轧制技术(高速线材轧机轧制技术培训)
为了保证产品的尺寸精度，现代高速线材轧机采用微张力和无张力轧制，以消除轧制过程中各种动态扰动引起的张力波动及其引起的轧件尺寸波动。由于精轧机组是集体驱动的，精轧机采用微张力轧制，其微张力值由固定的速比和给定的各机架孔槽面积来保证。速比不会因控制而改变，轧件面积会因来料面积的波动而波动。为减少精轧机张力变化引起的工件尺寸波动，在精轧机前的预精轧机和中间轧机机组安装若干活套，以消除连轧时各机架动态速度变化的干扰，保证工件精度。
柔性套管的定义和功能
自动控制系统调整相邻机架的速度，以在机架之间产生“冗余”轧件。“多余”的轧件在套筒提升装置的辅助下形成弧形套筒，这种套筒称为活套。活套控制功能适用于断面小、轧制速度快的场合，可消除连轧机架动态速度变化的干扰，保证轧件精度。活套可以实现无张力轧制。无张力轧制是指在轧制过程中，机架的轧件之间不存在张力关系，这是通过改变活套储存能力来实现的。相邻两个机架之间的轧件在受拉时，套管数量减少，可以起到缓冲作用，防止机架间的张力，防止轧件截面收缩，从而影响轧件的尺寸精度；另一方面，可以吸收多余的轧件，防止机架间发生堆钢事故。但是，活套的可调范围和活套的储存能力是有限的。当相邻机架间速度匹配不合理或其他原因使活套偏差过大，自动控制系统不能及时调整或不能调整时，就会造成堆钢。
活套由活套台、支撑辊、导槽、活套辊和活套扫描器组成。支撑辊和卷取辊起着引导和支撑轧件的作用。卷取辊和转向导板均由气缸驱动，卷取辊气缸由双电磁阀控制。
活套类型:下活套、侧活套和垂直活套。在高速线材轧机中，中轧机通常采用下活套。
由于下活套的光电扫描器工作环境恶劣，难以实现自动控制，因此很难控制下活套的数量。
侧活套由水平活套台、活套和进出口导辊组成。推动器是由气缸操作的导辊。精轧机前的侧活套不能自由脱落，需要一个轧机变速、活套动作、扫描反馈的控制过程。
活套是现代高速线材轧机的主要配套技术之一，用于在相邻机架之间保持合适的活套，实现无张力轧制。在整个轧制过程中，计算机控制轧件在下一台轧机咬入后的套筒提升，以及后端的套筒关闭。
环路控制的基本原理
活套是检测和调整相邻机架之间速度关系以实现无张力轧制的手段。活套控制基于相邻机架间金属秒流量差的测量。金属秒流量的差异导致机架间堆钢(或拉钢)，轧件由活套辊引导形成活套。在线活套扫描仪可以实时反馈测得的活套高度。控制系统将测得的活套高度与设定的活套高度进行比较，产生速度修正信号，调整上游机架速度，使活套高度(活套数量)恒定在给定值，从而实现前后机架的正确速度协调。当上游道次的金属秒流量小于下游道次的金属秒流量时，包壳量会逐渐减少，包壳高度会降低。当第二次金属流量相等时，套筒高度将保持不变。活套控制通过改变与活套相关的帧速来实现。速差控制是套量控制(△v-△H)，基本过程是头部提套，中间稳定设定套量，尾部合套。活套扫描器测量活套高度的实际值，与活套数量的设定值进行比较，然后将其偏差值作为活套调节器的校正信号，调整上游机架的速度。当活套尺寸因外界条件变化，活套偏离设定活套位置时，实际活套量不等于设定活套量，活套调节器有输出。通过调速系统改变活套的上游帧速，所有上游帧速反向串级调节。这种调整对每根钢筋都是不同的，直到钢筋稳定为止。
套筒的现场控制过程
建立
以14-15架之间的活套为例，其他活套也差不多。当14机架的活套扫描器检测到轧件头部并延迟t1秒时，自动控制系统向电磁阀发送活套信号。活套延迟t1秒的确定(气缸动作延迟的时间通过划分从14帧到l5帧的距离来考虑)应确保活套辊在轧件咬入l5帧时刚好启动。当活套辊启动时，活套上游的14机架的速度增加，从而在14机架和l5机架之间产生“多余的”轧件以产生活套。活套提升过程完成后，14个机架恢复到设定值。根据电机的动态特性，当轧件刚好咬入l5机架时，电机会产生动态降速。但控制系统提前对l5机架进行了2 ~ 4%的动态速度降补偿，可以保证轧件刚咬入时不会产生过多的“多余”轧件，即起始套高度为0，这一点可以从活套仍能顺利咬入来证实。
稳定调整
解除环路后，将进入环路稳定控制阶段。活套扫描器通过电控脉冲信号将不断变化的活套量连续传递给电控系统，系统以反向串级控制的方向调整相邻上游14帧的速度，相当于连续修正相邻上游14帧的速度，保证活套高度与设定值一致。活套调整是为了补偿由于轧件尺寸或温度变化引起的活套量变化。操作人员还应密切注意活套的行程。当活套高度超过更大允许高度或有严重的钢材拉伸时，自动控制因超出活套自动控制调节范围而失效，应及时采取手动控制，确保安全生产。
收集阶段
当轧件尾部到达13框(咬钢)信号时，进入合套阶段。仍采用延时t2，自动控制系统向电磁阀发送落套信号。落套延时t2、t2的确定(时间t2是用13到l4袖手旁观的距离除以13机架的出口速度，以考虑气缸的动作延时)应保证轧件刚离开l4机架时，起套辊刚好落下。为了安全合套，防止突然合套引起的甩尾，在合套阶段，要降低14机架的速度，以与升套高度相匹配，轧件14机架出料后，升套高度应降至0。卷取辊不能过早脱袖。如果落套过早，轧件会在活套台上堆积或甩尾，脱套也不迟。如果来不及，就会造成下一个轧件到来之前的钢材穿孔。
回路形状分析
在生产过程中，活套可能形成四种成圈形状，如图所示。
(1)之一个套形是因为活套高度设定过高，轧件在下一帧前容易堆钢和甩尾，不好控制。
(2)第四种套形是因为活套高度设置过小，轧件对套辊的压力大，容易导致套辊磨损过快，出现很多机械故障；另一方面，无法实现机架间的无张力轧制，红坯的板形控制波动较大。
(3)第二种套形是活套高度设定适当，活套辊工作正常，轧件能在机架间无张力轧制，红坯形状控制好。但如果活套辊没有及时合上套筒，就容易造成甩尾。
(4)第三种活套形状是活套高度设定略小，但活套辊能正常工作，轧件也能实现机架间无张力轧制，这样红坯形状控制得好，不易造成甩尾。
因此，可以根据设备和工艺条件选择第二和第三套筒形状。
现场事故分析
在实际生产中，发现造成活套或堆钢不稳定的原因很多。
1)弯针卷取辊无法卷取弯针。原因可能如下:
活套扫描仪有故障，无法检测；
活套扫描仪抖动，错过了检查口；
活套扫描仪镜头脏，检测不稳定；
寒冷天气冷却水过多或大雾会影响扫描仪的检测灵敏度；
电气线路接触不良等原因造成断路，提升信号无法到达电磁阀；
电磁阀线圈烧坏，阀门无法动作；
电磁阀阀芯堵塞，阀门不能动作；
气源未打开或气管损坏；
滚筒或提升辊机械卡住。
2)弯针卷取辊没有落在弯针上。原因可能是:
上游机架的上游机架信号错误；
电磁阀线圈烧坏，阀门无法动作；
气缸或升降滚筒机械突然卡住。
3)活套区堆钢分析:
活套后时机错乱，活套不能正常落下，下一个钢坯钻入活套辊，造成堆钢。解决方法:加强现场检测元件的维护，保证检测信号的准确性，注意保持更佳的敲击节奏。
在水平活套处堆钢。因为水平活套处两个相连的机架之间距离很大，容易过早飞钢，过晚容易产生张力，所以要注意升降套的设置。精轧前，换辊后水平活套处经常咬钢困难，19机架动态落差补偿时间过长，导致堆钢。解决方法是调整19机架动态速度降的补偿参数，控制出钢节奏，并注意水平活套的冷却，禁止断钢带。
4)活套量不稳定。
一般调试过的活套都是稳定的。如果出现不稳定，不要轻易通过修改活套高度或增减相邻上游机架的转速来稳定活套。活套的稳定性与机架速度控制系统的动态特性、粗轧和中间轧的关系以及活套区的工艺调整有关。正常情况下，对于同一轧件，活套从头到尾的高度变化允许为15mm。
可能导致活套不稳定的几个因素:
电气原因
活套扫描仪检测信号不稳定，镜头脏污，冷却水雾气太多，检测口刻度太多，都容易导致信号断断续续，影响活套控制。
机械原因
如果支撑辊和升降辊的轴承烧坏，转动不灵活，造成磨损不均和卡死，活套就会不稳定；卷取辊或支撑辊的偏心引起套量的波动，一般在活套成型后开始波动，一直持续到活套脱落。
流程原因
导轨安装不当或辊缝设定不当也会造成活套不稳定。
轧件温度的变化导致设定尺寸的波动，一般发生在轧件尾部或中部之后。操作人员应及时通知加热炉，以保证正常的钢温。
头盖太高了。一种可能是椭圆孔压得太多，轧件与下一个圆孔型进口导轮不匹配，轧件阻力太大；另一种可能是卷头、卷尾、卷中尺。
偏差太大。
