冶金設(shè)備自動化

冷軋帶鋼自動化處理簡介遼寧科技大學(xué)二〇一五年十一月機(jī)設(shè)12-A2班姜明光1233冷軋概況與特點(diǎn)冷軋工藝簡介帶鋼冷軋?zhí)幚碜詣踊滠埨滠堃?、冷軋概況1.1什么叫冷軋1.2冷軋有什么特點(diǎn)1.3冷軋生產(chǎn)方法有哪幾種?冷軋1.1什么叫冷軋

金屬在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行軋制變形叫做冷軋，一般指帶鋼不經(jīng)加熱而在室溫直接進(jìn)行軋制加工。冷軋后的帶鋼可能燙手，但還是叫冷軋。冷軋1.2冷軋有什么特點(diǎn)

冷軋生產(chǎn)可提供大量高精確度和性能優(yōu)良的鋼板和帶材，其最主要的特點(diǎn)是加工溫度低，同熱軋生產(chǎn)相比，它有以下優(yōu)點(diǎn)：冷軋

(1)冷軋帶鋼產(chǎn)品尺寸精確，厚度均勻，帶鋼厚度差一般不超過O.01-0.03mm或更小，完全可以符合高精度公差的要求。(2)可獲得熱軋無法生產(chǎn)的極薄帶材(最薄可達(dá)0.001mm以下)。(3)冷軋產(chǎn)品表面質(zhì)量優(yōu)越，不存在熱軋帶鋼常常出現(xiàn)的麻點(diǎn)、壓入氧化鐵皮等缺陷，并且可根據(jù)用戶的要求，生產(chǎn)出不同表面粗糙度的帶鋼(光澤面或麻糙面等)，以利于下道工序的加工。(4)冷軋帶鋼具有很好的力學(xué)性能和工藝性能(如較高的強(qiáng)度、較低的屈服極限、良好的深沖性能等)。

(5)可實(shí)現(xiàn)高速軋制和全連續(xù)軋制，具有很高的生產(chǎn)率。冷軋2．冷軋生產(chǎn)方法有哪幾種?

冷軋板帶鋼生產(chǎn)方法分為單片軋制和成卷軋制

兩種方法。(1)單片軋制(2)成卷軋制冷軋2．冷軋生產(chǎn)方法有哪幾種?(1)單片軋制。

單片軋制最早采用二輥式軋機(jī)，目前多用四輥式冷軋機(jī)。四輥冷軋機(jī)按其軋輥運(yùn)轉(zhuǎn)方向可分為可逆式和不可逆式。采用不可逆式四輥軋機(jī)進(jìn)行單片生產(chǎn)時，軋制操作是由人工逐張將鋼板喂入軋機(jī)，全垛鋼板軋完一道次后，用吊車將板垛吊送到軋機(jī)前，進(jìn)行下一道次的軋制，如此循環(huán)進(jìn)行，直到軋成規(guī)定的成品尺寸時為止。采用可逆式軋機(jī)時，則軋制操作有兩種，一種是每一張鋼板在軋機(jī)上往返軋制，直到軋制成最終的成品尺寸，然后再進(jìn)行第二張鋼板的軋制。這種操作方法雖然壓下調(diào)整操作頻繁，但產(chǎn)品表面不易劃傷，故實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較多，特別是軋制單重和尺寸較大的鋼板，均采用此法。另一種是每張鋼板逐張送入軋機(jī)，待全垛鋼板軋完一道次后，再逐張返回軋制第二道次。此種操作方法使軋制產(chǎn)品尺寸較均一，而且省去了軋輥反轉(zhuǎn)和壓下的調(diào)整時間，從而冷軋機(jī)產(chǎn)量較高，但板面之間有時可能造成劃傷。冷軋2．冷軋生產(chǎn)方法有哪幾種?(2)成卷軋制。

目前，冷軋生產(chǎn)大多是采用成卷軋制，其基本形式分為單機(jī)成卷軋制和多機(jī)架連續(xù)式成卷軋制兩種。成卷軋制采用二輥軋機(jī)、四輥軋機(jī)、偏八輥軋機(jī)、十二輥軋機(jī)、二十輥軋機(jī)等不可逆式和可逆式的冷軋機(jī)。單饑不可逆式冷軋機(jī)主要有二輥軋機(jī)和四輥軋機(jī)兩種(圖1-1)，這種軋機(jī)在我國有數(shù)百臺之多，其輥身長度在100-600mm之間，輥徑在100-300mm之間。在這些軋機(jī)中，大部分設(shè)有開卷機(jī)和卷取機(jī)。這些軋機(jī)主要用來生產(chǎn)600mm以下的窄帶鋼或平整成卷的窄帶鋼，軋制速度在1.2-2.Om／s范圍內(nèi)。

單機(jī)可逆式冷軋機(jī)分為四輥軋機(jī)和多輥軋機(jī)(偏八輥軋機(jī)、十二輥軋機(jī)、二十輥軋機(jī))。軋機(jī)大部分采用工作輥驅(qū)動方式，這樣可使總變形抗力減小，降低電能消耗，可軋制較薄的產(chǎn)品。表1-1給出了1200mm四輥可逆式冷軋機(jī)的主要技術(shù)性能。冷軋二、冷軋板帶的生產(chǎn)工藝流程

冷軋板帶的軋制方法雖有單張和成卷、單機(jī)座和多機(jī)座之分，但它們的生產(chǎn)工藝過程卻基本相似。冷軋薄板、帶鋼中有3大典型產(chǎn)品：鍍層板、汽車板與電工硅鋼板。其生產(chǎn)工藝流程大致如圖所示。冷軋二、冷軋板帶的生產(chǎn)工藝流程冷軋三、帶鋼冷軋?zhí)幚碜詣踊?.1冷軋薄帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展概況

3.2帶鋼冷軋?zhí)幚砭€自動化冷軋3.1冷軋薄帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展概況3.1.1酸洗機(jī)組自動化控制3.1.3平整機(jī)自動化控制3.1.2連續(xù)退火線自動化控制冷軋3.1.1酸洗機(jī)組自動化控制

酸洗一冷連軋聯(lián)合機(jī)組是在全連續(xù)式(無頭軋制)冷軋機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。前者的優(yōu)點(diǎn)也基本上包含了后者所有的優(yōu)點(diǎn)并有所發(fā)展。酸洗一冷連軋聯(lián)合機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)是：冷軋?zhí)攸c(diǎn)：(1)設(shè)備減少，與傳統(tǒng)的常規(guī)軋機(jī)相比，省掉了酸洗機(jī)組的尾部和連軋機(jī)組頭部的機(jī)電設(shè)備。(2)減少主廠房建筑面積，省掉了酸洗與軋機(jī)之間的中間鋼卷存放庫并縮短了生產(chǎn)周期。(3)跟無頭軋制一樣，免除了穿帶、甩尾等容易造成事故的作業(yè)，操作比較平穩(wěn)，提高了軋機(jī)的作業(yè)率和金屬收得率，產(chǎn)品質(zhì)量得到了提高。(4)跟無頭軋制一樣，可以不停機(jī)來變換產(chǎn)品規(guī)格，生產(chǎn)靈活，計(jì)劃安排比較方便。(5)由于軋制速度比常規(guī)軋制低，主電機(jī)容量相應(yīng)可以減少1/4-1/3，電氣設(shè)備容量和能耗可以減少。(6)由于工序和設(shè)備減少，自動化程度提高，操作人員可大大減少。冷軋連續(xù)酸洗及冷軋機(jī)布置圖：1-輔助開卷機(jī)及帶卷準(zhǔn)備；2-開卷機(jī)；3-矯平；4-閃光對接焊機(jī)；5-酸洗線入口活套；6-張矯；7-酸洗段；8-剪邊機(jī)；9-剪機(jī)；10-涂蠟機(jī)；11-張力卷取機(jī)；12-焊接機(jī)；13-導(dǎo)向裝置；14-冷連軋機(jī)組；15一飛剪；16一在線檢驗(yàn)臺1控制：

由于對冷軋薄板質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)，因此計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已是冷連軋不可缺少的一部分。冷連軋控制系統(tǒng)要滿足以下兩個要求：

1）高速控制。冷連軋機(jī)組除一些順序邏輯控制可采用PLC外，大部分功能要求實(shí)現(xiàn)高速控制，需采用高性能控制器。

2）高速通訊。由于多個控制功能（如厚度控制、張力控制、板形控制）最終都作用到變形區(qū)，功能間耦合強(qiáng)，相互傳遞信息，數(shù)據(jù)更新快。日立提供的快速分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)能滿足以上要求。冷軋系統(tǒng)特性

1.系統(tǒng)采用超高速網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。2.所有控制器（PLC、PI/O、POC、HMISERVER）都平鋪連接在L1/L2間的μΣNETWORK-100網(wǎng)上。

3.各控制器以及L1與L2間以五種速度交換數(shù)據(jù)。其性能特點(diǎn)如下:

1)

同一區(qū)域內(nèi)控制器可以1-2ms的周期交換數(shù)據(jù)。2)

不同區(qū)域的餓控制器可以50ms或100ms周期交換數(shù)據(jù)。3)

L1與L2可以用50ms（跟蹤信息）100ms(數(shù)據(jù)采集)及500ms（設(shè)定值下送）周期交換數(shù)據(jù)。4.L1與L2與人-機(jī)界面系統(tǒng)的服務(wù)器可以用500ms或1000ms周期交換數(shù)據(jù)。5.工程師站（POC）連接Ethernet和μΣNETWORK-100，對于PLC的編程與監(jiān)視。POC用作MICA（HPU軟件開發(fā)）服務(wù)器和CPU的軟件開發(fā)終端，同時可進(jìn)行單點(diǎn)編程和診斷6.12臺HMIPC機(jī)通過Ethernet連接。HMIPC機(jī)既可作HMI畫面操作、顯示，同時可作HPU編程和故障診斷的MICA終端。

7.現(xiàn)場執(zhí)行器、傳感器的數(shù)字量輸入/輸出通過D-Net網(wǎng)連接到PI/O站，傳動設(shè)備通過CAN網(wǎng)絡(luò)連接到PI/O站。一些信號如模擬量信號、PLG信號等通過I/F卡直接連到PI/O站。生產(chǎn)線的儀表控制由PLC完成，電/儀一體化的設(shè)計(jì)思想，減少了硬件、軟件配置，使系統(tǒng)資源得到共享。1YARDTCMINSTRUMENTATIONROOMTCMPULPITTRIMMERPULPITμΣ-NETWORK100PC1PC2PC3PC5PC6PC7PC8PC10PRPRPRPRConsoleONLINELEVEL-IIConsoleBACKUPLEVEL-IIROUTERLEVEL-IIISUPPLIEDBYCUSTOMERHMIPRPOCMICAPLPULPITPROCESSCOMPUTERROOMPLC1-1CPUPLC1-2HPUPLC1-3HPUPL/PLCPIOStationRIROS/DCNTDIDOAIAOE1E2PLC2-2HPUPLC2-3HPUAGC,ASCPIOStationDIDOS/DCNTRIROAIAOE3E4RIORIORIORORILt.SWIFCUBRIORYCUBRIOINVERTERMVCUBLVCUBLinePLGACMACMMCCLOCALSTANDCoilWeigher(Entry)WelderPLELECTRICROOMPLINSTRUMENTATIONROOMYARDSYPLGE1E22RIORIORIORORILt.SWIFCUBRIORYCUBRIOINVERTERMVCUBLVCUBLinePLGACMACMMCCLOCALSTANDCoilWeigher(Delivery)CoilBanderTCMELECTRICROOMTCMINSTRUMENTATIONROOMYARDSYPLGE3E4TensionMeterCPCRollForceMeasurementTensionMeter3ShapeMeterRIOHIVECTOLRIOHYROPBENDERAMPCUB.MainACMPLGACMHYDRAULICPUSHUPSYSTEMHYDRAULICBENDINGSYSTEMPCPressureCellMagnescalesystem<Note>MVCUB:MagnetValueCubicleLVCUB:LevelConverterCubicleDLCUB:DriveLinkageCubicleEthernetPLELECTRICROOMCPCEPCWeldPointDetectorWeldPointDetectorTCMELECTRICROOMPLC2-1CPUMasterHandlingTCM/PLCEthernetEthernet2EthernetThicknessGaugeSpeeddetectorPLC3-1CPUPLC3-2HPUPLC3-3HPUINSTRUMENTATION&PUMP,FANHMISERVERRROpticalOpticalTERMINALTERMINALPAGEPRINTER1HUB31PC11（Electrical)（Instrument)PC12PC9PC4BackUp/PLCPLC1-1CPUPLC1-2HPUPLC1-3HPU（Electrical)（Instrument)冷軋3.1.2連續(xù)退火線自動化控制

連續(xù)退火線是冷軋產(chǎn)品的后道工序，它對提高冷軋產(chǎn)品的性能起著至關(guān)重要的作用，同時由于它具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高、產(chǎn)品多樣化等優(yōu)勢，因此，從新日鐵在君津廠建成了第一條連續(xù)退火線以后，在世界上得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。連續(xù)退火線通過連續(xù)地對帶鋼進(jìn)行一系列的加熱和冷卻，帶鋼內(nèi)部晶粒經(jīng)歷晶?；謴?fù)、再結(jié)晶、晶粒長大、碳化物析出等幾個階段的組織變化過程使得材料組織進(jìn)行再結(jié)晶，從而提高帶鋼的再加工性能。在影響材料性能的諸多因素中，其關(guān)鍵因素是連續(xù)退火線各爐段中的帶鋼溫度，因此精確地控制各爐段帶鋼出口溫度是保證產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑冷軋

目前，在連退線加熱段上采用的帶溫控制模式主要有兩種。一種稱為“經(jīng)典控制法”它由：帶溫調(diào)節(jié)器、爐溫調(diào)節(jié)器、煤氣流量調(diào)節(jié)器和爐溫預(yù)設(shè)定（前饋）組成。各調(diào)節(jié)器一般都采用JAK，而爐溫預(yù)設(shè)定采用數(shù)學(xué)模型或表格形式。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是：控制結(jié)構(gòu)清晰、調(diào)試方便，但缺點(diǎn)是：JAK不適合大慣性、大延時環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)。另外，通常意義的預(yù)設(shè)定也不能解決頻繁的規(guī)格變化帶來的波動。第二種控制模式可以叫做“先進(jìn)控制法”它把經(jīng)典控制法的爐溫預(yù)設(shè)定、帶溫調(diào)節(jié)器和爐溫調(diào)節(jié)器合并為一個線性化的預(yù)測控制器，并引入了帶鋼速度、厚度等影響因素。從結(jié)構(gòu)上看，先進(jìn)控制法減少了控制層數(shù)，但預(yù)測控制器的設(shè)計(jì)卻變得非常復(fù)雜。這兩種控制模式在寶鋼都有應(yīng)用，從應(yīng)用的實(shí)