關(guān)閉除鱗系統(tǒng)。

　　除鱗系統(tǒng)噴射管控制器包括一個低壓先導(dǎo)閥和一個高壓換向閥。其工作流程如下：

　　除鱗系統(tǒng)打開方式：先啟動低壓控制閥（約0.3MPa），當(dāng)流量開關(guān)顯示“低壓可用”時，高壓控制閥（約20MPa）打開。在約1－2秒停滯時間后高壓水從除鱗噴嘴里噴出。為了避免高壓力對電磁閥造成機械損傷，即使是在手動模式也要設(shè)置一個閥門的最小開啟時間。

　　除鱗系統(tǒng)關(guān)斷方式：高壓換向閥先關(guān)斷，1－2秒后低壓先導(dǎo)閥也關(guān)斷。關(guān)斷期間，上噴嘴將延遲（約1－5秒）被關(guān)斷，防止下噴嘴被污染物堵死。

4、除塵

　　安裝除塵系統(tǒng)是為了通過噴水（水霧）沖刷掉軋制時產(chǎn)生的空氣中的灰塵。

　　在入口和出口側(cè)各邊都有兩排噴嘴，一排在上端，一排在下端。這也是節(jié)能環(huán)保功能的一部分。

　　除塵功能由操作工選擇。根據(jù)鋼板軋制的方向和速度等進行噴嘴的控制，當(dāng)軋機速度大于80％的全速時，噴水將被打開。20秒后當(dāng)速度降到75％的全速以下時，噴嘴將被關(guān)斷。

5清掃噴射

　　在精軋機軋制完成后，為了便于鋼板厚度和寬度尺寸的測量，要盡量去掉鋼板表面殘留的冷卻水和除鱗水。清掃噴射裝置安裝在軋機機架出口側(cè)，通過電磁閥啟動。在軋機軋制過程中，清掃噴射持續(xù)工作。當(dāng)控制系統(tǒng)收到“軋機卸荷”指令，即鋼板的最后一個道次軋制完成時，軋機入口和出口側(cè)的清掃噴射關(guān)閉。

6結(jié)束

　　軋輥冷卻水能夠冷卻軋輥，延長其使用壽命，另一個最主要的因素是在計算機模型的控制下，冷卻水系統(tǒng)能夠保證產(chǎn)生對稱的軋輥熱凸度和軋制凸度，從而得到良好的板型和平直度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。