中厚板廠(chǎng)軋輥冷卻系統的設計與分析

1、工作輥冷卻

　　軋機分上下兩個(gè)工作輥，位于機架的中間，在機架外部安裝布置管路，通過(guò)噴射管將冷卻水供給工作輥。冷卻水的開(kāi)啟及水量的控制由PLC自動(dòng)控制完成，操作工通過(guò)HMI選擇”工作”或者”維護”模式，通過(guò)HMI人機界面輸入相關(guān)數據，并將數據傳輸到過(guò)程控制計算機PLC中，各控制閥根據其特征曲線(xiàn)開(kāi)、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，在數學(xué)模型的控制上，一般將工作輥長(cháng)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(shí)行三段冷卻控制，沿輥身長(cháng)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。當鋼板寬度小于2700mm的情況下只使用中間冷卻就可以，當鋼板寬度大于2700mm時(shí)需中間冷卻與邊部冷卻同時(shí)投用。在軋制過(guò)程中各道次的冷卻參考值由過(guò)程控制計算機通過(guò)數學(xué)模型計算得出。當鋼板最后一道次軋制完成后，系統重新計算，準備下一張鋼板的軋制冷卻。當選擇維護模式，參考值必須通過(guò)人機界面輸入。當選擇到換輥模式時(shí)，工作輥冷卻系統將被關(guān)閉。

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

2、支撐輥冷卻

　　支撐輥冷卻在整個(gè)軋制過(guò)程中一直工作，僅當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(guò)熱造成損傷。

　　支撐輥的冷卻水量需要通過(guò)手動(dòng)閥進(jìn)行調節，自動(dòng)控制僅僅是打開(kāi)與關(guān)斷冷卻系統而不能進(jìn)行水量的控制。測量的冷卻水量大小可以通過(guò)TCP/IP通訊將數據傳輸到過(guò)程控制計算機中及HMI人機界面里，供操作人員監視。軋機支撐輥冷卻系統如下圖3所示：

3、除鱗

　　在軋制過(guò)程中鋼板的表面會(huì )出現一些氧化鐵皮等鱗屑狀物質(zhì)，影響著(zhù)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邊，在鋼板進(jìn)入輥縫之前去除產(chǎn)品表面形成的二次氧化鐵皮。除鱗噴嘴安裝了內嵌式單向閥防止未進(jìn)行除鱗時(shí)水滴到鋼板上。上集管安裝在上導板上，通過(guò)導板箱底板上的槽縫噴射。上集管可以和導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：

　　當鋼板在軋制中進(jìn)行往返道次軋制時(shí)，高壓除鱗水隨時(shí)打開(kāi)。高壓水除鱗的打開(kāi)與關(guān)閉通過(guò)一級控制系統PLC的物料跟蹤來(lái)自動(dòng)實(shí)現，當檢測到鋼板在道次軋制狀態(tài)，并且鋼板在機架軋制區域內時(shí)，機架除鱗系統自動(dòng)執行；當本道次（本張鋼板）軋制完成后，除鱗系統自動(dòng)關(guān)閉，必須注意的是，在軋制結束后應立即關(guān)閉軋輥冷卻水，否則冷卻水將會(huì )過(guò)多，從而影響軋輥溫度。計算機控制系統確定鋼板的下一道次位置，準備下一道次（或下一張鋼板）的除鱗作業(yè)。操作工也可以通過(guò)HMI手動(dòng)來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉除鱗系統。

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

　　除鱗系統打開(kāi)方式：先啟動(dòng)低壓控制閥（約0.3MPa），當流量開(kāi)關(guān)顯示“低壓可用”時(shí)，高壓控制閥（約20MPa）打開(kāi)。在約1－2秒停滯時(shí)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(dòng)模式也要設置一個(gè)閥門(mén)的最小開(kāi)啟時(shí)間。

　　除鱗系統關(guān)斷方式：高壓換向閥先關(guān)斷，1－2秒后低壓先導閥也關(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

　　安裝除塵系統是為了通過(guò)噴水（水霧）沖刷掉軋制時(shí)產(chǎn)生的空氣中的灰塵。

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

　　除塵功能由操作工選擇。根據鋼板軋制的方向和速度等進(jìn)行噴嘴的控制，當軋機速度大于80％的全速時(shí)，噴水將被打開(kāi)。20秒后當速度降到75％的全速以下時(shí)，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，通過(guò)電磁閥啟動(dòng)。在軋機軋制過(guò)程中，清掃噴射持續工作。當控制系統收到“軋機卸荷”指令，即鋼板的最后一個(gè)道次軋制完成時(shí)，軋機入口和出口側的清掃噴射關(guān)閉。

6結束

　　軋輥冷卻水能夠冷卻軋輥，延長(cháng)其使用壽命，另一個(gè)最主要的因素是在計算機模型的控制下，冷卻水系統能夠保證產(chǎn)生對稱(chēng)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。