PDF《冷轧带钢连续退火炉炉内自动纠偏系统探析》

轧钢STEEL ROLL IN G

2007 年2月・第24 卷・第1期Feb.

2007 Vol.

24 No.

1 冷轧带钢连续退火炉炉内自动纠偏系统探析 刘忠诚 , 王永亮 , 安俊博 , 杨亚晴 (新冶高科技集团有限公司 , 北京 100081) 摘要:概述了钢带连续退火炉的关键技术 ― ― ― 炉内自动纠偏系统在炉体上的设置、种类、组成和特点 , 以及系统结构和纠偏过程基本原理. 关键词 : 冷轧钢带 ;

连续退火炉 ;

纠偏系统 中图分类号 : TG335156 文献标识码 : A 文章编号 :

1003 -

9996 (2007)

01 -

0042 -

03 Research of Automatic Correcting Deviation System Used in Continuous Annealing Furnace of Cold Rolled Strip L IU Zhong2cheng , WAN G Yong2liang , An J un2bo , YAN G Ya2qing (New Metallurgy High - technology Group Co1 , Ltd1 , Beijing

100081 , China) Abstract : The installment , sortment and composition of automatic correcting deviation system used in continu2 ous annealing furnace of cold rolled strip were described. Meanwhile , the theory of correcting deviation process was introduced. Key words : cold rolled strip ;

continuous annealing furnace ;

correcting deviation system 收稿日期 :

2006 -

06 -

26 收修改稿日期 :

2006 -

08 -

21 作者简介 : 刘忠诚 (1963 - ) , 男 (汉族) , 黑龙江东宁人 , 高级工程师.

1 前言 在工艺速度不大于 120m/ min 的带钢连续退 火线、连续镀锌线机组中 , 勉强可以不设置立式 连续退火炉的炉内纠偏系统 , 但要求炉内转向辊 位置精度高 , 钢带板形较好 , 而这一点有时较难 保证.随着现代化的带钢连续退火线、连续镀锌 线机组工艺速度越来越高 (150~450m/ min) , 连续退火炉中的炉内纠偏系统不但已必不可少 , 而且有时需多套系统组合才能保证机组的高速运 行.炉内纠偏系统有其鲜明特点 , 自动纠偏技术 是钢带连续退火炉的关键技术.

2 炉内纠偏系统的设置 图1a 为典型的镀锌机组还原退火炉炉内纠 偏系统设置示意图.2 套纠偏系统均为双辊纠偏 系统 : 第1套由

8 # 、9# 两辊组成[1] , 位于钢带 冷热变化和内应力释放急剧之处 , 可有效改善此 区域的带钢跑偏情况.第2套由

23 # 、24 # 辊组 成,位于炉内最后一个道次 , 使钢带对中运行进 入锌锅的沉没辊 , 以保证镀锌质量.为了节约投 资,也有企业在上述炉内只采用第

1 套纠偏系 统,但其只适应速度较低的机组.纠偏系统有双 辊纠偏和单辊纠偏

2 种方式.图1b 为1套单辊 纠偏系统和

1 套双辊纠偏系统的设置情况.双辊 纠偏系统比单辊纠偏系统纠偏效果好[2 ] .但在相 同钢带行程时 , 图1a 的设置损失

2 个钢带行程 , 增加

1 个辊距的炉体空间 , 增加

1 个炉辊. 图1a 示出由

23 # 、24 # 辊、图1b 示出由

19 # 、20 # 辊分别组成双辊纠偏系统 , 其是把

2 个炉体的相邻辊组合成双辊纠偏系统辊 , 既有双 辊纠偏效果 , 又不增加炉辊和浪费空间.为改善 单辊纠偏效果 , 可采用

2 套单辊纠偏系统和

1 套 双辊纠偏系统的组合.对于连续退火机组 , 退火 炉中炉内纠偏系统的设置大致相同 , 只是在时效 段由于炉温相对稳定 , 基本无热瓢曲 , 用单辊纠 偏系统即可满足需要 , 并可节省空间.在实际设 ・

2 4 ・ 计中要与机组速度、钢带规格和炉段设置等具体 情况紧密结合 , 才能合理设置炉内纠偏系统. 图1还原退火炉纠偏系统设置示意图 a)

2 套双辊纠偏系统 ;

b)

1 套单辊

1 套双辊纠偏系统

3 炉内纠偏系统的组成及其特点 炉内纠偏系统主要由

3 部分组成 : 纠偏执行 机构、钢带位置偏移检测装置和纠偏炉辊机构.

311 纠偏执行机构 由于炉内纠偏系统摆动中心在带钢入口纠偏 辊母线上 , 所以炉内纠偏执行机构无实际摆动旋 转轴 , 而是按几何旋转中心设置圆弧轨道来实现 纠偏辊系的摆动旋转[3 ] .典型的炉内双辊纠偏机 构由炉体操作侧和传动侧两个对称的旋转摆动机 构组成 , 每侧的旋转摆动机构各由

4 个滚轮支 撑,各由

1 个电动推杆 (或油缸) 配合位移传感 器同步驱动 , 旋转中心为入口辊的入口母线与炉 体中心的交点. 图2为纠偏的基本原理 : 当钢带右侧在出 口辊被检测出向右偏移 T1 到达 A 点时 ,此时纠偏 机构将逆时针旋转β角 ,炉辊 A 点到达 A′ 点 ,使 得钢带右侧回到偏移前位置 , 即钢带对中运行位 置. 而入口辊母线处的 a 点经旋转到达 a′ 点. 以一个设计实例来说明:当辊径D=800mm ,辊距 H = 1600mm ,辊宽 L = 1950mm , 最大摆动角度β ≤3° 时 ,出口辊可得最大纠偏量 T1 = 120mm ,满足纠偏要求. 图2双辊纠偏原理图 钢带最大扭曲量 T2 = 45mm ,一般立式炉上 下辊距均在 10m 以上 ,此扭曲角很小 ,对板形基 本无影响 ,形成的钢带 "松、 紧" 边有利于钢带对 ・

3 4 ・ 第24 卷・第1期刘忠诚等 : 冷轧带钢连续退火炉炉内自动纠偏系统探析 中运行. 入口辊 t2 = 50mm , 与T2 相仿. t1 = 112mm. t1 值很小 , 接近于零.这就意味着入口辊的 钢带在辊的轴线方向不受影响 , 即不发生偏移 , 该纠偏系统只针对检测点的钢带偏移进行针对性 纠偏 , 不影响其他道次钢带的运行 , 这就是纠偏 系统旋转摆动中心为何设置在入口辊母线上的根 本原因.由此可知 , 该旋转中心不可设置在入口 辊母线之内 , 否则入口辊、出口辊对各自钢带的 纠偏方向正好相反 , 不能实现纠偏的功能.单辊 纠偏原理与双辊相同 , 为了加大单辊纠偏效果 , 可把旋转平面向入口方向向下倾斜一个小角度 , 这样不仅在水平面上 , 而且在垂直面上也形成了 有利于钢带对中运行的"松、紧"边,强化了纠 偏效果.图1b 中的

4 # 单辊纠偏机构由于设在炉 体端部 , 有空间条件将两个摆动体连接为一体 , 其优点是可用一个驱动装置达到完全同步.

312 钢带位置偏移检测装置 由于炉内的高温环境及其气体密封的要求 , 钢带位置偏移的检测装置必须满足这种使用情 况.较早使用的是光电式装置 , 由炉外发射光线 到钢带边缘 , 接收装置只能接收到未被钢带挡住 的光线并将其转变成电信号 , 从而确定钢带边缘 的位置.但该种装置繁杂 , 而且为安装必须设置 异型炉体 , 现已基本停用.图3所示为电磁感应 管式检测装置.其基本原理是两个耐热钢管里各 装有电磁感应线圈 , 由于其间钢带的存在 , 在钢 带边缘处的磁场凸变 , 据此即可检测出钢带的边 部位置.该装置外型结构简单 , 安装方便 , 已被 广泛使用.其安装位置参见图

1 , 一般距纠偏辊 中心线为 118m 左右. 图3电磁感应管式钢带偏移检测装置

313 纠偏炉辊机构 纠偏炉辊与其他炉辊机构基本相同 , 其特点 是:(1) 普通炉辊穿过炉墙处轴身与炉墙间的缝 隙原则上尽量小 (一般 30mm) , 而纠偏辊为了 纠偏 , 此缝隙较大 (一般不小于 100mm) , 这样 炉温对轴及其轴承的不良影响会大大增加 , 必须 采取措施予以解决.采取双级水冷环结构分别对 高温炉气和轴身冷却 , 可较好地解决此问题. (2) 普通炉辊的位移补偿器用内衬保温材料 的不锈钢波纹管即可 , 对其径向、轴向的补偿量 要求在 20mm 左右.而纠偏辊补偿器的径向、 轴向补偿量要求在 100~150mm 左右 , 这对于 不锈钢波纹管很难达到.现选用内涂耐热涂料、 外涂气密涂料的非金属编织物制造.

4 结语 实践证明 , 上述纠偏系统的应用是成功的. 目前存在的问题是 , 钢带位置偏移检测装置和大 补偿量非金属编织物补偿器国内尚不能生产 , 主 要依靠进口 , 因而整套系统造价较高 , 使其广泛 应用受到影响.现已有国内厂家正尝试开发这两 种产品.待其国产化后整套系统造价将会大幅降 低,应用将更加广泛. 参考文献 : [1 ] 刘朴,李庆胜. 热镀锌退火炉技术在汽车板生产中的应 用[J ]. 上海金属 ,

2004 , (5) :

44 - 47. [2 ] 马国和. 现代热镀锌连续退火炉炉型选择及其特点分析 [J ]. 工业炉 ,

1998 , (1) :

12 - 18. [3 ] 习中革 , 王永亮. 立式还原退火炉炉内对中纠偏系统 [J ]. 轧钢 ,

2005 ,

22 (6) :

29 - 31. ・

4 4 ・ 轧钢2007 年2月出版