核桃清洗机镀锌机组光整、矫直理论浅述及问题交流
1 前言
光整机是热镀锌生产线上一个对产品质量具有直接影响的关键设备。光整工艺对改善热镀锌板表面质量有很大的作用，但控制不当会造成一些新的表面缺陷，典型的光整缺陷有光整花、非光整边和光整辊印等。 光整花是在光整过程中出现的羽毛状线痕，在带钢整个带宽方向均可能产生。它的成因主要是由于带钢在辊缝中产生不均匀延伸。而主要消除对策及措施是合理调整压下，出现单面起浪及时调整；保证光整后张力稳定；合理选择轧辊的凸度，以及正确使用正负弯辊等。
但在生产过程中，光整机时常因轧辊轴承损坏及轧制力波动范围大，轧制力倾斜、正负弯辊力调整范围值受限等诸多因素而导致镀锌板产生光整花、边部轧皱甚至断带，对镀锌产品的质量、产量都有较大影响。我们重点从设备及控制系统的角度去分析、检查造成光整花的机理和原因，从而采取有效的措施去控制和减少光整花等表面质量缺陷。 2 设备构成及控制特点
攀钢冷轧厂热镀锌机组的光整机均为4辊轧机，最主要的部分就是液压自动厚度控制系统（HAGC），其
性能的好坏直接影响着光整机的工作性能。液压自动厚度控制系统主要是由外部给定控制器、传动侧和操作侧伺服阀、液压泵站、液压缸、反馈传感器等几部分组成。由图1所示，压上油缸（3）为短行程、活塞式液压缸，安装于下支承辊（1）处，每个油缸两侧分别装有一个高分辩率的位移传感器（4），以检测油缸位移。并在缸体一侧装有一个高精度的压力传感器（5），用来检测油缸的压力，由美国MOOG-D633系列规格的电液伺服阀（12）来控制油缸流量。 图1：光整机压上控制原理图
1.支承辊
2.工作辊
3.压上缸
4.位移传感器
5.压力传感器
6.压力变换器
7.位移变换器
8.加减单元 9.放大单元 10.PID单元 11.功放单元 12.MOOG伺服阀
当光整机工作时，实际辊缝值是由安装在压上缸体中的位移传感器测量，反馈回输入端，构成位置闭环；实际压力值是由安装在液压缸缸体上的压力传感器测量并反馈回输入端构成压力闭环。 光整机压上系统通过加减单元（8）将压力和辊缝信号和厚度设定值h 0比较，控制系统用得到的比较值△h 控制系统的辊缝值。
由图1可看出，由于位移传感器的安放位置在液压缸体内，可以用检测压上油缸活塞的位移来取代轧辊位置的测定，它属于直接位置控制式光整机。由于采用了高灵敏度、高精度的位置检测，从而提高了轧辊的位置精度，实现了光整机辊缝的精确调整。里德穆勒
光整机的控制系统包括以下功能：恒延伸率控制、位置控制、轧辊倾斜控制、轧制力控制、张力控制、 跟随控制、弯辊控制等。 3 光整花缺陷产生的典型故障分析
3.1 故障现象：光整机在刚开始投入瞬间及过焊缝后重新投入时产生严重的光整花和断带；有时在外部生产条件稳定的情况下，因为轧制力和弯辊力波动太大，也会使一段镀锌板产生光整花。
3.2 现场调查及数据分析
如图2所示，通过主控室的计算机HMI 画面可进行数据观察。光整机停用之后置于“位置控制模式”，使光整机全开。理论上压上缸完全打开时为零，完全关闭时为最大值。表1的记录数据说明，当光整机停用后，操作侧OS 轧制力仍有38.9（吨），属于不正常的数据。通过实测，压上缸的无杆腔确实有压力值10kgf/cm 2
。紧接着，采取停泵卸压措施后观察数据为表1所示，操作侧OS 轧制力仍有10.9（吨），说明压力传感器的零值漂移失真。压力传感器通过清零处理后重启动液压站，HMI 画面显示数据中，操作侧OS 轧制力仍有33.5（吨）。此时，才将观察重点转向位移传感器，数据显示位移传感器的零值也可能漂移。通过清零处理，将位移传感器的零值调整为两边几乎一致。重启液压站后，操作侧OS 轧制力和传动侧
图2：光整机轧制力HMI 画面显示图
1.工作辊
2.支承辊
3.操作侧轧制力（吨）
4.传动侧轧制力（吨）
5.传动侧位移量（毫米）
6.操作侧位移量（毫米）
7.5＃张力辊
8.6＃张力辊
DS轧制力很接近，压力值显示正常。
表1 光整机HMI画面显示数据表
艾罐
位置控制用于光整机轧辊辊缝的开闭控制。位置调节器通过与辊缝位置参考值相比较，来控制传动侧和操作侧的液压缸位置的实际值。当光整机全开状态时，伺服系统采用位置控制，由于操作侧OS位移量失真（偏负值），为了保持与传动侧位移值0.005毫米一致，操作侧压上缸实际位置已上升。由表1可看出，操作侧OS位移量偏差达到0.205毫米，对于分辨率为0.002毫米的位移传感器来说，失真值已很大。可以看出，在正常投入使用的一瞬间，两侧的轧制力偏差实际值将达到40吨。这是造成光整花的主要原因。
4 光整花缺陷的机理及成因分析
4.1 检测元件造成的厚差波动产生光整花
枳橙一个高精度的液压自动厚度控制系统（HAGC），它的检测元件：张力计、压力传感器、位移传感器等的质量和精度是至关重要的。
4.1.1 位置传感器的影响
控制环节中压上缸位置的检测（即辊缝检测）是最重要一环，油缸位置值就是辊缝控制闭环的反馈量。当位置传感器内的磁环线圈发生断路或磁杆长期使用后磁杆表面被磨损，会造成位置传感器检测位置发生偏差或是不能检测，从而造成带材厚差。
4.1.2 压力传感器的影响
当采取压力控制方式时，压力传感器的检测精度尤其重要。压力传感器的精度可由专门的检测计量部门进行检测。在压上缸的传动及操作侧各有一个压力传感器，当压力传感器精度下降时，会导致厚差发生变化。若有一侧压力传感器不能工作时，系统会产生很大的压力差，HAGC系统会因保护而使液压系统泄荷，从而导致光整机压靠调零失败。
4.1.3 张力计的影响
张力的变化对厚度是有影响的，而且在薄料中影响力很大。张力大小是用测张辊的张力计进行测量。测张辊用于带钢入、出口张力的检测，其直径350㎜，辊身长1550㎜，硬度在900到1000维氏硬度，张力计安装在辊轴内，张力计根据张力的实际测量值的大小，以此作为反馈信息对张力进行控制。所以当张力计出现故障或线路上有问题均会造成张力波动，从而导致厚差的波动。实践证明，光整机后张力对厚差的影响力大于前张。
4.2 支承辊的轴承座造成的厚度波动产生光整花
当支承辊的轴承座发生了磨损或轴承损坏时，其影响类似于轧辊的偏心，使辊缝发生波动直接表现在所轧的带材上，产生光整花或轧皱。我们可以通过更换支承辊来消除它。
5 解决光整花的对策
为了保证板形质量，一般采用较大的光整张力，从而加大了光整的延伸率；如果原料板形较好，就可以在保证较高光整轧制力的同时减小光整张力，这样既满足了对光整表面质量的要求，又改善了力学性能。
如果发现光整机入口侧带钢有卷边缺陷，应及时减小轧制力，尽可能增大带钢张力；出现非光整边时，则应增大轧制力。如增大轧制力，伴随张力的减小，带钢可能出现皱折（浪形），此时应提升防皱辊（AC辊）及防横向断裂辊（BILLY辊），增大带钢与工作辊的包角。当出现光整花时，应增大带钢张力或减少轧制力，直至光整花完全消除为止。
具体解决光整花的措施：将系统中的反馈检测元件纳入周期管理，定期进行清零和校正。当发现轧制力波动大时，可着重从检测元件进行检查，并加强它们的日常点检和维护工作。
6 结束语
光整机要求的控制系统的实时性非常高，在运行过程中，根据带钢的板形和表面质量，光整机需要做出快速的响应来适应带钢情况的变化。否则就会因延迟而造成带钢板形和表面质量变差，直接影响产品质量。
通过校验传感器等检测元件能够提高轧制力和辊缝位置的准确性，减少了轧制力和辊缝位置的波动范围，消除了对机组生产的不利影响。
镀锌光整机存在的问题：
1号连退机组：
①光整机上支承辊平衡缸、正弯辊缸的活塞杆在换辊操作过程中被撞弯。主要原因是没有确认机架内液压缸活塞杆是否伸出。要求换辊操作时，必须有两人在现场操作确认。
②攀钢1号连退机组光整机的轧制线压下调整机构为手动方式：根据上支撑辊辊径磨损量，在轴承座与压力块之间加不同垫块，调整辊缝。上支承辊辊径减小后调整垫板方法如下图3：
图3：攀钢1#热镀锌光整机上支撑辊辊径磨损量补偿方法
攀钢1号连退机组光整机根据上支撑辊辊径磨损后的不同辊径，加垫块调整
量分别如下表：
依据支承辊辊径磨损偏差量加垫板调整量表
2#镀锌机组：
①工作辊、支承辊的辊径值错误。
智能调度系统
轧线调整位置：支撑辊辊径等于1000mm同时工作辊辊径等于600mm时当上辊在轧线时定义为零。当轧线向下调整测量值将增加。
轧线调整位置(mm) = 1100 –支撑辊辊径(mm)/2 –工作辊辊径 (mm)
②光整机换辊小车辊道经常打滑；经检查入口侧前轮磨损严重，待车轮新备件到货后更换车轮。
③5.14轧线调整正常操作经常出现不能调整；
④工作辊的轴承座安装方向。铜滑板入口侧30mm，出口侧20mm，偏心量为5mm。
由于四辊光整机工作辊与其轴承座间及工作辊轴承座与支承辊轴承座间存在间隙，在轧制过程中，工作辊与其轴承座如无固定的侧向力约束，将处于不稳定状态（即工作辊在轧制冲击作用下，时而向一侧，时而向另一侧移动）。工作辊的这种自由状态，会降低轧制工作辊的稳定位置，即让工作辊轴承始终承受一个方向不变的水平力。
保持工作辊稳定性的有效方法，是使两工作辊连心线相对于两支承辊连心线沿轧制方向有一个偏移量并保持带材的前张力大于后张力。
⑤轧制力波动范围大，轧制力倾斜波动范围大；轧制力倾斜、正正负弯辊力调整范围值受限。
∙轧制力偏差：传动侧和操作侧轧制力的偏差
轧制力偏差(t) =操作侧轧制力 (t) –传动侧轧制力 (t)
液压主压报警清单：
∙压力报警（每侧440吨）
虚拟电子围栏
∙轧制力偏差报警极限(+/-100t)
∙液压缸在低位
∙倾斜报警极限(+/-2mm)
液压主压故障清单：
∙轧制力故障（每侧500吨）
∙轧制力偏差极限(+/-150t)
∙液压缸高位故障（350mm或极限开关）
∙倾斜故障极限 (+/-4mm)
∙操作侧位置传感器故障
∙传动侧位置传感器故障
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