中厚板廠軋輥冷卻系統的設計與分析

1、工作輥冷卻

　　軋機分上下兩個工作輥，位于機架的中間，在機架外部安裝布置管路，通過噴射管將冷卻水供給工作輥。冷卻水的開啟及水量的控制由PLC自動控制完成，操作工通過HMI選擇”工作”或者”維護”模式，通過HMI人機界面輸入相關數據，并將數據傳輸到過程控制計算機PLC中，各控制閥根據其特征曲線開、閉以達到需求的冷卻水量。

　　工作輥冷卻分為中間冷卻和邊部冷卻兩種方式，在數學模型的控制上，一般將工作輥長度方向分為三部分，中間部分和兩邊部分。一般中間的溫度要高于兩邊，因此在計算機模型控制中實行三段冷卻控制，沿輥身長度方向改變各部分的冷卻條件，從而改變工作輥的熱凸度值。當鋼板寬度小于2700mm的情況下只使用中間冷卻就可以，當鋼板寬度大于2700mm時需中間冷卻與邊部冷卻同時投用。在軋制過程中各道次的冷卻參考值由過程控制計算機通過數學模型計算得出。當鋼板最后一道次軋制完成后，系統重新計算，準備下一張鋼板的軋制冷卻。當選擇維護模式，參考值必須通過人機界面輸入。當選擇到換輥模式時，工作輥冷卻系統將被關閉。

　　軋機工作輥的冷卻系統不僅僅是上下工作輥的冷卻，還包括進口、出口區域運輸輥道的冷卻以及上下工作輥入口、出口的機架冷卻。冷卻系統示意圖如下圖2所示，

2、支撐輥冷卻

　　支撐輥冷卻在整個軋制過程中一直工作，僅當換輥等情況下支撐輥冷卻才被關閉，主要作用是避免支撐輥過熱造成損傷。

　　支撐輥的冷卻水量需要通過手動閥進行調節，自動控制僅僅是打開與關斷冷卻系統而不能進行水量的控制。測量的冷卻水量大小可以通過TCP/IP通訊將數據傳輸到過程控制計算機中及HMI人機界面里，供操作人員監視。軋機支撐輥冷卻系統如下圖3所示：

3、除鱗

　　在軋制過程中鋼板的表面會出現一些氧化鐵皮等鱗屑狀物質，影響著鋼板軋制質量和表面質量，需從鋼板表面除去。因此上下除鱗噴嘴安裝在機座入口和出口側邊，在鋼板進入輥縫之前去除產品表面形成的二次氧化鐵皮。除鱗噴嘴安裝了內嵌式單向閥防止未進行除鱗時水滴到鋼板上。上集管安裝在上導板上，通過導板箱底板上的槽縫噴射。上集管可以和導板一起升降以便和上軋輥同步，從而保持噴嘴和鋼板之間的距離不變。底部噴嘴安裝在機架立柱之間，從輥道輥子間噴射。噴嘴安裝示意圖4如下：

　　當鋼板在軋制中進行往返道次軋制時，高壓除鱗水隨時打開。高壓水除鱗的打開與關閉通過一級控制系統PLC的物料跟蹤來自動實現，當檢測到鋼板在道次軋制狀態，并且鋼板在機架軋制區域內時，機架除鱗系統自動執行；當本道次（本張鋼板）軋制完成后，除鱗系統自動關閉，必須注意的是，在軋制結束后應立即關閉軋輥冷卻水，否則冷卻水將會過多，從而影響軋輥溫度。計算機控制系統確定鋼板的下一道次位置，準備下一道次（或下一張鋼板）的除鱗作業。操作工也可以通過HMI手動來打開或關閉除鱗系統。

　　除鱗系統噴射管控制器包括一個低壓先導閥和一個高壓換向閥。其工作流程如下：

　　除鱗系統打開方式：先啟動低壓控制閥（約0.3MPa），當流量開關顯示“低壓可用”時，高壓控制閥（約20MPa）打開。在約1－2秒停滯時間后高壓水從除鱗噴嘴里噴出。為了避免高壓力對電磁閥造成機械損傷，即使是在手動模式也要設置一個閥門的最小開啟時間。

　　除鱗系統關斷方式：高壓換向閥先關斷，1－2秒后低壓先導閥也關斷。關斷期間，上噴嘴將延遲（約1－5秒）被關斷，防止下噴嘴被污染物堵死。

4、除塵

　　安裝除塵系統是為了通過噴水（水霧）沖刷掉軋制時產生的空氣中的灰塵。

　　在入口和出口側各邊都有兩排噴嘴，一排在上端，一排在下端。這也是節能環保功能的一部分。

　　除塵功能由操作工選擇。根據鋼板軋制的方向和速度等進行噴嘴的控制，當軋機速度大于80％的全速時，噴水將被打開。20秒后當速度降到75％的全速以下時，噴嘴將被關斷。

5清掃噴射

　　在精軋機軋制完成后，為了便于鋼板厚度和寬度尺寸的測量，要盡量去掉鋼板表面殘留的冷卻水和除鱗水。清掃噴射裝置安裝在軋機機架出口側，通過電磁閥啟動。在軋機軋制過程中，清掃噴射持續工作。當控制系統收到“軋機卸荷”指令，即鋼板的最后一個道次軋制完成時，軋機入口和出口側的清掃噴射關閉。

6結束

　　軋輥冷卻水能夠冷卻軋輥，延長其使用壽命，另一個最主要的因素是在計算機模型的控制下，冷卻水系統能夠保證產生對稱的軋輥熱凸度和軋制凸度，從而得到良好的板型和平直度，提高產品質量。