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1、多功能板带材复合轧机的设计思路与控制方案 【摘 要】本文介绍我公司为某单位设计制造的750mm四辊可逆板带材冷轧机组，本轧机主要用于轧制锆板及成卷锆材，设备组成紧凑合理，设计思路新颖，主传动采用交流变频控制，设备控制功能齐全，自动化系统先进实用可靠。 【关键词】多功能复合轧机；复合张力控制；交流变频电机传动；带尾准确停车系统 1.概述 750mm四辊可逆板带材冷轧机组是我公司自行研发设计制造的全新产品，也是包安装调试，向用户交钥匙的大包项目。本机组的主要性能参数 来料材质：锆及锆合金； 来料厚度：46mm（用于轧板） 12mm（用于轧带） 成品板材126000 mm 成品带材材0.20.8 m
2、m 轧制速度：0-120-180m/min； 动态速降：1%； 稳态时：设定速度的0.1%； 装机容量：AC1450kW； 机组单线图如下： 附图一 设备基本组成是：上卷小车、开卷机（KJ）、CPC、五辊矫直机（JZ）、切头剪（QTJ）、1#辊道、左卷取机（ZJ）、2#辊道、张力辊、机前测厚仪（CHY）、挤干辊（JGG）、3#辊道、四辊轧机（ZX）、挤干辊（JGG）、机后测厚仪（CHY）、4#辊道、右卷取机（YJ）、5#辊道、6#辊道、切头切尾剪（QWJ）、EPC、卸卷机（XY）、卸卷小车。 本机组在开卷区域、主轧区域和卸卷区域分别设置三个操作台，另设两个悬挂操作箱和若干个操作点，机组配置34
3、名操作手。 2.机组主要功能和特点 2.1 本机组是由两台重卷机组和一台四辊轧机组成的多功能复合轧机，它具有轧板、轧带、重卷三种功能。 重卷：利用开卷机和左卷取机进行重卷上料，也可以进行反向重卷卸料（包括成品锆卷和断带后的半成品锆卷）。 如果右卷取机的卷取道次是成品道次，可以将成品锆带重卷到卸卷机卷筒上进行卸卷。 板材轧制： 如附图一所示，我们将1#、6#辊道设计成升降辊道，2#5#辊道设计成移动辊道。将1#、6#升降辊道置于抬起位置，2#5#辊道移入轧制线，利用300工作辊进行板材可逆轧制，成品板材长度最大6 m。 带材轧制： 将2#5#辊道移出轧制线，机前机后设备包括张力辊、测厚仪、挤干辊
4、、吹扫设备等同时移入轧制线，利用200工作辊进行带材可逆轧制， 我们在吹扫与测厚仪之间又设计了两组挤干辊，彻底清除轧制后带材表面的轧制油，避免了转向辊打滑现象。 2.2 卷取机采用复合张力控制 稀有金属延伸加工不同于普通碳钢，轧制工艺复杂，轧制道次多，用户对成品锆带的板形、厚差精度要求又非常高，特别是成品厚度小于0.3 mm的薄带，卷取机的张力控制精度对产品质量的影响不可忽视。我们把张力控制系统设计成复合张力控制模式，也就是说，在轧制前几个道次以及每个道次的加减速阶段，让卷取机工作在间接张力控制模式，在稳速阶段切换到直接张力控制。再者固定包角的张力辊设计，使得张力反馈量值的计算不受卷径变化的影
5、响，测量准确、计算简单、稳定性好。 2.3 轧机主传动选用交流变频电机拖动，传动系统采用西门子6SE70系列全数字直流母线式交流变频矢量控制器，我们将整流变压器与整流回馈单元、整流单元接成12脉冲整流方式，这种接线方式高次谐波对电网的污染小，功率因数高，轧机制动能量回馈电网，节能高效。传动系统运行稳定、故障率低、维护量小。 2.4 带尾准确停车系统的全新设计提高了带尾停车精度，大大提高了成材率。设计时我们选用高分辨率多圈绝对值编码器，与左右卷取机卷筒同轴安装，精确记录带材在卷筒上的缠绕圈数，编码器分辨率是4096，轧制到带尾时经过多级减速停车，带尾停车精度小于10 mm。 3.自动化网络与控制
6、系统 机组电气自动化系统采用二级计算机控制，并预留三级网络接口。在主操作台用一台工业一体化平板电脑作为板、带材轧制时过程控制级并兼作监控站（人机界面），具有人机数据交换、轧机负荷数据动态监控、速度电流曲线记录、故障报警、历史记录查询等功能。在开卷操作台和卸卷操作台分别安装一台MP277人机界面，为两套重卷系统提供人机数据交换。 一级为基础自动化级，由SIEMENS S7-400 PLC 和ET200分布式远程站组成。基础自动化包括重卷、轧板、轧带、换辊等功能切换，急停、断带保护，张力闭环的自动投入与切除、手动投入与切除，轧制线斜楔高度自动调整，吹扫、轧辊分段冷却控制，带尾准确停车自动控制，各种自动保护、故障、报警信息齐全，准确到位。机组操作简单，检修维护方便。 轧机的厚控系统由西安艾蒙稀自动化公司设计制造，控制精度高，性能稳定可靠。第 4 页 共 4 页
多功能板带材复合轧机的设计思路与控制方案
