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1 引言
現(xiàn)今，國內(nèi)許多大型鋼廠都已采用了連續(xù)冷軋生產(chǎn)線。為了實(shí)現(xiàn)帶鋼的連續(xù)生產(chǎn),進(jìn)口段需要采用兩臺(tái)開卷機(jī),用焊機(jī)將帶尾和下一卷帶鋼的帶頭焊接起來實(shí)現(xiàn)連續(xù)軋制，所以，出口段也相應(yīng)需要兩臺(tái)卷取機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,卡倫賽卷取機(jī)迎運(yùn)而生，它具有兩個(gè)芯軸，可以隨機(jī)旋轉(zhuǎn)，與傳統(tǒng)卷取機(jī)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是設(shè)備布置緊湊合理，節(jié)省安裝空間，二是操作簡捷方便，更利于連續(xù)平穩(wěn)地卷取帶鋼。
邯鋼冷軋生產(chǎn)線出口段的基本組成為：帶有夾緊輥裝置的滾筒剪、板帶轉(zhuǎn)向裝置、帶有皮帶助卷器和鋼卷車的卡倫賽卷取機(jī)。當(dāng)卷取機(jī)達(dá)到預(yù)設(shè)定的卷取鋼卷尺寸時(shí)，串列式軋機(jī)的出口速度將降低到約250m/min，夾送輥閉合，板帶由滾筒剪切斷，下一卷的板帶頭引入到卷取機(jī)的另一個(gè)芯軸上。
2 卡倫賽卷取機(jī)的工作原理
卡倫賽卷取機(jī)基本組成：轉(zhuǎn)盤，兩個(gè)芯軸及其傳動(dòng)裝置，圖1和圖2所示：
圖1 圖2
圖1中：
1,2---1號和2號芯軸 3---轉(zhuǎn)盤 4,5---接近開關(guān) 6---1號鎖緊塊 7---2號鎖緊塊
圖2中 ：
1,2---1號和2號芯軸 3---空心輸出軸 4---轉(zhuǎn)子齒輪裝置 5---分配齒輪裝置 6,7---1號和2號抱閘 8,9---1號和2號電機(jī)
當(dāng)轉(zhuǎn)盤需要旋轉(zhuǎn)時(shí)，1號鎖緊塊先打開，轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)至10度，釋放2號鎖緊塊，轉(zhuǎn)盤再旋轉(zhuǎn)30度，關(guān)閉1號鎖緊塊，轉(zhuǎn)盤再旋轉(zhuǎn)180度, 關(guān)閉2號鎖緊塊。根據(jù)兩個(gè)接近開關(guān)的情況，可以判斷出1、2號芯軸在卷取機(jī)上的位置，并顯示在操作臺(tái)和畫面上。
芯軸安裝在轉(zhuǎn)子齒輪裝置的空心輸出軸上，在轉(zhuǎn)子齒輪裝置前裝有一個(gè)分配齒輪裝置。兩個(gè)轉(zhuǎn)子齒輪裝置設(shè)計(jì)相同,由同心安裝的2個(gè)驅(qū)動(dòng)軸連接，驅(qū)動(dòng)軸為空心設(shè)計(jì)。外層管連接和內(nèi)層插入的軸分別驅(qū)動(dòng)1#、2#芯軸。
3 外圍設(shè)備
包括兩個(gè)轉(zhuǎn)輪及其傳動(dòng)裝置，剝離器，壓緊輥，外伸支撐，皮帶助卷器。
3.1 轉(zhuǎn)輪及其傳動(dòng)裝置：
轉(zhuǎn)動(dòng)卷取機(jī)轉(zhuǎn)盤，一個(gè)為主傳動(dòng)，另一個(gè)為從傳動(dòng)。
3.2 剝離器：
當(dāng)鋼卷小車卸卷有困難時(shí)，起協(xié)助作用。
用于壓住卷完的鋼卷外圈。 壓輥在最后減速階段壓住卷完的鋼卷，即帶頭定位在壓緊輥的上輥和下輥之間，確保將帶頭的牢固。在芯軸收縮，鋼卷由鋼卷車托住后，壓輥抬起。
3.3 壓緊輥：
安裝在卡倫賽卷取機(jī)旁邊。用于壓住卷完的鋼卷外圈。 壓輥在最后減速階段壓住卷完的鋼卷，即帶頭定
在壓緊輥的上輥和下輥之間，確保將帶頭的牢固。在芯軸收縮，鋼卷由鋼卷車托住后，壓輥抬起。
3.4 外伸支撐:
安裝在卡倫賽卷取機(jī)的操作側(cè)。
軋制時(shí)支持卷取機(jī)芯軸的自由端，以減小芯軸的下垂。外伸支撐由液壓缸驅(qū)動(dòng)。
3.5 皮帶助卷器
卷取前幾圈帶鋼，在卡倫賽卷取機(jī)上裝有擺動(dòng)式皮帶助卷器。皮帶助卷器配有液壓驅(qū)動(dòng)的皮帶張緊裝置。當(dāng)卷取機(jī)卷到2~3圈，帶鋼張力建立起來后，皮帶助卷器返回到它的初始位置，而串列式軋機(jī)加速到要求的軋制速度。
4 工藝流程：
卷取機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)命令來自生產(chǎn)線的線協(xié)調(diào)指令或者操作臺(tái)按鈕。
動(dòng)作步驟概括來說如下：穿帶至芯軸1---轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)----芯軸1至卷取位卷取----芯軸2穿帶---芯軸1卸卷---轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)180度----芯軸2至卷取位卷取---芯軸2卸卷---轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)180度-----穿帶至芯軸1，完成一個(gè)循環(huán)。詳細(xì)步驟如下：
4 .1 系統(tǒng)配置：
對于卡倫賽卷取機(jī)的控制，使用PLC和TDC共同控制，PLC進(jìn)行邏輯控制，TDC對芯軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。
TDC全稱叫工藝傳動(dòng)控制，用于中高速閉環(huán)控制和同步化處理。TDC是一種多處理器自動(dòng)化系統(tǒng),它擅長處理復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)、控制和通訊任務(wù)，在單一平臺(tái)上擁有最大數(shù)量的框架和最短的循環(huán)周期,是一種集成在SIMATIC中的工藝和驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng),其組態(tài)和變成也可使用SIMATIC工具進(jìn)行,因此也是全集成自動(dòng)化理念中的一部分。
TDC的基本硬件結(jié)構(gòu)同PLC相似，均包括機(jī)架，微處理器，通訊板，但機(jī)架及其內(nèi)插摸板響應(yīng)速度都比較快，所采用的型號也都不同。
TDC框架中有三種類型的通訊模板，分別提供給Profibus,以太網(wǎng)和GDM網(wǎng)使用。其中GDM全稱叫全局?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)存，傳輸率可達(dá)640M波特率，是SIMATIC TDC自動(dòng)控制系統(tǒng)的中心部件，它使各個(gè)TDC功能單元之間實(shí)現(xiàn)高速通訊。
5 系統(tǒng)功能及控制特點(diǎn)：
5.1 完善的工藝控制：
手動(dòng)模式：操作臺(tái)上有相應(yīng)的按鈕，可由操作工手動(dòng)控制卷取機(jī)的動(dòng)作。
自動(dòng)模式：由生產(chǎn)線的線協(xié)調(diào)程序給出命令，卷取機(jī)按編制好的順序運(yùn)行。
維護(hù)模式：當(dāng)生產(chǎn)線停止時(shí)，為了測試設(shè)備的某個(gè)動(dòng)作時(shí)使用，此時(shí)所有連鎖條件被忽略，只能響應(yīng)急停信號，并且設(shè)備的動(dòng)作通過點(diǎn)動(dòng)按鈕來實(shí)現(xiàn)。
5.2 直觀的畫面顯示及故障診斷、報(bào)警管理功能
自動(dòng)控制時(shí)，操作人員可隨時(shí)察看系統(tǒng)的配置畫面和報(bào)警記錄；手動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在操作畫面上列出設(shè)備的起停控制按鈕，并由設(shè)備顏色的變化來反映設(shè)備狀態(tài)；系統(tǒng)故障或報(bào)警時(shí)，設(shè)備急停或在觸摸屏上顯示故障標(biāo)簽名稱、報(bào)警信息、故障時(shí)間等、并對歷史報(bào)警資料進(jìn)行管理和保存。
5.3 可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能
各種數(shù)據(jù)采集后在電控室集中進(jìn)行顯示，工作人員可在電控室進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并且可以隨時(shí)監(jiān)控工藝參數(shù)的變化、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障等。
6 后言
此程序已經(jīng)過了集中測試，運(yùn)行良好，完全有能力連續(xù)卷取厚度僅為0.25mm、速度達(dá)1200米／分的熱軋板。由于采用了TDC和PLC控制技術(shù)相結(jié)合的方法，大大提高了工藝控制的準(zhǔn)確性、快速性，值得在冶金、化工等行業(yè)廣泛推廣和使用。
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對于小于0.4毫米厚的帶鋼，需要使用套筒防止塌卷。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號