連續退火酸洗機組中刷洗機的自動控制

（天津一重電氣自動化有限公司，天津 300457）

連續退火酸洗機組中刷洗機的自動控制

鄧 健

（天津一重電氣自動化有限公司，天津 300457）

本文介紹了在連續退火酸洗機組中刷洗機的結構、作用以及控制方式。詳細介紹了刷洗機的自動控制方式。

連續退火酸洗；刷洗機；電流自動調節

1 概述

連續退火酸洗機組的作用是將熱軋不銹鋼卷進行退火、除鱗、酸洗，以消除熱軋鋼卷的內部應力，去除表面氧化鐵皮。該機組工藝段設備主要由連續式退火爐、破磷機、拋丸機以及淺槽式酸洗組成。在機組的酸洗區，配置了刷洗機，以提高酸洗效果。

2 刷洗機

2.1 刷洗機的作用。刷洗機是用于刷掉帶材表面的贓物。經酸洗槽酸洗后的不銹鋼，氧化鐵皮雖已洗掉，但表面仍然殘留一層黑膜，必須經刷洗后才能去掉。本機組使用的是帶有碳化硅合成刷毛的刷輥，對經過硫酸槽或混酸槽酸洗的帶鋼上下表面進行刷洗，去除污垢，提高酸洗效果。

2.2 刷洗機的布置。在連續退火酸洗機組的酸洗段，共設置了4臺刷洗機，其中1#和2#刷洗機位于硫酸酸槽后；3#和4#刷洗機位于混酸酸槽后。4臺刷洗機可以根據帶材的情況，選擇性的投入使用。

2.3 刷洗機的結構。每臺刷洗機中各有兩組刷輥和支撐輥交錯排列。入口側刷輥在帶材上方，支撐輥在帶材下；出口側支撐輥在帶材上方，刷輥在帶材

下方。這樣可以保證帶材的上下表面均被刷到。

每臺刷洗機主要包括如下設備：

2個刷輥和2個支撐輥

2個刷輥的電動位置調節裝置

2個刷輥打開/閉合液壓閥組

2個支撐輥打開/閉合液壓閥組

每臺刷洗機包括如下檢測設備：

2個刷輥打開位置檢測接近開關

2個支撐輥打開位置檢測接近開關

2個刷輥位置調整限位接近開關

2個刷輥刷毛磨損位檢測接近開關

2.4 刷洗機的工作方式：退火酸洗機組正常工作運行時，無論刷洗機是否投入運行，支撐輥都應始終處于閉合位置（與帶材表面接觸），且速度與帶材線速度保持一致（同方向）。

與支撐輥不同，刷輥只有在該刷洗機投入運行且帶材速度大于零時，才會閉合，刷輥閉合后將與帶材接觸，起到刷洗的效果。刷輥的速度由人工設定，與帶材速度不一致（反方向）。

3 刷洗機電氣控制系統組成

刷輥和支撐輥選用變頻電機拖動，其中1#和2#刷輥電機的額定功率為55KW，3#和4#刷輥電機的額定功率為22KW。支撐輥電機的額定功率都是4KW。

刷輥和支撐輥變頻電機均由西門子S120變頻器進行驅動。變頻器與工藝段PLC通過DP網進行通訊。

刷輥位置調節電機選用的是功率為1.5KW的恒速電機，采用MCC控制方式。

刷洗機的液壓閥組以及檢測元件均接入刷洗機平臺遠程I/O柜。柜內安裝西門子ET200M遠程站與工藝段PLC進行DP通訊。

4 刷輥的控制：

4.1 刷洗機的兩種控制方式：刷洗機有手動和自動兩種控制方式。在手動方式下，刷輥和支撐輥的旋轉、打開/閉合、刷輥位置調節等操作均在機旁操作箱手動完成。在自動方式下，以上操作均可在操作室的HMI畫面中完成。

4.2 刷洗機自動控制方式描述：刷洗機自動控制方式下，主要由刷輥空載電流采集和刷輥電流自動調節兩部分動作完成。

4.3 刷輥空載電流采集：更換刷輥后，在刷洗機滿足運行條件的情況下，可由操作工在HMI界面上操作啟動空載電流測試。啟動后，刷輥將自動打開，當系統接收到刷輥打開位置檢測信號后，刷輥開始旋轉。經過10-15S，刷輥轉速將達到設定轉速，同時電流將下降至空載電流，完成啟動過程。此時開始記錄5S的電流平均值，將該值作為刷輥的空載電流值。測量完畢后，刷輥停止旋轉。

4.4 刷輥自動方式下啟動：在刷洗機滿足運行條件的情況下，可由操作工通過HMI界面操作啟動刷輥。啟動后，刷輥將自動打開，當系統接收到刷輥打開位置檢測信號后，刷輥開始旋轉。經過10-15S，待刷輥完成啟動過程后。如果此時酸洗槽中帶鋼速度大于零，那么刷輥將自動閉合，當刷輥閉合后，將進入刷輥位置自動調節過過程。此時通過對設定電流值和實際電流值進行比較，調節刷洗機的壓下量（即刷洗機的位置）。當酸洗段帶鋼停止或操作工通過HMI操作刷洗機停止后，刷輥將自動打開，當接收到刷輥打開位置接近開關信號后，刷輥停止旋轉。

在列情況下刷輥停止工作：每臺刷洗機中有1個刷輥變頻器故障；

帶材停止。

在下列情況下刷輥位置停止調節：焊縫經過刷洗機；刷輥位置調節限位接近開關有信號；（禁止打開方向調節）刷輥刷毛磨損位置接近開關有信號；（禁止壓緊方向調節）支撐輥處于打開位。

4.5 刷輥設定電流的計算：刷輥的設定電流可按照以下公式基于實時電流大小和帶鋼寬度進行計算：

I S P T=K*（S W-S W m i n）*Gain+INL+ICV

Gain=（Imax-Imin）/（SWmax-SWmin）

ISPT：給PI控制器的設定電流

K：調節系數，與帶材氧化皮的情況有關

SW：帶鋼寬度

Gain：功率/寬度增益（A/mm）

Imin： 最 小 電 流， 當SWmin為650mm時，Imin為40A（以1#刷洗機為例）

Imax： 最 大 電 流，當SWmax為1500mm時，Imax為90A（以1#刷洗機為例）

INL：無載荷電流，該值在每次換輥后更新

ICV：電流修正值，該值由操作工進行修改。

4.6 支撐輥的控制：支撐輥處于閉合位置，是機組啟動的一個必要條件。同時在HMI界面上設置支撐輥輥徑微調接口，以保證支撐輥在輕微磨損的情況下，仍能通過人為修正來保證其線速度始終與帶材線速度一致，不劃傷帶材表面。

5 注意事項：

刷輥液壓系統的壓力要調整好，即要保證打開/閉合液壓閥動作速度不能太慢，又要保證刷輥位置調節電機能夠在有壓力的情況下調節位置；不允許刷輥位置調節電機過快的正反轉切換，否則容易燒毀電機；在調試初始階段，刷洗機電設定電流不宜設置過大，電流過大會損傷帶材表面。

結語

在項目中實際應用后，帶材表面清洗效果比不投入刷洗機或刷洗機手動控制時有了明顯提高。

[1]陳龍官．冷軋薄鋼板酸洗工藝與設備[M]．北京：冶金工業出版社，2005．

TG15

A