冷轧带钢柔性卷取准备系统和控制方法与流程

本发明涉及一种带钢卷取准备系统。特别涉及一种冷轧带钢柔性卷取准备系统和控制方法。

背景技术：

现有的冷轧带钢卷取准备技术：冷轧碳钢酸洗机组主要针对成品厚度1.5～6mm、屈服强度≤600Mpa，采用的是带钳口的卷筒进行卷取准备；

不锈钢退火酸洗组主要针对成品厚度2～10mm、屈服强度≤400Mpa，采用的是带钳口的卷筒进行卷取准备；

五连轧混合轧制机组主要针对成品厚度0.3～3.0mm、屈服强度碳钢≤1200Mpa，不锈钢≤1600Mpa，采用的是助卷装置进行卷取准备，助卷皮带张力设为两档可调；

碳钢连退机组和碳钢热镀锌机组主要针对厚度0.25～2.3mm、屈服强度≤670Mpa，采用的是助卷装置进行卷取准备，助卷皮带张力不变，助卷皮带张力不变；

不锈钢冷带退火酸洗机组主要针对成品厚度0.5～5mm、屈服强度≤400Mpa，采用的是带钳口的卷筒进行卷取准备；

一方面从上述机组的配置可见，通常在考虑产品屈服强度的基础上，对于碳钢大于3mm厚带钢采用带钳口的卷筒，厚度3mm以下的碳钢采用皮带助卷装置；对于不锈钢机组通常采用带钳口的卷筒的方式，因此对机组的产品规格拓展就收到很大限制。另一方面对于不锈钢簿板采用带钳口的卷筒卷取准备时，常会发生咬不住而打滑产生溢出边的质量缺陷；对于采用助卷皮带的机组如果皮带张力是恒定的，对于较簿带钢助卷时就会产生卷轴印的质量缺陷。

技术实现要素：

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种对于不同屈服强度和厚度的碳钢和不锈钢具有广泛适应性的柔性卷取准备系统和控制方法，解决产品规格拓展的自动适应性，确保产品卷取质量。

具体的，本发明提供了一种冷轧带钢柔性卷取准备系统，包括：

带钳口的卷筒，该卷筒的涨缩由液压缸驱动，且当该卷筒涨开准备和开始卷取时该钳口关闭咬住带钢；

助卷机，该助卷机利用助卷皮带实现该带钢的助卷；

穿带导板，用于将该带钢的带头送入助卷机；以及

压辊装置，对该带钢的带头进行压紧，

其中，该冷轧带钢柔性卷取准备系统根据带钢的厚度选择卷筒助卷方式和皮带助卷方式之一。

根据一个优选实施例，该冷轧带钢柔性卷取准备系统还包括：夹送装置，夹送该带头向该穿带导板前进；以及外支撑装置，支撑该卷筒的端部。

根据一个优选实施例，该带钳口的卷筒在驱动下旋转，其中配置在卷筒上的钳口随着卷筒的涨缩由扭力杆驱动其开闭；其中当卷筒收缩等待装卸卷时钳口打开松开带钢且当卷筒涨开准备和开始卷取时钳口关闭咬住带钢。

根据一个优选实施例，该助卷机进一步包括助卷皮带、框架摆动件、上臂摆动件、下臂摆动件和皮带张紧件组成，其中助卷皮带在皮带张紧件的作用下实现带钢的助卷功能，皮带张紧件和框架摆动件用于助卷机投用时的移进和不使用时的移出到待机位，其中上臂摆动件和下臂摆动件用以在助卷机投用条件下是上卷取还是下卷取时的针对性投用。

根据一个优选实施例，该框架摆动件的液压控制结构包括双向节流阀、背压阀和框架摆动件缸，其中背压筏和框架摆动件缸分别位于助卷机的两侧，背压筏用于平衡悬臂结构的框架摆动件的自重，双向节流阀用于调节框架摆动件的摆动速度；该上臂摆动件和下臂摆动件的液压控制结构包括液控单向阀和安全筏，其中液控单向阀用于防止上臂和下臂摆动件到位后的锁定，安全筏用于助卷时由于卷径变大时的限压作用；该皮带张紧件的 液压控制结构包括外控减压阀、比例溢流阀和皮带张紧件缸，其中皮带张紧件缸的控制压力由外控减压阀通过比例溢流阀实现无级控制。

根据一个优选实施例，该穿带导板进一步包括摆动台和伸缩铲头，其中该摆动台在受驱动时实现摆动，其中当摆动台摆动到位后伸缩铲头实现准备穿带时伸出和穿带完成缩回的功能。

根据一个优选实施例，该压辊装置包括上压辊和下压辊，该带钢的带头压紧于该上压辊和下压辊之间。

根据一个优选实施例，该夹送装置包括一对夹送辊，其中该上压辊实现夹送辊的开闭功能，当夹送辊压下时驱动其旋转并带动夹在其中的带钢的带头向穿带导板前进。

此外，本发明还提供了一种冷轧带钢柔性卷取准备控制方法，适用于如上该的冷轧带钢柔性卷取准备系统，包括：

a.根据该带钢的厚度，选择该带钳口的卷筒和该助卷机之一进行卷取准备；

b.在选择该助卷机时，使该助卷机在该卷筒的芯轴涨开到位后慢速旋转，对钳口进行定位，在带钢以穿带速度由夹送装置将带钢沿穿带导板将带头送入助卷机方向的同时使上述助卷机前进到位；

c.在选择该带钳口的卷筒时，该卷筒的芯轴收缩以使钳口打开，然后卷筒旋转对钳口进行定位，定位完成后，带钢以穿带速度由夹送装置将带钢沿穿带导板将带头送入钳口，然后芯轴涨开以使钳口关闭夹紧带头。

根据一个优选实施例，在该步骤a之前进一步包括：设定卷取方式为上卷取或下卷取的步骤。

本发明的冷轧带钢柔性卷取准备系统的优点至少在于：

1.不同判据条件的设定和自动控制，提高了柔性卷取的自动化程度适应性和实用性；

2.根据不同判据的人工或自动选择，具有钳口和助卷皮带的双重助卷控制能力，柔性选择功能具有很强的适应性；

3.根据不同判据的人工或自动选择，对碳钢和不锈钢等不同性能和厚度规格的带钢适应性强；

4.根据判据的自动选择，助卷皮带采用的张紧力自动根据不同带钢厚度进行无级自动设定，可杜绝卷轴印等卷取质量隐患。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求该本发明提供进一步的解释。

附图说明

附图主要是用于提供对本发明进一步的理解。附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出了本发明的冷轧带钢柔性卷取准备系统的布置图。

图2详细示出了无级变张助卷机液压图。

图3示出了本发明的冷轧带钢柔性卷取准备控制方法的基本流程图。

图4示出了本发明的一个优选方法实施例。

具体实施方式

以下结合图1和图2来详细讨论本发明的实施例。

如图1所示，本发明的冷轧带钢柔性卷取准备系统主要包括安装在卷取机上的带钳口的卷筒11，穿带导板12、助卷机13、压辊装置14、夹送装置15、外支撑装置16和钢卷小车17组成。根据本发明，该冷轧带钢柔性卷取准备系统可以根据带钢的厚度选择卷筒助卷方式和皮带助卷方式之一，如以下将详细讨论的。

该卷取机的带钳口的卷筒11由电机驱动旋转，卷筒11的涨缩由液压缸驱动，和扇形板一起配置在卷筒上的钳口随着卷筒的涨缩由扭力杆驱动其开闭，当卷筒收缩等待装卸卷时钳口打开松开带钢111，当卷筒涨开准备和开始卷取时钳口关闭咬住带钢111。卷筒11是否涨缩到位通过安装在涨缩液压缸上的限位开关和压力开关检测联合判断。

用于将所述带钢的带头送入助卷机的穿带导板12由摆动台121、伸缩铲头122组成，摆动台121根据程序决定是上卷取还是下卷取的选择由液压缸驱动实现摆动，摆动是否到位由安装在机组刚结构框架上的不同限位开关进行检测判断。当摆动台121摆动到位后，伸缩铲头122由液压缸驱 动实现准备穿带时伸出，穿带完成缩回的功能，伸缩是否到位由安装在驱动液压缸上的行程检测开关判断。

该助卷机13利用助卷皮带实现所述带钢的助卷。该助卷机13由助卷皮带131、框架摆动件132、上臂摆动件133、下臂摆动件134和皮带张紧件135组成，助卷皮带131在皮带张紧件135的作用下实现带钢111的助卷功能，皮带张紧件135由液压缸驱动，液压缸的驱动力由程序针对不同厚度带钢设定原则进行自动压力反馈控制。框架摆动件132由液压缸驱动，用于助卷机13投用时的移进和不使用时的移出到待机位、上臂摆动件133和下臂摆动件134分别由各自液压缸驱动，根据程序选择在助卷机13投用条件下是上卷取还是下卷取时的针对性投用，框架摆动件132、上臂摆动件133和下臂摆动件134的到位信号同样由限位开关进行检测判断。

现在转到图2，图2详细示出了无级变张助卷机液压图。如图所示，框架摆动件132的液压控制包括换向阀1321、双向节流阀1322、背压阀1323和框架摆动件缸1324，背压筏1323和框架摆动件缸1324分别位于助卷机13的两侧，背压筏1323用于平衡悬臂结构的框架摆动件132的自重，双向节流阀1322用于调节框架摆动件132的摆动速度。

较佳地，上臂摆动件133的液压控制包括换向阀1331、减压阀1332、液控单向阀1333、双向节流阀1334，安全筏1335、上臂摆动件缸1336。液控单向阀1333用于防止上臂摆动件133到位后的锁定，安全筏1335用于助卷时由于卷径变大时的限压作用。下臂摆动件134的控制原理和上臂摆动件133的液压控制一样。

较佳地，皮带张紧件135的液压控制包括换向阀1351、外控减压阀1352、比例溢流阀1353、双向节流阀1354和皮带张紧件缸1355，皮带张紧件缸1355的控制压力由外控减压阀1352通过比例溢流阀1353实现无级控制。比例溢流阀1353采用4-20mA的控制电流，控制电流大小的选择根据比例溢流阀1353的电流-压力曲线选定。外控减压阀1352和比例溢流阀1353也可采用比例件压阀直接控制，压力和控制信号的原理同上。助卷机13的皮带张紧件135有三种状态：助卷状态、退回状态和待机状态。

回到图1，压辊装置14优选由上压辊141和下压辊142组成，根据程序选择在带钳口卷筒11投用(助卷机13不投用)条件下是上卷取还是下卷取时的针对性投用，上压辊141和下压辊142同样由液压缸驱动，实现对带钢111带头的压紧，上压辊141和下压辊142的压到位信号同样由配置在液压缸上的限位开关进行检测判断。

此外，该夹送装置15由一对夹送辊组成，上压辊由液压缸驱动实现夹送辊的开闭功能，当夹送辊压下时通过马达驱动其旋转并带动夹在其中的带钢111的带头向穿带导板12前进。

该外支撑装置16用于对带钳口卷筒11的端部支撑，以便卷筒旋转卷取时能稳定运行。该钢卷小车17用于配合钢卷从卷筒上卸下及卸卷后的运输，通常钢卷小车17的待机位和配合卸卷时在卷筒11的底部，当钢卷小车17卸卷后准备运输时外支撑装置16必须打开以方便钢卷小车17的横向移动运出钢卷。

现在转到图3，图3示出了本发明的冷轧带钢柔性卷取准备控制方法的基本原理。该控制方法适用于以上所讨论的冷轧带钢柔性卷取准备系统。

具体的，该冷轧带钢柔性卷取准备控制方法包括：

步骤301：根据所述带钢的厚度，选择所述带钳口的卷筒和所述助卷机之一进行卷取准备；

步骤302：在选择所述助卷机时，使所述助卷机在所述卷筒的芯轴涨开到位后慢速旋转，对钳口进行定位，在带钢以穿带速度由夹送装置将带钢沿穿带导板将带头送入助卷机方向的同时使上述助卷机前进到位；

步骤303：在选择所述带钳口的卷筒时，所述卷筒的芯轴收缩以使钳口打开，然后卷筒旋转对钳口进行定位，定位完成后，带钢以穿带速度由夹送装置将带钢沿穿带导板将带头送入钳口，然后芯轴涨开以使钳口关闭夹紧带头。

例如，图4示出了本发明的冷轧带钢柔性卷取准备控制方法的一个优选实施例。该实施例可以包括：

第一步：当具备运行助卷准备自动步的条件时，穿带导板根据判据1，由人工选择采用上卷取还是下卷取方式，程序设定默认情况为上卷取方式， 然后根据选择的卷取方式导板的摆动台开始摆动到要求的高度，当检测到到位信号后，铲头板开始伸出；同时外支撑上升。当检测到铲头和外支撑的伸出信号全部到位后，进入第二步；

第二步：根据判据2自动或人工强制选择采用皮带助卷还是钳口助卷；

第三步A：采用皮带助卷方式的，首先卷筒的芯轴涨开到位后，卷取机慢速旋转，然后卷筒旋转对钳口进行定位，在带钢以穿带速度由夹送装置将带钢沿穿带导板将带头送入助卷机方向的同时，助卷机前进到位，再根据判据A(同判据1)决定选择的上下卷取方式，根据选取的方式将对应的上下摆臂压到位，然后根据判据3对张紧皮带进行控制，检测到位信号后助卷皮带收紧，收紧力根据程序设定自动进行，当助卷皮带的张紧压力反馈信号到位后，助卷准备自动步完成，进入带钢自动卷取模式。

第三步B：采用钳口助卷方式的，首先卷筒的芯轴收缩，即钳口打开，然后卷筒旋转对钳口进行定位，定位完成后，带钢以穿带速度由夹送装置将带钢沿穿带导板将带头送入钳口，然后芯轴涨开，即钳口关闭夹紧带头，再根据判据B(同判据1)决定选择的上下卷取方式，根据选取的方式将对应的上下压辊压到位，检测到位信号后助卷准备自动步完成，进出卷筒旋转带钢卷取模式。

在该实施例中所设定的判据优选包括上下卷取选择判据、钳口和助卷装置选择判据、助卷皮带张紧件力选择判据。

例如，该上下卷取选择判据为判据1，判据1在自动控制系统中可采取人工选择，也可根据设定的默认条件进行自动选择，选择的条件为下工序用户指定要求或根据带钢基准面质量情况进行选择。

例如，该钳口和助卷装置选择判据为判据2，判据2为自动控制系统设定默认条件，当来料带钢厚度大于等于2.5mm时选择采用钳口助卷控制方法，当来料带钢厚度小于2.5mm时选择采用皮带助卷控制方法。控制系统同时具备根据特定需要进行人工干预选择的模式。

例如，该助卷皮带张紧件力选择判据为判据3，判据3为助卷皮带张紧件力的设定关系。在助卷状态下，设定的压力反馈值(MPa)＝(1-4)*带钢厚度(mm)。在退回状态下，设定的压力反馈值(MPa)＝2-3。在待机状态下， 设定的压力反馈值(MPa)＝1-2。

上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。