单位:首钢京唐钢铁联合有限责任公司
由于冷轧镀锌对高端板材的边部质量需求,原有气刀接触式挡板对带钢边部质量影响巨大,由于挂渣导致带出品和产线降速,该问题已经成为限制冷轧高端板材的瓶颈,急需设计和制造出非接触式气刀挡板,防止带钢边部挂渣。
整个系统主要由以下三个环节构成。
执行部分:在传动侧和操作侧配置伺服电机、齿轮箱、丝杠、气刀挡板组成执行环节。
检测部分:在传动侧和操作侧的带钢边部检测透光率反馈给控制系统,柱塞式限位开关用于伺服控制机构的零点校准和极限位保护。
控制部分:通过PLC进行主控系统,通过PROFINET分别连接两侧的伺服控制器进行伺服控制,触摸屏用于显示和操作。
该项目是机电一体化的设备制造,完全是自主设计,施工和调试。气刀挡板的设计上选择了双受力形式,从带钢中心向两侧为丝杠带动挡块压靠方式,从带钢两侧向中心为气缸压靠方式,此设计方式取消了挡板与丝杠的刚性连接。当带钢在急速跑偏,丝杠损坏,电机损坏等异常情况下,带钢会碰触到保护的陶瓷辊,而不会碰到挡板,杜绝了带钢边部撕裂的情况。
通过穿透式激光辨别传感器实时检测带钢的透光率,用于反馈给伺服电机,伺服电机带动挡块及挡板,使挡板与带钢边部达到稳定的2mm,正负精度偏差0.5mm,控制稳定,响应迅速,超调小。
在控制环节上使用了无需使用触发脉冲方式,支持设定值连续变化的控制方式,该种方式有效的保证了控制的实时性,继而可有效降低伺服控制的速度和加速度,减少了超调量,提升了控制精度。
在2018年自主设计集成了第一代非接触气刀挡板装置,产品不仅投产早,价格低,而且有效的保障了镀铝硅产品的边部质量。2019年充分吸取第一代设计经验,不断优化,制造出第二代产品用于冷轧部锌铝镁板材生产,第二代产品是一次重大的变革,更改了工艺设计结构,重点解决了安全问题,降低丝杠的运行速度,提升了设备的精度,设备运行更稳定,精度更高。2020年再次进行优化选型和设计,用于冷轧所有镀锌机组。该产品在2018-2020年历经机械结构更改3次,电气图纸更改12版,自动化控制程序更改20版,从能用到好用,从隐患到安全,从繁琐变简洁,操作一键化,设备模块化,精度稳步提升,为冷轧部高端板材生产提供了保障。