1、精細冷卻裝置在冷軋板型控制中存在的問題及改進措施彭煒 譚志強 劉傲 趙鑫 (武鋼股份公司冷軋總廠，湖北 武漢 430083)摘 要：本文以精細冷卻裝置在武鋼二冷軋酸軋機組調試生產中遇到的現場故障及個人在實際工作積累的現場設備維護的經驗為背景，主要闡述了精細冷卻裝置在使用過程中應該注意的問題及改進措施。并介紹了在軋制帶鋼的精細冷卻過程中影響板型的因素和調整控制板型的方法，以及說明了精細冷卻裝置在冷軋板型控制中的主要組成部分及其工作原理。關鍵詞：板型控制，精細冷卻，噴嘴，閥島 The problem and improvement of the Multi-zone cooling in the

2、flatness controlPeng wei Tan zhiqiang Liu ao Zhao xin(Cold rolling mill of Wuhan irom and steel company limited, wuhan hubei 430083)Abstract:the article is talking about the problem and the improvment when using the Multi-zone cooling in the PCM of the Cold rolling millof wisco,according to the trou

3、ble that has happened on-line when debuging and the working experience that has accumulated in the maintenance ,and it also introduces the factor that has influence in the flatness and method of controlling flatness in the Multi-zone cooling when rolling,and present the mian partment and the working

4、 theory of the rolling flatness control. Keywords:flatness control;Multi-zone cooling;nozzles;valve islands1. 影響板型因素及調控方法終歸結起來，影響冷軋帶鋼板型的最終因素就是帶鋼通過軋輥時的有載輥縫。所以目前所有調控板型的方法都是圍繞調控工作輥有載輥縫而設計的。目前應用的比較廣泛的方法有壓下偏斜、工作輥及中間輥彎輥、CVC竄輥、工作輥分段冷卻等等。通常，帶鋼板形安裝在機架后的板形測量輥測得。測量輥測得的每一測量段上的帶鋼實際應力與在計算機中給出的每一測量段上的帶鋼應力設定值相比較，得出

5、一個調節偏差值。采用最小二乘法等方法，建立一個四次多項式數學模型，將調節偏差值分解成對應于不同次方的板形缺陷的偏差值。即為：Y= A0+A1X+A2X2+A3X3+A4X4式中，A1X、A2X2、A3X3、A4X4 分別對應于一次、二次、三次、四次板形缺陷的調節偏差分量。這些不同的板形缺陷可以通過如圖1所示的不同的調節方式來加以消除。板型儀實測板型信號板型信號處理偏差計算 目標曲線A1X計算壓下偏斜調整量判斷條件A2X2 工作輥彎輥 中間輥彎輥 中間輥竄輥A3X3+A4X4計算分段冷卻量輸出圖1.缺陷控制框圖壓下偏斜和工作輥及中間輥彎輥是最傳統調控板型方法，這兩種方法基本得到目前所有冷軋廠的應

6、用，然而僅僅只有這兩種方法，還遠遠達不到生產高端產品的要求。所以武鋼二冷軋2005年從德國SMS公司引進了五機架6輥CVC寬板軋機機組，該機組不僅擁有傳統的壓下偏斜和工作輥及中間輥彎輥功能，還具備工作輥軸向竄輥、中間輥軸向竄輥、5架精細冷卻等裝置。工作輥竄輥為EDC竄輥，即將工作輥端部輥身加工成中空結構，用來解決帶鋼因邊部延展抗力小而產生的邊部減薄問題。中間輥竄輥為CVC竄輥，即將中間輥輥身加工成保齡球球棒形狀，上下中間輥反向裝配，此種方法可以有效的改善對稱浪，但對非對稱內浪卻調節有限。為解決內浪調節問題，武鋼引進了五架工作輥精細冷卻裝置，該裝置利用熱脹冷縮原理通過調節第五架工作輥輥身局部溫度

7、而調節有效輥縫，此種方法從理論上可以調節帶鋼任何部位的浪型。2.精細冷卻裝置的組成及工作原理精細冷卻主要有帶鋼板型測量裝置、信號處理裝置、噴嘴控制部分、噴嘴執行部分組成。武鋼二冷軋采用西門子公司開發的SI-FLAT非接觸式板型儀，其工作原理為對帶鋼進行周期性的激振，測量帶鋼沿寬度方向上的激振高度，用激振波高的分布來衡量帶鋼的張力分布及板型。它相對于傳統接觸式板型儀有以下幾方面優點：.測量頻率不依賴于軋制速度；.測量分辨率高。噴嘴控制部分采用壓縮空氣控制，電信號通過氣動閥島控制每個噴嘴閥氣源的開關從而控制噴嘴的開關。執行部分是通過噴嘴閥的開關控制乳化液的開閉。5架乳化液潤滑冷卻分為支承輥與中間輥

8、輥縫潤滑即G梁，工作輥輥面冷卻即E梁，還有帶鋼冷卻噴吹梁即F梁，精細冷卻主要通過E梁對上下工作輥輥面進行冷卻，上下E梁共132個噴嘴，分66個冷卻區段單獨控制，上下同一區域同時控制。如圖2，操作側與傳動側分別有26個小噴嘴，每個噴嘴控制區域26mm，中間14個大噴嘴，每個噴嘴控制區域52mm。圖2.噴嘴分布圖武鋼二冷軋改進之前采用的是EVERTZ HYDROTECHNIK公司的噴嘴閥，其工作原理如圖3。圖3.噴嘴閥的工作原理圖當空氣接通時噴嘴閥空氣端壓力增大，閥芯壓縮空氣端受力P2大于乳化液端P1，噴嘴閥芯向前移關閉乳化液，當壓縮空氣關閉時，P2<P1，噴嘴閥芯向后移，乳化液打開使該區域

9、的輥面冷卻。在目前，國內部分冷連軋機組為了得到更好的板型，相繼給機組裝配了精細冷卻裝置。實踐表明，在冷連軋帶鋼特別是寬幅帶鋼過程中通過對乳化液分段冷卻控制系統的合理控制與正確利用可以獲得更好的帶鋼板型及表面質量。目前部分鋼廠引進了精細冷卻裝置，并得到了較良好的應用，盡管他們在消化吸收新技術的同時還不斷創新，但是目前精細冷卻裝置在生產實踐中仍然或多或少的還存在一些問題有待改進。3.使用過程中存在的問題及改進措施分段冷卻的噴嘴只能打開或關閉，不能進行單個噴嘴流量的控制。其根據剩余板型偏差，如果大于某一閾值，則噴嘴打開，如果小于某一閾值，則噴嘴關閉。這就導致了某些噴嘴頻繁的開啟關閉，而有些噴嘴則長期

10、處于一種工作狀態，這就導致頻繁調節的噴嘴閥閥芯密封容易破損，而長期處于關閉的噴嘴容易沉積鐵粉導致噴嘴閥閥芯卡死。由于乳化液壓力比空氣壓力大，當噴嘴閥閥芯密封破損后，乳化液會沿著壓縮空氣管道進入控制閥島，眾所周知，閥島是個很緊密的控制元件，進乳化液后如果某一片閥有問題，那就意味著整個閥島需更換。在軋鋼工藝中，噴嘴如果不能正常開啟或關閉，他將不僅不能起到調節板型的作用，還有可能使板型更差甚至長期不噴的區域會產生熱劃痕。所以SMS公司給武鋼二冷軋的工藝要求中就提到要每次換輥時需做一次噴嘴測試，將有問題的噴嘴或閥島更換掉，這樣不僅帶來巨大的備件費用，也嚴重影響了產能。在通過上述問題的研究后我們發現以下

11、兩點問題：1. 閥島容易失效，歸咎原因主要是壓縮空氣不夠清潔，盡管管道前加裝了過濾器。再其次就是閥芯密封破損導致乳化液倒灌至閥島。2. 噴嘴閥容易失效，歸咎主要原因是設計欠缺，閥芯密封一邊封乳化液一邊封壓縮空氣本身對密封就是一種挑戰，一旦密封失效乳化液就會進入閥島使閥島失效。針對上述兩點，我們做出了如下改進1. 單獨設立空壓站提供壓縮空氣，管道及蓄氣罐全采用不銹鋼耐腐蝕材料，加裝高精度空氣過濾裝置及干燥器。2. 如圖4，在不改變安裝要求的同時自主重新設計噴嘴閥，雙組密封，使得水封和氣封分開，如果一旦有一個密封失效，另外一組密封還可以將乳化液和水分開。 圖4.改進后的噴嘴圖結束語通過對噴嘴閥及閥島氣源的改進，精細冷卻裝置使用效果得到了很大的提高，備件費用大量降低，機組作業率得到提高，板型比較以前有了很大的改