鋁板帶箔軋機(jī)板形控制系統(tǒng)動態(tài)過程控制異常處理方法探討

王修亮

（新疆眾和股份有限公司烏魯木齊830013）

鋁板帶箔軋機(jī)板形控制系統(tǒng)動態(tài)過程控制異常處理方法探討

王修亮

（新疆眾和股份有限公司烏魯木齊830013）

隨著我國鋁加工行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，更加關(guān)注于鋁加工產(chǎn)品的厚度控制精度和板形控制能力，為了進(jìn)行技術(shù)升級改進(jìn)和研究在鋁板帶箔軋機(jī)控制領(lǐng)域引進(jìn)了SIEMENS、ABB板形控制系統(tǒng)。本文針對SIEMENS板形控制系統(tǒng)在動態(tài)過程控制中出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行了較為深入的研究和總結(jié)，希望對以后在使用和調(diào)試鋁板帶箔軋機(jī)板形控制系統(tǒng)時有所幫忙。

鋁板帶箔軋機(jī)動態(tài)過程板形控制

1 鋁板帶箔軋機(jī)箔材動態(tài)軋制過程板形控制異常狀態(tài)現(xiàn)象描述

某鋁加工廠鋁板帶箔軋機(jī)引進(jìn)了SIEMENS板形檢測控制系統(tǒng)，采用的SIEMENS板形輥共26個壓力檢測環(huán)，某規(guī)格產(chǎn)品箔材覆蓋SIEMENS板形輥第4#～23#環(huán)，在箔材動態(tài)軋制過程SIEMENS板型輥第15個壓力環(huán)檢測值明顯偏大（I.U值偏大），SIEMENS板型輥第24#～26#壓力檢測環(huán)在軋制過程中檢測壓力明顯異常（注：由于板型輥第24#～26#環(huán)輥面上沒有受到鋁板帶箔壓力的作用，正常狀態(tài)時RAW值應(yīng)3300左右）,如圖1所示。

圖1

2 鋁板帶箔軋機(jī)箔材動態(tài)軋制過程板形控制異常狀態(tài)處理過程

（1）驗證L1級AFC控制系統(tǒng)的有效性，按照AFC控制系統(tǒng)控制原理，當(dāng)SIEMENS板形輥壓力環(huán)檢測壓力大于設(shè)定目標(biāo)值時，AFC控制系統(tǒng)應(yīng)控制減小對應(yīng)板形輥環(huán)域的冷卻噴射量以使工作輥相應(yīng)的環(huán)域熱膨脹，對應(yīng)環(huán)域的鋁板箔材會有微量變薄的趨勢，從而使鋁板箔材板形I_Unit接近于目標(biāo)值。但這次板型輥第15個環(huán)壓力環(huán)檢測值明顯偏大，板形已嚴(yán)重超出控制目標(biāo)I_Unit值，冷卻噴射量已調(diào)整到極限為零，不能再進(jìn)行調(diào)控，這種現(xiàn)象說明AFC控制系統(tǒng)的控制是正確的，只是當(dāng)冷卻噴射量調(diào)控到極限值后還是不能改善鋁板帶箔處于板形輥第15環(huán)的板形。如圖2所示。

圖2

（2）驗證板形控制系統(tǒng)冷卻噴射控制的有效性，通過強(qiáng)制手動控制第1～26組冷卻噴射閥，一一驗證了1～26組冷卻噴射閥控制的有效性。而且在軋制過程中強(qiáng)制開啟板形輥第15個壓力檢測環(huán)對應(yīng)的冷卻噴淋閥，可以明顯看到板型輥第15個壓力環(huán)檢測的壓力越來越大，驗證了處于異常狀態(tài)時板形輥第15個壓力檢測環(huán)對應(yīng)的冷卻噴淋閥處于關(guān)閉狀態(tài)，AFC控制和冷卻噴淋控制是正常的。

（3）驗證板形輥壓力環(huán)檢測的準(zhǔn)確性，用同樣的4種砝碼對板型輥1#～26#壓力檢測環(huán)一一進(jìn)行標(biāo)定，板形輥每個壓力檢測環(huán)的線性值均大于0.9999,只要達(dá)到0.9998就合格，板形輥的檢測精度和線性處于非常良好的狀態(tài)，驗證了Siemens板形輥壓力環(huán)檢測的準(zhǔn)確性，如圖3、圖4所示。

圖3

圖4

（4）驗證冷卻噴淋噴嘴角度與板形輥環(huán)域?qū)?yīng)性，由于在箔材動態(tài)軋制過程SIEMENS板型輥第15個壓力環(huán)檢測值明顯偏大（I.U值偏大）時，強(qiáng)制將與板形輥第14個或16個壓力檢測環(huán)對應(yīng)的冷卻噴淋關(guān)閉，雖然這期間板形輥第14個或16個壓力檢測環(huán)的檢測壓力會減少而偏離目標(biāo)值，但板形輥第15個壓力檢測環(huán)的檢測壓力會漸漸接近于目標(biāo)值，說明15#環(huán)域受14#或16#環(huán)域噴淋控制的影響，因此懷疑冷卻噴淋與板形輥各壓力環(huán)對應(yīng)性不好，或者冷卻噴淋噴嘴角度不對。用紅外標(biāo)線器進(jìn)行對中測試，板形輥各壓力環(huán)與各冷卻噴淋噴嘴一一對應(yīng)。冷卻噴淋噴嘴角度的一個固定的斜角，以確保噴射的覆蓋面能與板型輥的幅寬一致，而且檢查冷卻噴淋噴嘴也沒有堵塞和異常噴射現(xiàn)象。并且將板形輥第24#～26#壓力檢測環(huán)與14#～16#壓力檢測環(huán)對應(yīng)的冷卻噴淋噴嘴進(jìn)行對調(diào)，以驗證冷卻噴淋有效性。

（5）驗證工作輥磨削精度的可靠性，如果工作輥在15#環(huán)域磨削精度不夠也可能造成上述異?，F(xiàn)象，因此不僅對工作輥磨削精度進(jìn)行了檢測，并連續(xù)更換了2副工作輥以驗證工作輥磨削精度的可靠性。

（6）驗證鋁板帶箔來料板形的可靠性，用掃描式凸度儀檢測鋁板帶箔來料板形良好，并將同一批次的鋁板帶箔在其它軋機(jī)上軋制同規(guī)格的箔材產(chǎn)品均未出現(xiàn)這種板形控制異常狀態(tài)，有效排除了箔材來料板形對板形控制異常的影響。

（7）測量SIEMENS板形輥每個壓力環(huán)的電壓值，在不受外力作用下1～26#壓力檢測環(huán)電壓值均為1.2V左右，RAW均為3300左右，將氣源關(guān)閉后，RAW均為1900左右。檢測結(jié)論正常，如圖5所示。

圖5

（8）測試鋁板帶箔軋機(jī)機(jī)前機(jī)后輥系水平度，由于SIEMENS板形輥第24#～26#壓力檢測環(huán)在進(jìn)行標(biāo)定時檢測正常，但在軋制過程中檢測壓力明顯異常，由于板形輥第24#～26#環(huán)輥面上沒有受到鋁板帶箔壓力的作用，出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能是板型輥與鋁板帶箔不是垂直力，因而使24#～26#壓力檢測環(huán)受到4～23#環(huán)的擠壓，而造成壓力檢測異常。因此對機(jī)后、機(jī)前輥系的水平度均進(jìn)行了靜態(tài)檢測，檢測結(jié)論是正常合格。

通過采用以上驗證措施后，鋁板帶箔軋機(jī)SIEMENS板型輥第15個壓力環(huán)檢測I.U值和第24#～26#個壓力環(huán)檢測I.U值和仍然得不到很好的控制，可能是SIEMENS板形輥裝配不好，環(huán)與環(huán)之間的間隙不一致，使SIEMENS板型輥第15個壓力環(huán)第24#～26#個壓力環(huán)受其它外力的作用，因此對SIEMENS板形輥拆開進(jìn)行再次裝配并調(diào)整環(huán)與環(huán)間隙，可在軋制過程中仍然出現(xiàn)上述箔材板形控制不好現(xiàn)象。

3 鋁板帶箔軋機(jī)箔材動態(tài)軋制過程板形控制異常狀態(tài)處理結(jié)果

對鋁板帶箔軋機(jī)箔材動態(tài)軋制過程中SIEMENS板形輥轉(zhuǎn)動狀態(tài)進(jìn)行試驗，按照SIEMENS板形輥工作原理，在鋁板帶箔軋機(jī)軋制過程中SIEMENSVAI板形輥第24#～26#個壓力檢測環(huán)由于不與鋁板帶箔接觸，檢測環(huán)在不受外力的作用下用手指輕壓就可以讓其停止轉(zhuǎn)動，但此時需要一個較大的力才能讓其停止轉(zhuǎn)動，因此可以推測板形輥與其它輥系的平行度和水平度還不是太好。由于動態(tài)軋制過程中包角輥處于工作狀態(tài)位置，前期在進(jìn)行包角輥的水平度檢測與校準(zhǔn)時是以非軋制狀態(tài)包角輥處于抬起位置為基準(zhǔn)，此時以包角輥處于軋制工作狀態(tài)位置進(jìn)行水平度檢測，發(fā)現(xiàn)包角輥在軋制工作狀態(tài)位置水平度操作側(cè)明顯高于傳動側(cè)0.289mm，因此以包角輥軋制工作狀態(tài)位置做為基準(zhǔn)對包角輥水平度進(jìn)行了校準(zhǔn),如圖6所示。

圖6

對鋁板帶箔軋機(jī)輥系工作狀態(tài)位置的水平度進(jìn)行校準(zhǔn)后開始進(jìn)行軋制，軋制過程中鋁板箔材板形控制良好，板形控制系統(tǒng)控制狀態(tài)良好，SIEMENS板型輥1-3#壓力檢測環(huán)、24-26#壓力檢測環(huán)由于不受外力的作用，RAW值均為3250左右，處于正常狀態(tài)，板形輥第15#環(huán)板形檢測I.U值正常，如圖7所示。

圖7

4 鋁板帶箔軋機(jī)箔材動態(tài)軋制過程板形控制異常狀態(tài)處理方法總結(jié)

（1）驗證L1級AFC控制系統(tǒng)的有效性；

（2）驗證板形控制系統(tǒng)冷卻噴射控制及噴射閥的有效性；

（3）驗證板形輥壓力檢測環(huán)檢測的準(zhǔn)確性；

（4）驗證冷卻噴淋噴嘴角度與板形輥環(huán)域?qū)?yīng)性；

（5）驗證工作輥磨削精度的可靠性；

（6）驗證鋁板帶箔來料板形狀況的對板形控制系統(tǒng)影響；

（7）測量SIEMENS板形輥每個壓力環(huán)的電壓值以確認(rèn)壓力環(huán)可靠性；

（8）校準(zhǔn)鋁板帶箔軋機(jī)機(jī)前機(jī)后輥系水平度；

（9）對SIEMENS板形輥進(jìn)行拆開再裝配并調(diào)整環(huán)與環(huán)間隙；

（10）校準(zhǔn)鋁板帶箔軋機(jī)板形輥與各傳動輥在工作狀態(tài)位的平行度、水平度。

[1]SIEMENSSIROLLAirBearingShapemeterManual 2011.05.

[2]FATA.HsystemProcedures&functionalities.2010.06.

收稿：2015-05-27

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.04.034