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轧钢高线车间：冷却水和压缩空气系统
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冷却水和压缩空气系统 （1）在轧机内部，

由一个浊环水冷却水管用来冷却辊环。水的输送量由一个流量传感器和一个压力开关进 行检

测。在输送控制阀的上下游有两个压力开关检测浊环水压力。 （2）两个双向电磁阀控制着

水的输送和排泄。每一个阀门配有两个接近开关检测打开和关闭位置。主输水 阀门和排水阀

门同时工作，当需要水时，输送阀打开，排水阀关闭；而当输水阀必须关闭时，排水阀打开

， 然后输水阀关闭。 （3） 一个单向电磁阀控制压缩空气， 阻止辊环冷却水进入辊轴密封

； 密封件压缩空气由一个压力开关检测。 当轧机运转速度大于500RPM时，辊环冷却水/压缩

空气系统自动打开，当轧机停止时，其自动关闭。在轧 机内部发生堆钢的情况下，冷却水在

轧机停止2分钟后关闭（见“流体分配系统”功能描述）。出于测试/ 维护目的，冷却水可以

手动打开，在这种情况下，给滚动导卫油气润滑的压缩空气喂管也同时打开。 （4）手动模

式：出于测试或者维护目的，辊环和机架内轧件冷却水阀门可以通过精轧机机旁箱上的按钮

来 打开。精轧机出口导槽清洁用压缩空气阀门也同时打开。 当打开或关闭程序正在进行中

时，在同一机旁箱 上的小灯会闪烁；当冷却水管打开时，其会亮起来。 （5）自动模式：当

轧机速度大于500 RPM时，辊环冷却用水和压缩空气系统会自动打开，当轧机停止的时 候，

其自动关闭。在轧机内部发生堆钢时，冷却水在轧机停止后2分钟关闭 9.二号夹送辊 （1）

夹送辊由一台变频驱动控制的交流电机驱动，夹送辊电机通过带式联轴器连接到夹送辊上，

联轴器驱 动齿轮箱输出轴。上辊可动，下辊固定，使得轧件夹紧，电磁阀控制的液压缸驱动

上辊，对于小齿轮适当 的润滑由在油气口进口的流量开关检测，流量开关只能用作联锁目的

。 （2）在轧制过程中，夹送辊总是与其位置的线速度同步运转。系统设定速度大约超过线

速度的 5%，因此 夹送辊有轻微的赶推力 （3）在夹送辊辊径改变以后，实际的轧辊直径必

须经由管理人员在自动化系统上手动设定，以使自动化系 统能够计算出正确的电机速度。
（4）当轧件不再在精轧机时，此时的限制力矩会达到 100%，夹送辊电机达到最大工作功率

，同时过速设 置关闭。通过这种方式，可以保持轧件尾部进入时的其速度的持续性。当轧件

尾部到达夹送辊，辊子打开 并等待下一个循环。根据设定，当轧件头部到达夹送辊时，辊子

可以被关闭并直到尾部进入或者可以直接 只设定对尾部进行操作(尾部循环)。 （5）夹送辊

关闭：操作者可以通过本地控制站上的相关按钮关闭夹送辊，同样的操作可以在 HMI 上完成

。 这个操作用作测试和维护目的，在此区域不允许有钢件，防止与自动化系统冲突。 （6）

夹送辊检修质量标准: 检修中,所有的轴承须定位标准，其间隙需符合图纸上的技术要求。

内部油管的连接需紧固。 轴承的轴向，径向间隙的检测合乎规定。 齿测隙的百分表读数合

乎规定要求. 检修中的质量检查及记录 检修中，所更换的零件图号有无差错。 检修中，所

有的操作是否按图纸及技术资料的规定进行。 在检修时，机械的磨损部分有无修复或更换。

在夹送辊的装配过程中，油膜轴承的装配是否进行了直接敲击。 10.三号飞剪 （1）飞剪装

置包括：飞剪前沿沿轧件通道安装了一台转辙器。一般情况下，引导轧件到轧线上，当切头

， 切尾或碎断时，转辙器引导轧件进入剪刃，转辙器的运动和剪刃位置同步。 （2）飞剪从

轧件附属的基准控制系统中获得其参考速度。在飞剪位置的基准速度直接与轧件速度成比例

。 由于飞剪上游的活套控制，其基准速度可能会略有变化。主控基准控制系统也生产了转辙

器驱动的启动指 令。此指令由飞剪上游的热探启动。其真正的启动指令是根据实际的轧件速

度和设定的切头切尾长度计算 出来的。 （3）在启动指令之后，飞剪的速度上升到设定值。

当发现了脉冲生成器0位标志，就在启动的一瞬间会增 加一个补偿量，以重新确定实际的位

置，同时三个剪刃会分布到已知的角度（0、120、240度）。当完成一 个“转鼓0位”程序时

，位置补偿会储存在PLC中。此程序只有在飞剪编码器轴转动到与剪刃轴相对的典型 位置时

才能完成（例如：如果编码器被替代）。 （4）飞剪实现与轧件头尾部和剪刃同步速度控制

，以完成精确的切头切尾或者实现轧件头部与吐丝头的同 步动作。当热探检测到轧件头部时

，剪刃会执行一段经过计算的间隔，同时提升或者降低飞剪电机速度。 这一间隔的计算基于

轧件从轧机出口热探到预触发点的时间（在上一轧件通过时测量）和飞剪的实际速度。
同一程序也用作尾部同步运动。 （5）在正常轧制过程中，飞剪不需要手动操作，除非在主

控台上手动启动剪切程序。通过主控台操作者可 以启动和关闭飞剪电机。手动模式只用于维

护目的，例如跟换飞剪或剪缝的检查，或飞剪中可能的故障 （6）操作者在控制系统记忆中

输入以下数据： 切头长度、切头可用∕不可用、切尾长度、超速因数。 （7）检修工艺及技

术要求。 1)要求气缸达到工作行程，无泄漏。 2)各铰接点均有油脂润滑。 3)轴套磨损达三

倍于初始间隙（图纸给定间隙），应考虑更换。 （8）剪刃要求. 1)上下剪刃垂直方向不齐

。 2)剪刃闭合间隙要求：0.2mm—2mm。 3)无明显崩口或剪刃不直。 11.转辙器循环 基本的

转辙器循环是: 切头、切尾（和剪废）、移位到碎断线。 （1）切头循环将转辙器从碎断线

移动到轧制线，来剪切轧机头部。整个的转辙器电机角度为230°，从 +115°到-115°（0°

表示在电机的正前方位） 当精轧机出口的热探打开时，系统开始计算从轧件尾部到预触发点

的距离。在这一期间选择剪刃，同时系 统等待转辙器循环触发点（循环启动点）。转辙器循

环在飞剪角度现有值（减去驱动延时补偿时间相应的 角度）时从剪切前的2个剪刃交叉动作

开始启动。转辙器切头循环完成后，转辙器放置到轧制位，直到系统 要求一个切尾或者剪废

或者回位程序。 （2） 切尾循环将转辙器从轧制线移动到碎断线， 来剪切轧机尾部。 整个

的转辙器电机角度与切头程序一样， 也是为230°。当精轧机出口的热探关闭时，系统开始

计算从轧件尾部到预触发点的距离。在这一期间选择 剪刃，同时系统等待转辙器循环触发点

（循环启动点）。转辙器循环在飞剪角度现有值（减去驱动延时补 偿时间相应的角度）时从

剪切前的2个剪刃交叉动作开始启动。转辙器切尾循环完成后，转辙器放置到碎断 位，直到

系统要求一个切尾或者剪废或者回位程序。 （3）剪废循环跟剪尾程序一样，其启动不是根

据热探信号而是PLC指令。在切尾或者剪废程序后没有切头 程序时，或者在轧件尾部通过后

而没有进行切尾程序，而必须进行新来件的切头程序时，系统会要求进行 归位程序。归位程

序将转辙器从轧制线移动到碎断线，并在正确的位置等待下一个来件。利用与切头切尾 程序

相对的一个不同的速度，转辙器被移动到+115°位置，并且此动作是独立于剪刃位置的。当

飞剪区域
没有轧件时，PLC会发出归位指令。 12 水箱 （1）闭环控制 水冷线与进出口高温计相连，

且配备有独立的冷却量调节系统，用来控制轧件的冷却。水流量的调节由可 在 HMI 上操作

的自动控制系统完成 （温度闭环控制系统）全线由和 2 级自控系统 HMI 相连接的 PLC 控

制。 。 根据 HMI 中轧制表存储的数据和轧线上高温计的温度读数， PLC 提供冷却水量的

自动实时调节。 HMI 装置 的操作原理包括水箱的原始设定（就地阀的开关位置，流量调节

阀的初始位置，水流量和压力） ，然后把和 轧制产品有关的生产信息（如轧件直径，轧制

速度、轧件出口温度）发送到微处理器。所有这些参数均作 为专门的轧制数据表存储 HMI

中。以数据开始，PLC 根据高温计的读数通过一个温度流量闭环控制连续地 调节水流量。当

PLC 从前一个高温计接收到来料的温度时，通过一个内部算法建立起一个初始水流量值以 实

现从 HMI 收到的冷却温度设定值。水流量调节阀通过 PLC 启动，使轧线得到所需的流量。

出口侧高温计 确认温度设定值为以前选择的设定值，且为闭环调节系统提供一个反馈值。在

控冷辊道运输机上，HMI 控 制空气冷却过程的参数。不同钢种规格的冷却数据均储存在 2

级自动化系统中，当要进行某种在线热处理 时，就调用这些数据。 （2）开环控制 水箱的

控制（流量调节阀）及冷却输送线的空气流量参数是手动设定的。高温计用来提供反馈值，

但提供 与调节系统的接口。 13.吐丝机 （1）保护罩的打开/关闭 保护罩的打开和关闭靠一

个由双向电磁阀驱动液压缸来执行.轧钢过程中,保护罩始终是关闭的， 它只能是手 动从机

旁箱打开. （2）空气吹扫 吐丝机提供两套空气吹扫:一个是清除铁皮和其他杂质在轧钢过程

中.一个是清除封口处铁皮这些设备能保 持适当的清洁度,以避免由于吐丝管内有积垢而引起

的震动.每个吹扫各有一个单线圈电磁阀. （3）出口托手的开关 托手是用来收集最初吐出的

几圈,以便于形成一个小圈放置到风冷辊道上.这些设备能保证线匝吐出且压实. 每个托手分

别由一个汽缸控制,一个双向电磁阀控制全部.每个托手上分别有两个限位开关检测极限位.

（4）震动控制 装在吐丝机上的一个” Schenck” vibrocontrol 1100/C(震动检测)检测整

体的震动.本系统通过以下设备达到保
证值: _ N° 2加速度计AS-021各方向直接检测. _N° 1震动检波器VC 1100-C02. SCHENCK能

提供三个信号,必须作如下设置: 1-预警: 13 mm/s2 2- 报警: 16 mm/s2,大概持续180S后或

本支钢过完,电机停车,加热炉停止出钢. 3- 瞬间报警: 18 mm/s2,电机立即停车,碎断钢坯,

加热炉停止出钢. 震动控制设备将产生模拟量信号(4-20mA)送给自动化PLC,HMI上能显示震动

的趋势 2.9.7 特殊操作 1.调整、试车的要求和规定： 试车程序： 如果所有轴承均被更新

，必须按以下程序组织试车。 将轧机爬行，检查各部振动与声音。 以 20%速度运转一小时

； 以 30%速度运转一小时； 将轧机辊环冷却水打开，以 40%速度运转一小时； 以 50%速度

运转一小时； 以 60%速度运转一小时；其间进行精密点检 以 70%速度运转一小时； 其间进

行精密点检确认无任何异常后将精轧机速度升到设计速度或大电机 100%额 定转速，仔细检

查，如无异常，再回到正常速度，当整个试车时间达到 8 小时后，即可具备轧钢条件。 控

制方式：活套扫描器控制套量；气缸控制起套辊。安全罩为焊接钢的，由气缸传动 当下游机

架运行时，活套插入。活套用来控制每个精轧机与上游轧机之间的轧件张力。一个光学传感

器控 制活套位置，系统根据轧制程序表调节轧机的速度以便维持活套位置，下列装置安装在

设备上： 装有一个气压缸驱动的防护罩，一个双向电磁阀激活汽缸。 装有一个由气压缸驱

动的压辊，一个单向电磁阀激活气压缸。压辊只有当轧件头部到达活套下游时才被提 升起来

。 手动：操作者通过按钮和选择开关在本地控制站上进行压辊和防护罩的测试 自动：自动

程序由操作者选择，本地控制站未激活，在自动模式中，活套高度由调节轧机电机速度的级

联 控制系统调节
急停：在主控台和/或本地控制站上激活急停时，所有的阀都应未激活。 精轧机入口端安装

有一台卡断剪。卡断剪关闭来阻止轧件进入。剪刃由单向电磁气动阀控制。当阀门关闭， 剪

刃关闭。 2.在以下情况的任何一种情况下，卡断剪自动关闭： 主电机未运转 精轧机入口切

头剪未就绪 精轧机入口切头剪未就绪 精轧机下游机器尚未“准备轧制” 在这种情况下，在

卡断剪关闭指令启动之前 400ms，精轧机入口切头剪启动剪废程序。卡断剪可以在精轧 机机

旁箱上的按钮来进行打开/关闭操作。在生产期间，由跟踪控制系统或者在断电的情况下，自

动关闭卡 断剪。 3.剪刃更换程序如下： （1）将连杆动作至开启的位置 （2）用工具将剪

刃和刀杆的固定螺栓卸下，注意垫块不能丢掉。 （3）将新剪刃更换上，拧紧螺栓，并进行

剪刃间隙的确定 （4）气缸动作不到位时，需调节节流阀，而漏气时则需更换密封装置。 设

备定期清扫的规定：卡断剪在工作中，可能会掉下线材中的很多氧化铁皮。因此，卡断剪的

清扫主要是 氧化铁皮的清扫。清扫一般每周一次。 4.剪刃要求： （1）上下剪刃垂直方向

不齐。 （2）剪刃闭合间隙要求：0.2mm—2mm。 （3）无明显崩口或剪刃不直。 （4）检修

的质量标准在转动中轧承无异响。两剪刃有 2—3mm 的间隙。各连接处须紧固。气缸的行程

刚好 能满足工作需求。 5.主驱 精轧机由一台交流电机驱动，利用增量编码器速度反馈实现

闭环方式速度控制，轧线速度控制PLC产生电 机基准速度，精轧机辅助服务产生电机控制开

关柜的启停指令。电机的转动时无方向性的。它能够但也仅 能在慢跑模式下以最大电机速度

的5%反向运转。在HMI指令发出正常停止请求的情况下，速度降低的时间 控制在30秒内。在

以下情况下，电机必须在快速 （10秒）中停止：
快速停止请求（主控台或机旁箱上的按钮） 报警类型2或者3（见“许可与联动装置”部分）

（1）手动模式 手动模式用于维护目的或者堆钢清理。在精轧机机旁箱，通过一个控制开关

，主驱动双方向以固定低速方 式旋转的慢跑模式是可能的。之一控制开关启动，驱动就会运

转。慢跑模式控制必须通过主控台HMI系统 进行操作。当启动慢跑模式后，在精轧机机旁箱

会小灯进行确认闪烁。 （2）自动模式 通过安装在主控室操作台上的两个操作杆，驱动的基

准速度可以进行快慢和上下调整： 单向速度调整（只有精轧机速度改变） 多层次速度调整

（精轧机和上游机架速度被改变，速比保持一致） 整个轧线轧机的基准速度可以使用主控

台HMI“速度控制”进行更新。 操作人员通过主控台操作界面可以输入以下工作参数进行自

动化运行： 最后一架辊环外直径 最后一架辊环成槽子因数（外直径与工作直径之差） 最后

工作模块数量 6.保护罩 机器配有一个防护罩， 其可以由定速启动器控制的电机来进行上下

调整。 两个各带有2个触点的旋转开关 （一 个一边）检测防护罩位置： （1）保护罩关闭

这一触点与电子制动线连接，与机器启动和运转联锁，保证在安全的状态下操作 （2）保护

罩打开 在维护操作时，防护罩通常完全打开。防护罩可以在精轧机机旁箱上的选择开关打开

/关闭。只要选择开关 启动，防护罩就会提升或者下降 7.堆钢检测 在轧机内部模块周围，

有一根拉紧的塑料线，用来启动接近开关。在轧机内部两个模块之间发生堆钢的情 况下，线

被烧断，接近开关立即启动，拉响报警并停车。 8.吐丝机设定速度 吐丝机从整个设定的轧

钢系统中获得一个设定速度.这个速度和吐丝区域的速度加上 1%到 3%的增速成比例. 这个速

度可能有轻微的变化. 在开启命令发出后,吐丝机斜坡升到设定速度.启动后,找到脉冲发生器

的零位.开始位被重新定义实际位置,吐
丝管在知道的角度.当完成吐丝管的零位定义后,起始位被存储到 PLC.这个流程只有在编码器

移动或者替换 后需要. 9.头部和尾部 在轧件的头部和尾部,机器的升速和降速根据主管人对

夹头和夹尾的选择,这个由产品的规格决定. 吐丝机的速度是根根据下面公计算的: 比较小的

材料： 头部速度=轧件速度+轧制过速+头部过速 头部过速是有 1-2%的升速,来拉紧最初的未

冷却的轧件.当最初的几圈过去以后,这个速度就会停止.当轧件 尾部离开 TMB,吐丝机不会改

变速度.但是夹送辊可以减速来定义一个新的值用来保持一个固定直径。 比较大的材料： 如

果选择循环增速,当尾部离开轧机,夹送辊和吐丝机会斜坡升速到一个比较高的值..速度的计

算公式:轧件速 度+尾部增速.没有这个过程,最后的几圈的直径会比较小,甚至尾部会留在成

型的圈里。 10.线速度同步 线速度要求同步是为了是轧件的头部在离开吐丝管时到达正确的

位置,因此避免了头部堆在吐丝管里。 根据轧制不同的断面尺寸有几种不同的可能 CHV（高

速飞剪）设置 小的断面< 8mm 大的端面≥ 8mm ≥ 速度同步要用到的设备： — 穿过剪切点

的信号 — 夹送棍吐丝机前热检 — 检测吐丝机转子的脉冲发生器 — 检测吐丝机转子零位

的接近开关 线材头部的位置和吐丝机的吐丝头位置保持同步.当轧件的头部到了剪子剪刃的

位置,轧件的头部到吐 丝机的位移已经计算出来了,增加或减少吐丝机的速度.位移的计算根

据轧件从剪子导槽出来到吐丝管的时 间和吐丝机的实际速度. 11. 轧件头部同步的顺序 操

作工在HMI画面定义的吐丝机转子要求的位置(为获得轧件的正确出口位置所必须的).这个关

系到剪 切点的位置(穿过剪刃的位置).自动控制系统通过脉冲分配器和传感器的信号来控制

吐丝机转子的位置. 当吐丝机前热检检测到钢头部时,系统根据设定值控制钢头的位置. 根据

实际转子的位置,吐丝机的加速和减速用来使实际位置和设定值相匹配. FFB前的切断剪:剪切

长度的修改 吐丝机转子的相位移
Fig.4 吐丝机转子的控制角度 = slow-down angle 减速角
= speed-up angle 加速角 修正和确认头部有两种可能： — 手动反馈模式 当头部离开吐丝

机的出口时,操作工检查出口的位置并调整设定角 — 自动反馈模式 轧件出口的位置由放置

在夹送辊入口侧的热检来进行检测。 在完成一次程序后，设定值会自动融合校正角。 12.吐

丝机速度的变动 在轧制过程中,有可能使吐丝机速度的波形变成三角波.速度变动的参数由主

管人设定.速度的变动周期会在 事先已经设定好参数的几圈轧制完成以后开始,并且首先是加

速.变速的大体轮廓依赖于轧制速度,和轧件进 入和出来的外径.在这个期间,速度的上升值和

下降值有操作工定义. 13.线材速度的设定 轧制线材的速度根据轧辊的直径来计算出来, 由

于轧制材产品产生的弹性应变，和实际值的减少会导致 辊槽和滚径的减小的比例可能不会和

实际很一致。 实际速度是根据测量轧件的顶端通过从FFB后面热金属检 测计到吐丝机夹送辊

前热检的时间。通过这段距离的速度，和测量到的时间估计出一个在这段路径上的平 均线速

度。这个由轧制控制系统在这个区间估算出来的平均速度，给出一个叫“速度校准因素”的

精密参 数。 这个从轧制控制得来的速度提供一个最好的吐丝轧制实际速度的计算。这个用

做前面轧制速度计算
的一个参考值，基于机械设备的管理。从校准功能开始起，逐渐获得的测量值会根据操作工

设置的值得到 平均值，如果后面的速度校验没有使用，就会作为设定值。 14.吐丝管管壁允

许磨损深度≤2mm，要做到定期检查，发现问题及时更换。 15.吐丝管正常使用寿命： φ5.5

～φ10.0mm 10000～15000t
φ10.5～φ20.0mm
30000～35000t