热镀锌光整机功能及控制分析

摘要：近年来我国钢铁市场对于家电、建材、汽车板、包装等实用冷轧镀锌板的需求越来越多，钢铁企业中的热镀锌生产线也在随之增多。为了提高冷轧镀锌板的光洁度和质量，绝大部分生产线中设置了光整机。综合近年对光整机液压控制设备调试的经验，本文总结了大部分与光整机有关的控制系统的功能说明。

关键词：光整机 功能 液压

1.引言

随着近几年钢铁工业产能的不断扩大，特别是镀锌板的产量也不断增加，热镀锌机组如雨后春笋般不断建成投产，虽然镀锌板被各行业广泛使用，但仍以家电、汽车、建筑、彩涂基板行业居多，家电、汽车行业的激烈竞争和大幅降价已家喻户晓。因此，对于镀锌板厂的竞争就是产品的表面质量、产品的机械性能和生产成本的竞争。为了提高产品的表面质量和产品的机械性能，国内所有镀锌线，都在镀锌机组镀锌工艺段后设置了光整机。

2.光整机的主要作用

1）通过光整，可使产品的屈服平台消失或不太明显，能够防止在以后作拉伸或深冲加工时出现滑移线。

2）提高产品的平直度和平坦度。同时也可把表面的锌粒压平，使带钢表面光滑，提高带钢的深冲性能和改善带钢的外观。

3）使用毛化的光整辊，经过光整后的镀锌板表面具有一定的粗糙度。能提高涂层粘附力，还能储存一定量的油脂，在深冲加工时，对冲模的有益和减小带钢表面的各向异性，改善带钢的延伸率，提高带钢的深冲性能。

4）对于以后作涂漆处理的镀板，特别是对于某些要求很高的镀锌板，经光整机光整处理后，可使镀锌板获得一个更加均匀一致的银白色的外观，从而提高带钢镀层的附着力和涂漆的光亮度。

3.热镀锌线中光整机主要功能

光整机及拉矫机系统布置流程图如图1所示。

光整机有以下2个主要功能：平整带钢提高光洁度；与入口S辊和中间S辊一起为冷轧带钢板和合适的延伸率。

光整机的控制方式选择基于产品、用户要求以及初始输入数据（PDI）。共有以下2种控制方式可选。

1）延伸率控制方式。以控制延伸率优先的张力控制，即延伸率保持不变，调整轧制力，光整机出口的张力保持不变。具体控制方法为：在所选的预置延伸率下通过闭环调节轧制力实现延伸率控制，通过测量入口S辊和中间S辊速度求得延伸率。光整机的出口张力通过中间S辊进行调整。如果轧制力饱和后仍无法达到所需延伸率则应调整光整机出口张力设定值。

2）轧制力控制方式。以控制轧制力优先的张力控制即轧制力保持不变，延伸率为动态，光整机的出口张力恒定。具体控制方法为：通过闭环调节使轧制力保持在所选预设值，出口张力由调整中间S辊的速度来控制，若出口张力值稳定后仍无法实现表面光洁度的要求则需修正轧制力预设值。

4.光整机液压轧制控制

液压轧制的作用是通过调整位于光整机机架底部的2个液压缸的位置和压力进而获得所需的轧制力。在相对较高的轧制力下，带钢的延伸（率）改善了产品的金属性能如屈服强度等，并且提高了带钢表面的平整度。光整机所施加轧制力和延伸率的实际效果取决于轧辊的光洁度、产品特性以及轧制模式等因素。光整机的轧制力由位于其机架底部的2个液压缸来提供。两液压缸为液压阀控制单独调节。为使液压缸缩回（打开辊缝），电磁阀为液压缸有杆侧提供了1个固定的反向压力，即背压。每一侧液压缸均单独配有1个位移传感器和1个压力变送器。通过压力变送器可以迅速地获得轧机每一侧的轧制力大小。而每一侧液压缸的压力均由伺服阀控制，且上下极限位置均装有接近开关。为使液压缸缩回迅速彻底，通过一电磁阀向其有杆侧施加一个固定的反向压力。液压控制方式为：平均位置控制、倾斜控制、轧制力和、轧制力差。整个闭环控制系统由两组调节器组成，分别为：位置/总轧制力控制和倾斜/轧制力差控制。光整机液压控制系统示意图如图2所示。

5.工作辊的弯辊控制（WRBC）

弯辊控制系统的作用是控制安装于光整机基座内的16个弯辊液压缸动作并通过它们对工作辊轴承座施力以实现弯辊控制。这些弯辊缸通过控制轧制力曲线进而保证了带钢在整个轧制宽度内的平整度。弯辊所需压力大小由伺服阀调整并与驱动阀的电信号成比例。通过弯辊缸调整工作辊的挠度，正负弯辊力控制环路相互独立并共同作用于工作辊上。每一环路均各自控制着光整机的操作侧和传动侧。正弯辊力表现为使工作辊正弯即轧辊弯曲方向与轧制力使轧辊弯曲方向相反，除包含所需正压力外还附加有一个抵消上工作辊重力作用的附加压力。最小的正弯辊力需要保持工作辊至少不会因为重力作用而“塌陷”。负弯辊力表现为使工作辊负弯即轧辊弯曲方向与轧制力使轧辊弯曲方向相同。正弯辊力有2个作用，分别为实现工作辊平衡进而保证光整机运行期间工作辊与相应支撑辊辊面的完全贴合和使工作辊“正”弯。负弯辊力的作用是保证工作辊“负”弯，工作辊弯辊示意图见图3。

6.结论

光整机开发和设计不仅对机械设备的设计是一项非常复杂的工作，而且对液压和自动化控制设计也是如此。对于开发更加先进的光整机不仅需要到现场对光整机的使用情况更加深入地了解和听取光整后产品用户的使用意见，而且需要借助于先进的设计方法和计算手段对设计加以优化，提前预见光整机在工作中的状态。光整机自投产以来运行效果良好，产品的延伸率和光洁度都达到了预期的目的。所有规格的热镀锌产品经过光整后产品质量均有较大的提高。通过我们对光整机的设备组成、液压系统的原理做了系统的总结，对今后热镀锌生产线光整机的调试及生产操作起到了指导作用。

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