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案例详细
标题卡伦赛卷取机在邯钢酸轧机组中的应用
技术领域工业安全
行业电梯
简介本文主要介绍卡伦塞卷取机的基本结构和控制原理
内容



1 引言

    现今，国内许多大型钢厂都已采用了连续冷轧生产线。为了实现带钢的连续生产,进口段需要采用两台开卷机,用焊机将带尾和下一卷带钢的带头焊接起来实现连续轧制，所以，出口段也相应需要两台卷取机。随着科学技术的不断进步,卡伦赛卷取机迎运而生，它具有两个芯轴，可以随机旋转，与传统卷取机相比，具有以下优点：一是设备布置紧凑合理，节省安装空间，二是操作简捷方便，更利于连续平稳地卷取带钢。
    邯钢冷轧生产线出口段的基本组成为：带有夹紧辊装置的滚筒剪、板带转向装置、带有皮带助卷器和钢卷车的卡伦赛卷取机。当卷取机达到预设定的卷取钢卷尺寸时，串列式轧机的出口速度将降低到约250m/min，夹送辊闭合，板带由滚筒剪切断，下一卷的板带头引入到卷取机的另一个芯轴上。

2  卡伦赛卷取机的工作原理

卡伦赛卷取机基本组成：转盘，两个芯轴及其传动装置，图1和图2所示：



  图1                                     图2

图1中：
    1,2---1号和2号芯轴   3---转盘   4,5---接近开关   6---1号锁紧块    7---2号锁紧块
图2中 ： 
    1,2---1号和2号芯轴   3---空心输出轴   4---转子齿轮装置   5---分配齿轮装置    6,7---1号和2号抱闸  8,9---1号和2号电机
    当转盘需要旋转时，1号锁紧块先打开，转盘旋转至10度，释放2号锁紧块，转盘再旋转30度，关闭1号锁紧块，转盘再旋转180度, 关闭2号锁紧块。根据两个接近开关的情况，可以判断出1、2号芯轴在卷取机上的位置，并显示在操作台和画面上。
    芯轴安装在转子齿轮装置的空心输出轴上，在转子齿轮装置前装有一个分配齿轮装置。两个转子齿轮装置设计相同,由同心安装的2个驱动轴连接，驱动轴为空心设计。外层管连接和内层插入的轴分别驱动1#、2#芯轴。

3  外围设备

包括两个转轮及其传动装置，剥离器，压紧辊，外伸支撑，皮带助卷器。

3.1 转轮及其传动装置：
    转动卷取机转盘，一个为主传动，另一个为从传动。

3.2 剥离器：
    当钢卷小车卸卷有困难时，起协助作用。
    用于压住卷完的钢卷外圈。 压辊在最后减速阶段压住卷完的钢卷，即带头定位在压紧辊的上辊和下辊之间，确保将带头的牢固。在芯轴收缩，钢卷由钢卷车托住后，压辊抬起。

3.3 压紧辊：
    安装在卡伦赛卷取机旁边。用于压住卷完的钢卷外圈。 压辊在最后减速阶段压住卷完的钢卷，即带头定
    在压紧辊的上辊和下辊之间，确保将带头的牢固。在芯轴收缩，钢卷由钢卷车托住后，压辊抬起。

3.4 外伸支撑:
    安装在卡伦赛卷取机的操作侧。
    轧制时支持卷取机芯轴的自由端，以减小芯轴的下垂。外伸支撑由液压缸驱动。

3.5 皮带助卷器
    卷取前几圈带钢，在卡伦赛卷取机上装有摆动式皮带助卷器。皮带助卷器配有液压驱动的皮带张紧装置。当卷取机卷到2~3圈，带钢张力建立起来后，皮带助卷器返回到它的初始位置，而串列式轧机加速到要求的轧制速度。

4 工艺流程：

    卷取机的自动启动命令来自生产线的线协调指令或者操作台按钮。
    动作步骤概括来说如下：穿带至芯轴1---转盘转动----芯轴1至卷取位卷取----芯轴2穿带---芯轴1卸卷---转盘旋转180度----芯轴2至卷取位卷取---芯轴2卸卷---转盘旋转180度-----穿带至芯轴1，完成一个循环。详细步骤如下：


4 .1 系统配置：

    对于卡伦赛卷取机的控制，使用PLC和TDC共同控制，PLC进行逻辑控制，TDC对芯轴的电机驱动进行控制。
    TDC全称叫工艺传动控制，用于中高速闭环控制和同步化处理。TDC是一种多处理器自动化系统,它擅长处理复杂的驱动、控制和通讯任务，在单一平台上拥有最大数量的框架和最短的循环周期,是一种集成在SIMATIC中的工艺和驱动自动化系统,其组态和变成也可使用SIMATIC工具进行,因此也是全集成自动化理念中的一部分。
    TDC的基本硬件结构同PLC相似，均包括机架，微处理器，通讯板，但机架及其内插摸板响应速度都比较快，所采用的型号也都不同。


    TDC框架中有三种类型的通讯模板，分别提供给Profibus,以太网和GDM网使用。其中GDM全称叫全局数据内存，传输率可达640M波特率，是SIMATIC TDC自动控制系统的中心部件，它使各个TDC功能单元之间实现高速通讯。

5  系统功能及控制特点：

5.1 完善的工艺控制：
    手动模式：操作台上有相应的按钮，可由操作工手动控制卷取机的动作。
    自动模式：由生产线的线协调程序给出命令，卷取机按编制好的顺序运行。
    维护模式：当生产线停止时，为了测试设备的某个动作时使用，此时所有连锁条件被忽略，只能响应急停信号，并且设备的动作通过点动按钮来实现。

5.2 直观的画面显示及故障诊断、报警管理功能
    自动控制时，操作人员可随时察看系统的配置画面和报警记录；手动时，系统会在操作画面上列出设备的起停控制按钮，并由设备颜色的变化来反映设备状态；系统故障或报警时，设备急停或在触摸屏上显示故障标签名称、报警信息、故障时间等、并对历史报警资料进行管理和保存。

5.3 可实现远程控制功能
    各种数据采集后在电控室集中进行显示，工作人员可在电控室进行远程控制，并且可以随时监控工艺参数的变化、设备运行状态、故障等。

6 后言

    此程序已经过了集中测试，运行良好，完全有能力连续卷取厚度仅为0.25mm、速度达1200米／分的热轧板。由于采用了TDC和PLC控制技术相结合的方法，大大提高了工艺控制的准确性、快速性，值得在冶金、化工等行业广泛推广和使用。
    根据实际生产经验，对于小于0.4毫米厚的带钢，需要使用套筒防止塌卷。