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退火是一種金屬熱處理工藝，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度冷卻。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。主要目的是消除和改善鋼板在軋制和冷卻過程中產(chǎn)生的組織缺陷和內(nèi)應(yīng)力，為后道工序的加工和使用做好組織和性能上的準備。

本文主要介紹退火處理線的工藝流程以及典型控制系統(tǒng)在退火處理線中的應(yīng)用；以及西門子S120變頻器控制在退火處理線中的具體應(yīng)用。

2工藝描述

2.1.工藝流程圖

本文采用的退火處理線的工藝流程主要包括入口段、工藝段、出口段3大部分，工藝流程如圖1所示。

2.2.工藝概述

鋼卷放在開卷機卷筒上之后，開卷機卷筒開始漲開，撐緊鋼卷內(nèi)徑，同時壓輥壓緊鋼卷。開卷機的卷筒開始轉(zhuǎn)動將鋼頭送至入口剪，切除帶鋼頭前等待與上一個鋼卷的帶尾進行焊接。

焊接完成之后，機組入口段開始升速，帶鋼以高于機組工藝段的速度經(jīng)過張緊裝置、糾偏裝置進入入口活套。帶鋼通過入口活套后，經(jīng)糾偏裝置、張緊裝置進入清洗段。清洗段布置了堿液浸沒裝置、堿液刷洗裝置、電解清洗裝置、熱水刷洗裝置、熱水漂洗裝置及熱風干燥裝置。清洗烘干后帶鋼經(jīng)過糾偏裝置、張緊裝置進入退火爐。

帶鋼進入連續(xù)退火爐后，首先在預(yù)熱段預(yù)熱帶鋼，然后進入輻射管加熱段加熱到再結(jié)晶溫度，隨后在均熱段均熱帶鋼，在晶相轉(zhuǎn)變的同時，晶粒細化和成長，在快冷段，冷卻帶鋼到450℃，C、N固溶體過飽和。然后進行C、N固溶體的部分析出，這一過程在過時效處理段完成，經(jīng)過終冷出爐后，完全退火的帶鋼既改善了加工性能，又保證了金屬加工后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

帶鋼離開退火爐后經(jīng)過水淬冷卻、糾偏裝置、張緊裝置進入中間活套，后經(jīng)糾偏、張緊裝置進入平整機、拉矯機；平整機可以消除屈服平臺，改善帶鋼的板形，拉矯機改善板形的效果很明顯。平整拉矯后的帶鋼經(jīng)過糾偏裝置、月牙剪后進入切邊圓盤剪，保證產(chǎn)品的最終寬度。切邊后的帶鋼經(jīng)過壓毛刺輥進入出口活套，離開后經(jīng)張緊裝置進入出口段。

后處理段及出口段設(shè)備正常運行時，中間活套、出口活套均處于空套狀態(tài)。機組出口段進行換卷操作時，后處理段低速運行，出口活套、中間活套充套保證工藝段正常運行。平整機換輥操作或圓盤剪更換剪刃時，后處理段及出口段停車，中間活套充套，貯存帶鋼保證工藝段的正常運行。

帶鋼離開出口活套后經(jīng)張緊裝置進入靜電涂油機，在帶鋼表面涂上防銹油。而后進入出口剪，當焊縫到達或卷取的鋼卷達到設(shè)定重量時，出口段設(shè)備自動減速停機剪切，切除焊縫后，卷取機完成帶尾卷??；卷取機進行卸卷操作，小車壓住帶鋼尾部，人工打捆帶，出口鋼卷小車托起鋼卷，從卷取機卷筒上移出，運至鋼卷鞍座。然后用吊車將鋼卷運至包裝區(qū)域進行稱重及人工包裝。包裝后的成品鋼卷由吊車或叉車運至成品倉庫存放。

3系統(tǒng)控制方法

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退火處理生產(chǎn)線要求在加工過程中繃緊帶材，維持張力恒定，這樣才能使各段互相協(xié)調(diào)配合，完成生產(chǎn)任務(wù)。為了滿足這樣的工藝要求，傳動系統(tǒng)必須要使用多種典型的工藝控制。

3.1速度控制系統(tǒng)

S輥是退火處理生產(chǎn)線中常用設(shè)備，用來控制帶材在某生產(chǎn)段的速度。它由2或多個輥組成，每輥由一臺電動機驅(qū)動如圖2所示。帶材包在這幾個輥外，以擴大帶材和輥面接觸的面積，增加摩擦，從而增加對帶材的拉力。電動機間的機械聯(lián)系靠帶材的摩擦力和張力實現(xiàn)，特點是在生產(chǎn)不正常時可能出現(xiàn)“打滑”情況，機械聯(lián)系斷開。這類傳動宜采用經(jīng)轉(zhuǎn)速環(huán)負荷均衡的主從系統(tǒng)如圖3所示。主、從兩套系統(tǒng)都有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR1~2及轉(zhuǎn)矩環(huán)ATL1~2，但在從系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸入端接有兩轉(zhuǎn)矩給定值之差信號KB(T1*-T2*)。該系統(tǒng)能解決“打滑”時轉(zhuǎn)速失控問題。

3.2張力控制系統(tǒng)

退火處理生產(chǎn)線要求在加工過程中繃緊帶材，維持張力恒定，為此必須在生產(chǎn)線中安排一些專門控制張力的機械，它不擔任加工材料任務(wù)，其轉(zhuǎn)矩完全用來產(chǎn)生張力，例如卷?。ㄩ_卷）機、張力S輥、活套等。由于張力由電動機轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生，所以這些機械的電動機控制系統(tǒng)的任務(wù)不是控制轉(zhuǎn)速，而是控制張力轉(zhuǎn)矩，這類控制系統(tǒng)為張力控制系統(tǒng)。

3.2.1直接張力控制系統(tǒng)

S輥是退火處理生產(chǎn)線中常用設(shè)備，按工作模式，它分為速度基準S輥和張力S輥。速度基準S輥的任務(wù)是控制該生產(chǎn)段帶材移動的線速度；如果生產(chǎn)段很長，一組S輥拉不動全段的帶材，就需要增設(shè)S輥。一個生產(chǎn)段中有幾組S輥后，就出現(xiàn)S輥間轉(zhuǎn)速協(xié)調(diào)和負荷分配問題，所以新增設(shè)的S輥都采用張力控制，它們的任務(wù)是使帶材張力FT等于其給定值，轉(zhuǎn)速則取決于速度基準S輥V，這類S輥為張力S輥，如圖4所示。

由于張力S輥用于長的生產(chǎn)段，在兩組S輥之間的帶材會有一定下垂量，轉(zhuǎn)速微小變化引起下垂量變化，有一定轉(zhuǎn)速變化空間，因此張力S輥也可以采用通過轉(zhuǎn)速給定控制張力的S輥直接張力控制系統(tǒng)，如圖5所示。

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