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【摘 要】介绍了冷轧带钢连续酸洗机组中CPC纠偏系统的组成，分析了CPC系统故障产生的主要原因，提出了改进措施。
【关键词】酸洗；CPC；纠偏
酸洗是冷轧带钢生产工艺流程中第一道工序，攀钢冷轧厂引进HITACHI公司八十年代初生产的连续酸洗机组，虽然在使用过程中经过了与DEMAG公司和ABB公司等进行了多次局部改进，但在投入生产以来，CPC系统还是暴露出了在机械和液压方面的先天缺陷，严重制约产量及质量的进一步提高。
1.CPC纠偏系统的组成
CPC纠偏系统是一个完整的闭环控制系统，主要由平行光发射器、平行光接收器PLS（Parallel Light Sensor）、控制单元、液压伺服系统、纠偏机构等部分组成，如图1所示。
为确保纠偏的准确性，纠偏机构安装找正基准为机组中心线。纠偏装置的中心位置或控制的原始位置由中心位置传感器检测。纠偏系统工作过程中，带钢穿行在平行光发射源和平行光接收器（PLS）之间（左右各一个PLS，沿机组中心线对称布置），带钢遮挡两侧光源的量由PLS检测出来，并转化为电信号传送给控制器。控制器对两接收单元PLS传送来的电信号之绝对差值ΔI进行PD运算和功率放大，输出纠偏信号到伺服阀，控制伺服阀液压缸的动作方向和动作量。伺服液压缸驱动浮动机架摆动和平动，使带钢两侧受到的张力和摩擦力发生变化导致带钢位置的变化，同时也改变带钢遮挡光源的量和ΔI的变化。
2.CPC系统液压故障分析及改进措施
本套酸洗机组共有七套独立的CPC液压系统，每套系统独立控制一个带钢纠偏装置，其功能是：不管引起带钢跑偏的各种扰动因素如何变化，纠偏装置都能自动调节，防止带钢跑偏。此CPC液压控制系统全部使用EMG公司的HR100V25液压控制装置，系统原理图如图2所示。
CPC液压控制系统现场环境恶劣，原设计中考虑的纠偏能力略小，未考虑来料板形差而导致纠偏增大的状况，致使目前CPC液压系统温度高，同时伴随着故障的突发性，具体缺陷如下：①系统采用风冷冷却器，由于生产现场铁粉、灰尘多，容易堆积在冷却器散热片上，大大降低了冷却效果，致使油温较高；②泵安装在油箱内，造成液压泵有些日检查项目无法开展，而且当泵、联轴器出现故障更换时，会造成人为的油液污染，缩短伺服阀的使用寿命，同时增加故障停机时间；③此七套CPC系统均没有备用泵，任何一台泵站故障均会造成机组停机，已不能满足连续机组的生产要求。
CPC液压系统的改进方案：将此七套独立CPC液压系统合并为一个液压系统，新制油箱一个，在油箱外面安装两台恒压变量泵，其中一台为备用泵，系统安装进油、回油过滤器、水冷却器，阀组不变，如图3所示。
3.CPC系统机械故障分析及改进措施
本系统在实际使用过程中，当来料带钢板形良好和入口活套保持适中的充套量时，CPC系统可以基本实现其纠偏功能；当来料带钢板形不良、活套托辊不均磨损严重或入口活套充套量超过80%时，大多数情况下带钢将向传动侧偏离机组中心线0.2m-0.3m，CPC系统的伺服液压缸已到全行程，跑偏的带钢因无法纠回，而拉伤纠偏装置固定框架，挂坏带钢边部和酸槽，影响矫直质量，严重时还会造成断带停机。生产中，常采用降速或停机消除带钢张力后，手动纠偏的办法来维持生产。
CPC采用伺服液压缸驱动的四连杆摇摆机构，其纠偏能力不足是导致CPC系统故障的原因之一。如图4所示，其纠偏运动可分解为绕基准点O点的转动和垂直于HOG方向的平动。其纠偏能力大小主要取决于：①平动距离Smax；②带钢与纠偏辊母线方向的摩擦系数f（因工艺要求纠偏辊外衬硬聚氨酯层，其最大厚度hmax=0.017m）；③∠ADS和∠COCˊ的大小。
来料带钢板形差和活套内托辊的不均匀磨损是带钢跑偏的另一原因。对于来料带钢板形差方面，由于属外部原因所致，无法进行改善。为减少辊子的磨损，首先对辊子表明衬硬聚氨酯层，以增加抗磨强度；其次加强对辊子表面磨损的监护，制定辊子使用周期，以保证辊子在未出现严重磨损时及时地更换。
4.结论
通过对酸洗CPC液压系统改造，增大了系统纠偏能力，改善了系统纠偏效果；方便了设备正常点检，有利于消除隐患，使设备长期低故障运行，减少维护工作量；同时，因为有备用泵，大大减少了因酸洗CPC故障而停机的时间，为提高产量打下了基础；另外，提高了系统元件使用寿命，降低了备件消耗费用，节约成本。
参考文献：
[1]雷天觉.《液压工程师手册》.北京：机械工业出版社，1990.
[2][美]V.B.金兹伯格.《高精度扳带材轧制理论与实践》.北京：冶金工业出版社，2000.
[3]周士昌.《液压气动系统设计运行禁忌470例》.北京：机械工业出版社，2002.
[4]闻邦椿.《机械设计手册》.北京：机械工业出版社，2010.
作者简介：
袁晓东（1969—），男，汉族，四川泸州市人，副教授，硕士，主要从事液压技术方面的科研和教学工作。
【关键词】酸洗；CPC；纠偏
酸洗是冷轧带钢生产工艺流程中第一道工序，攀钢冷轧厂引进HITACHI公司八十年代初生产的连续酸洗机组，虽然在使用过程中经过了与DEMAG公司和ABB公司等进行了多次局部改进，但在投入生产以来，CPC系统还是暴露出了在机械和液压方面的先天缺陷，严重制约产量及质量的进一步提高。
1.CPC纠偏系统的组成
CPC纠偏系统是一个完整的闭环控制系统，主要由平行光发射器、平行光接收器PLS（Parallel Light Sensor）、控制单元、液压伺服系统、纠偏机构等部分组成，如图1所示。
为确保纠偏的准确性，纠偏机构安装找正基准为机组中心线。纠偏装置的中心位置或控制的原始位置由中心位置传感器检测。纠偏系统工作过程中，带钢穿行在平行光发射源和平行光接收器（PLS）之间（左右各一个PLS，沿机组中心线对称布置），带钢遮挡两侧光源的量由PLS检测出来，并转化为电信号传送给控制器。控制器对两接收单元PLS传送来的电信号之绝对差值ΔI进行PD运算和功率放大，输出纠偏信号到伺服阀，控制伺服阀液压缸的动作方向和动作量。伺服液压缸驱动浮动机架摆动和平动，使带钢两侧受到的张力和摩擦力发生变化导致带钢位置的变化，同时也改变带钢遮挡光源的量和ΔI的变化。
2.CPC系统液压故障分析及改进措施
本套酸洗机组共有七套独立的CPC液压系统，每套系统独立控制一个带钢纠偏装置，其功能是：不管引起带钢跑偏的各种扰动因素如何变化，纠偏装置都能自动调节，防止带钢跑偏。此CPC液压控制系统全部使用EMG公司的HR100V25液压控制装置，系统原理图如图2所示。
CPC液压控制系统现场环境恶劣，原设计中考虑的纠偏能力略小，未考虑来料板形差而导致纠偏增大的状况，致使目前CPC液压系统温度高，同时伴随着故障的突发性，具体缺陷如下：①系统采用风冷冷却器，由于生产现场铁粉、灰尘多，容易堆积在冷却器散热片上，大大降低了冷却效果，致使油温较高；②泵安装在油箱内，造成液压泵有些日检查项目无法开展，而且当泵、联轴器出现故障更换时，会造成人为的油液污染，缩短伺服阀的使用寿命，同时增加故障停机时间；③此七套CPC系统均没有备用泵，任何一台泵站故障均会造成机组停机，已不能满足连续机组的生产要求。
CPC液压系统的改进方案：将此七套独立CPC液压系统合并为一个液压系统，新制油箱一个，在油箱外面安装两台恒压变量泵，其中一台为备用泵，系统安装进油、回油过滤器、水冷却器，阀组不变，如图3所示。
3.CPC系统机械故障分析及改进措施
本系统在实际使用过程中，当来料带钢板形良好和入口活套保持适中的充套量时，CPC系统可以基本实现其纠偏功能；当来料带钢板形不良、活套托辊不均磨损严重或入口活套充套量超过80%时，大多数情况下带钢将向传动侧偏离机组中心线0.2m-0.3m，CPC系统的伺服液压缸已到全行程，跑偏的带钢因无法纠回，而拉伤纠偏装置固定框架，挂坏带钢边部和酸槽，影响矫直质量，严重时还会造成断带停机。生产中，常采用降速或停机消除带钢张力后，手动纠偏的办法来维持生产。
CPC采用伺服液压缸驱动的四连杆摇摆机构，其纠偏能力不足是导致CPC系统故障的原因之一。如图4所示，其纠偏运动可分解为绕基准点O点的转动和垂直于HOG方向的平动。其纠偏能力大小主要取决于：①平动距离Smax；②带钢与纠偏辊母线方向的摩擦系数f（因工艺要求纠偏辊外衬硬聚氨酯层，其最大厚度hmax=0.017m）；③∠ADS和∠COCˊ的大小。
来料带钢板形差和活套内托辊的不均匀磨损是带钢跑偏的另一原因。对于来料带钢板形差方面，由于属外部原因所致，无法进行改善。为减少辊子的磨损，首先对辊子表明衬硬聚氨酯层，以增加抗磨强度；其次加强对辊子表面磨损的监护，制定辊子使用周期，以保证辊子在未出现严重磨损时及时地更换。
4.结论
通过对酸洗CPC液压系统改造，增大了系统纠偏能力，改善了系统纠偏效果；方便了设备正常点检，有利于消除隐患，使设备长期低故障运行，减少维护工作量；同时，因为有备用泵，大大减少了因酸洗CPC故障而停机的时间，为提高产量打下了基础；另外，提高了系统元件使用寿命，降低了备件消耗费用，节约成本。
参考文献：
[1]雷天觉.《液压工程师手册》.北京：机械工业出版社，1990.
[2][美]V.B.金兹伯格.《高精度扳带材轧制理论与实践》.北京：冶金工业出版社，2000.
[3]周士昌.《液压气动系统设计运行禁忌470例》.北京：机械工业出版社，2002.
[4]闻邦椿.《机械设计手册》.北京：机械工业出版社，2010.
作者简介：
袁晓东（1969—），男，汉族，四川泸州市人，副教授，硕士，主要从事液压技术方面的科研和教学工作。