热轧精轧机活套液压控制及故障分析

袁李

摘要：热轧带钢产品实际应用的过程中，厚度和宽度相关的指标是人们关注的重点内容所在，精轧机的活套是热轧线的设备，对于机架间带钢的稳定轧制有着良好的应用意义。

关键词：精轧机;液压系统;伺服阀

1 前言

某厂实际生产过程中应用2250热轧生产线，使用的精轧机活套机构是目前最先进的伺服阀控制液缸驱动的设备，实际应用的过程中稳态精度较高，同时系统的响应程度也相对较快。

2 相关背景

热轧精轧机采用7机架6活套的配置，活套被安装在除去末机架以外的每个精轧机出口侧，活套轴通过操作侧和传动侧的轴承座安装在精轧机的两片牌坊的出口侧，活套液压缸通过支撑臂与活套轴相连接，采用内冷却的惰性活套辊与带钢下表面相接触，液压缸的行程动作使得活套的角度改变，得以提升带钢，在活套轴上设计有固定销孔为检修和标定时穿销子而用。在带钢实际轧制过程中，穿带时，主传动系统存在着动态速度变化，为了保持各个机架之间的速度匹配，通过控制活套上游轧机主速度使活套角度控制稳定在L2服務器设定值，以保证轧制过程稳定，对带钢进行恒张力轧制，以避免堆钢和拉钢，而保证带钢厚度和宽度的质量。活套直接与带钢接触，现场水蒸汽很大，且轧钢时产生很大的震动，恶劣的工况条件，对液压伺服系统造成很大的冲击，容易引起系统的故障，为了满足正常的生产，需要维护人员快速分析和处理故障

3 活套液压控制系统

活套液压控制系统介绍液压原理：在液压缸的无杆腔和有杆腔都装有压力传感器，用来计算带钢的恒定张力，在通过支撑臂与液压缸相连接的活套轴上安装有角度编码器，来检测角度进行活套角度控制在轧钢生产时，在带钢进入精轧机之前，通过角度编码器检测到活套轴的位置，反馈给PLC，再通过伺服阀调节缸的位置，从而驱动活套达到设定的活套等待位，以带钢咬入下一机架的信号，使得活套稳定在凵2设定值的角度控制闭环下，控制系统通过压力传感器检测出液压缸无杆腔和有杆腔的压力，计算出活套辊上带钢的张力，通过伺服阀控制液压缸，使得活套满足角度控制闭环和带钢张力控制开环。两个单独伺服阀的控制系统能保证液压缸供油需求，以满足快速响应的精确控制，六个液控单向阀不仅使两个液压伺服回路独立工作之间不相互干扰，而且还可以保持液压缸所需的位置。安全阀的作用是满足带钢恒定张力控制的需求，防止活套液压系统在轧钢过程中的反作用力对设备造成损坏。电磁换向阀的作用是在伺服控制出现故障时或在设备维护时进行手动操作，控制活套液压缸两腔的卸压让其落下至最低位置在液压缸的无杆腔和有杆腔都装有压力传感器，用来计算带钢的恒定张力，在通过支撑臂与液压缸相连接的活套轴上安装有角度编码器，来检测角度进行活套角度控制。在轧钢生产时，在带钢进入精轧机之前，通过角度编码器检测到活套轴的位置，反馈给PLC，再通过伺服阀调节缸的位置，从而驱动活套达到设定的活套等待位，以带钢咬入下一机架的信号，使得活套稳定在L2设定值的角度控制闭环下，控制系统通过压力传感器检测出液压缸无杄腔和有杆腔的压力，计算出活套辊上帶钢的张力，通过伺服阀控制液压缸，使得活套满足角度控制闭环和带钠张力控制开环。两个单独伺服阀的控制系统能保证液压缸供油需求，以满足快速响应的精确控制，六个液控单向阀不仅使两个液压伺服回路独立工作之间不相互干扰，而且还可以保持液压缸所需的位置。安全阀的作用是满足带钢恒定张力控制的需求，防止活套液压系统在轧钢过程中的反作用力对设备造成损坏。电磁换向阀的作用是在伺服控制出现故障时或在设备维护时进行手动操作，控制活套液压缸两腔的卸压让其落下至最低位置

常见故障分析，活套液压系统伺服阀特性恶化在轧制过程中，出现活套角度上下抖动，角度闭环控制无法正常实现，并影响张力的建立，原因有很多种，一般先排除电气问题，让操作工从HMI画面上取消伺服阀控制，做卸压动作，将活套液压缸压力卸完后，从程序中査看压力传感器反馈数值，有杆腔和无杆腔压力数值是否回到零，或在生产时安排液压工在现场用机械测压表实测两腔压压力，与从程序中查看压力传感器反馈数值相比对是否一致，以此来判断压力传感器的特性。判断液压问题，活套控制系统响应速度很快，在阀台有两个伺服阀即A阀和B阀，让操作工从HMI画面重新选择控制模式A-B，即A阀为主，B阀为辅，或B-A，即B阀为主，A阀为辅，或单选A阀或单选B阀，再观察伺服阀的ODG曲线对比其的参考值REB和反馈值BK，以判断伺服阀的响应特性，若出现参考值REB和反馈值BK跟随性较差的，可以考虑伺服阀阀芯出现堵塞，当然也可采用伺服阀调试工具，把伺服阀与电气控制系统脱开，用调试工具驱动伺服阀判断其的响应速度，若反应慢，可以更换新的伺服阀。在热轧精轧机有很多液压管路，在恶劣的现场工况环境下，时常出现漏油爆管现象，液压油常受污染，对液压伺服阀阀芯造成堵塞，加强对更换油管和焊接管路的淸洁，以避免二次污染，能増加伺服阀的使用寿命。

4 常见故障问题

4.1活套液压系统伺服阀特性恶化

阀台上有伺服驱动器阀，即A阀和B阀。让操作员再次从HMI屏幕中进行选择以控制两种模式AB，即A阀是主阀，B阀是辅助阀，或BA，即B阀是主阀，而A阀门是有效的阀门。辅助阀或单个A阀或单个B阀，然后观察并分析伺服驱动阀的伺服系统曲线，以比较其数据参考值（供大家参考）和反馈状态值（用户反馈），以准确判断伺服系统阀的主动响应主要特征，如果参考值（供大家参考）和及时反馈值（及时反馈）的跟踪效果不好，也可以认为伺服阀的阀芯被阻塞。但是步进电机测试工具也可以用于连接伺服驱动阀和电气产品以及控制软件系统。伺服阀由基本设备调试工具提供动力，以准确判断其加速要求。

4.2活套角度实际位置与编码器反馈值不符

根据有经验操作工判断活套角度实际位置与HMI画面显示位置不符。一般在更换活套液压缸后，需操作工点动活套至最低位置后，插上定位销，重新标定。若实际值还不符，需检査编码器与活套弹性软接手，若接手没有松动，需要更换编码器。在实际维护中，轧过程现场水蒸汽很大，活套编码器长期浸在水蒸汽中工作，接手有时会上锈，造成旋转不灵活，接手与编码器间打滑，跟随性差，所以检测反馈值不准确，影响轧钢时活套角度的稳定性，活套角度编码器及其相关的弹性软接手是平时点检维护的重点项目。

4.3活套角度实际位置与编码器反馈值不符

根据有经验操作工判断活套角度实际位置与HMI画面显示位置不符。一般在更换活套液压缸后，需操作工点动活套至最低位置后，插上定位销，重新标定。若实际值还不符，需检査编码器与活套弹性软接手，若接手没有松动，需要更换编码器。在实际维护中，轧钢过程现场水蒸汽很大，活套编码器长期浸在水蒸汽中工作，接手有时会上锈，造成旋转不灵活，接手与编码器间打滑，跟随性差，所以检测反馈值不准确，影响轧钢时活套角度的稳定性，活套角度编码器及其相关的弹性软接手是平时点检维护的重点项目。

5 结束语

精轧机活套在稳定热轧制的过程中有着较为的应用意义，实际开展相关应用的过程中涉及到机电系统的复杂性，需要结合故障实际情况，不可随意盲目更换零件，而应当把握关键要点，综合分析，精准判断故障问题。

参考文献：

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