CN112371757A - 一种防止冷轧钢卷卸卷过程中倾倒的运卷车及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种防止冷轧钢卷卸卷过程中倾倒的运卷车，包括车体，所述车体上设有鞍座，所述车体的车头设有侧向延伸的支架，检测组件由两个以鞍座中心位置对称固定检测传感器构成，所述检测传感器固定在支架上，所述检测传感器的安装高度为待卸卷钢卷最低处水平线以下，所述检测组件的两个检测传感器间距为待卸卷钢卷宽度加钢卷允许偏移的安全距离之和。本发明可以在在卸卷过程中钢卷内圈与卷筒收缩状态下未形成有效的移动间隙时，避免钢卷与运卷车产生滑移未发现而未停机，杜绝钢卷从运卷车上掉落的事故。能够实时判断钢卷是否产生滑移，从而可以实现机组联动停机，提高卸卷的可靠性，达到安全生产的目的。

Description

一种防止冷轧钢卷卸卷过程中倾倒的运卷车及其控制方法

技术领域

本发明涉及冷轧薄板轧钢领域，涉及一种在冷轧带钢卷卸卷过程中，防止钢卷在卸卷、移送过程中发生滑移、倾倒的装置与方法。

背景技术

在现有冷连轧机组中，卡洛塞尔(Carrousel)卷取机是常规配置的出口段卷取设备，按照设计，其有2个胀缩式卷筒，每个由4个扇形块组成，通过斜楔、推杆和旋转液压缸可以膨胀和收缩，卷筒支撑在共同的齿轮箱上，每个卷筒通过各自的传动齿轮系单独传动。1个卷筒在助卷位前卷取钢带，然后转至后面的卷取位进行钢带卷取，在卷取位卷取结束后，由飞剪进行分卷，另一个卷筒开始下一卷的卷取，这种卷取动作是连续交替进行的，钢卷通过飞剪分卷后由运卷车缷卷至鞍座后运出。卷取机卷筒胀开直径下进行带钢卷取，全缩时直径下进行带钢卸卷，按照设计计算，卷筒收缩后钢卷内圈与卷筒之间有固定间隙，运卷车上升至与钢卷外圈面接触后通过该间隙就可以完成缷卷。但这一卷取、缷卷方式是建立在正常工作状态下，一旦出现带钢助卷位板形不良造成卷筒胀缩过程中带钢夹带、运卷车升降位置因液压泄漏缷卷过程中自行下溜等异常状况，就会发生运卷车缷卷时钢卷被卷筒卡住、偏移溢出，严重的甚至翻卷，这类严重的生产事故一旦发生不仅处理过程时间长(一般至少需要4小时以上)而且对该区域的设备损毁严重。

通常，运卷车构造分为升降装置与横移装置两个部分：

运卷车升降装置是将Carrousel卷取机卷取位置卷筒上的钢卷托起，通过一个升降液压缸驱动实现上升和卸卷操作。运卷车升降由比例阀来控制液压缸的位置和速度。并通过一个位置传感器实现对卸卷车整个升降行程的实际位移值测量；运卷车升降液压缸可实现高/低压力切换，运卷车使用低压上升与钢卷下表面接触后，上升停止，这时运卷车转换到高压，卷筒缩径，运卷车利用收缩间隙托起钢卷。

运卷车横移传动装置是将运卷车托起的钢卷运至出口步进梁受料鞍座，运卷车在Carrousel卷取机卷取位置和出口步进梁受料鞍座之受料鞍座间移动，其横移由一台交流变频电机传动控制，通过一个位置传感器实现对运卷车实际位移值测量，运卷车的定位精度为±10mm,运卷车前进方向是指向出口步进梁受料鞍座方向。

现有技术对于卷取、卸卷的实施措施为：

钢卷带头进入皮带助卷器使带钢贴紧膨胀状态下卷筒表面进行助卷(如图示1：1#位置)，待助卷3～5圈之后卷筒上带钢就有足够的摩擦力，可在较大的张力下继续进行卷取(如图示2：2#位置)。

带钢在1#位置助卷完成后转盘开始转动，1#卷取位置的卷筒随同转盘转动至2#卷取位置，并在2#卷取位置进行整个钢卷的卷取工作；同时原先2#卷取位置的卷筒随转盘旋转至1#助卷位置，进行下一卷带钢的穿带准备工作。卷取机的工作方式是交替运行：穿带助卷在1#卷取位置完成，整个带钢的卷取以及钢卷的卸卷在2#卷取位置完成，该状态下卷筒均处于膨胀(如图示3：卷筒膨胀)。

带钢在2#位置卷取完成后由出口飞剪进行剪切分卷，同时运卷车提升至与钢卷下表面接触立即停止，进而卷筒收缩，使钢卷内圈与卷筒形成间隙(如图示4：卷筒收缩)；运卷车水平横移使钢卷脱离卷取机运送至步进梁鞍座位。

生产过程中，助卷→卷取→剪切→卸卷操作步骤均为自动控制执行。但在执行卸卷操作步骤过程中可能存在以下问题：

运卷车液压升降缸泄压“下溜”导致的钢卷与卷筒间隙量不足，在平移运卷过程中钢卷与运卷车发生滑移；

带钢头部板形不良助卷过程中发生折皱卡在卷筒间隙内部，在平移运卷过程中钢卷内圈发生夹带。

上述异常状况出现将会导致卸卷过程中钢卷卡在卷筒上未随运卷车平移运出，进而发生钢卷倾翻事故。

现有可采取的防范措施是：卸卷过程中由操作人员在现场执行安全生产监护，一旦出现异常状况人工拍停卸卷操作，再根据现场状态执行手动安全卸卷。该措施的问题是需要增加岗位操作人员，生产效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种通过实时动态检测钢卷在运卷车上的宽度方向位置偏移的装置和方法，实现判断钢卷是否产生滑移，从而可以实现机组联动停机，提高卸卷的可靠性，达到安全生产的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种防止冷轧钢卷卸卷过程中倾倒的运卷车，包括车体，所述车体上设有鞍座，所述车体的车头设有侧向延伸的支架，检测组件由两个以鞍座中心位置对称固定检测传感器构成，所述检测传感器固定在支架上，所述检测传感器的安装高度为待卸卷钢卷最低处水平线以下，所述检测组件的两个检测传感器间距为待卸卷钢卷宽度加钢卷允许偏移的安全距离之和。

所述检测组件针对不同卸卷钢卷宽度设有多组，每组检测组件均固定在两侧的支架上。

所述钢卷允许偏移的安全距离为80-100mm。

每个所述检测传感器的高度位置安装在距钢卷最低处水平线以下3-5mm。

每个所述检测传感器均输出信号至信号端子箱，所述信号端子箱将信号输送至操作监控界面，所述操作监控界面连接报警器和/或自动卸卷动力机构。

基于所述防止冷轧钢卷卸卷过程中倾倒的运卷车的控制方法，运卷车停止到位，自动卸卷启动后，检测传感器实时获取感应信号，当感应到有钢卷时，操作监控界面显示报警。

操作监控界面显示报警同时，自动停止自动卸卷动力机构。

自动卸卷启动前选择当前卸卷钢卷规格，操作监控界面仅接收检测该规格钢卷的检测组件的两个检测传感器信号。

本发明在运卷车上设计一套钢卷宽度方向的位置检测装置，在自动缷卷过程中如果出现钢卷横向滑移，通过该检测装置能够依据不同宽度钢卷实施对钢卷对中情况的判定，从而可以在出现钢卷滑移异常后发送报警信号，使生产线可以自动停车。

通过上述结合和方法，可以在在卸卷过程中钢卷内圈与卷筒收缩状态下未形成有效的移动间隙时，避免钢卷与运卷车产生滑移未发现而未停机，杜绝钢卷从运卷车上掉落的事故。能够实时判断钢卷是否产生滑移，从而可以实现机组联动停机，提高卸卷的可靠性，达到安全生产的目的。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为助卷位置；

图2为卷取位置；

图3为卷筒膨胀；

图4为卷筒收缩；

图5为钢卷在运卷车上对中位置正常；

图6为钢卷在运卷车上发生偏移；(图中L0’—钢卷在运卷车上滑移距离)

图7(a)为检测装置俯视方向安装示意图；

图7(b)为检测装置主视方向安装示意图；

图8为检测信号传输示意图；

图9为卸卷操作步骤图；(图中B为钢卷宽度)

图10为对应钢卷宽度规格极限位置传感器示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

运卷车的一侧带有可探测所载钢卷位置的装置,如图7所示，该运卷车为一常见的、具有在轨面上以轮子进行左右方向移动、车体靠升降液压缸可进行升降的钢卷运输车，特别地，在该钢卷运输车的车体靠生产线的卷取机芯轴侧(或称生产线传动侧)，在距离靠近车体端面处安装有金属结构件，在该金属结构件上间隔安装有数个可探测金属的电感式接近传感器。

使用中，通过该传感器的检测，将检测信号输出、计算，可以对钢卷在执行自动卸卷过程中钢卷与卸卷车发生滑移时，做出滑移距离的判定，当滑移距离超出人为设定的安全范围时，由传感器将接收到的限位信号传输至操作界面并停止自动卸卷操作步骤。从而通过检测装置预防性发现运卷车的缷卷异常情况，避免翻卷事故的发生。该金属结构件的延伸长度与设置的检测传感器数量、位置根据所生产的钢卷宽度规格与钢卷允许偏移的安全距离所决定。

检测传感器的具体高度位置安装在距钢卷最低处水平线以下3～5mm，间隔分布。采用的检测传感器可以在不少于20mm的距离内探测到有金属物质。在正常卸卷时钢卷与运卷车间无相对滑动或滑移距离很小，一旦传感器探测到有金属物质，此时即说明该处有钢卷到达，亦即钢卷的滑移距离超出了人为设定的安全范围，判定为钢卷产生缷卷异常。

检测传感器在水平方向的极限位置的确定：以图10为例进行说明：L＝B/2+L0，(L：检测传感器至鞍座中心位置距离；B：运卷车的钢卷宽度；L0：钢卷允许偏移的安全距离，设定为L0＝100mm)。

在该钢卷运输车的车体靠生产线的卷取机芯轴侧(或称生产线传动侧)，在距离靠近车体端面处安装有金属结构件，在该金属结构件上间隔安装有数个可探测金属的电感式接近传感器。通过该传感器的检测，将检测信号输出、计算，可以对钢卷在执行自动卸卷过程中钢卷与卸卷车发生滑移时，做出滑移距离的判定，当滑移距离超出人为设定的安全范围时，由传感器将接收到的限位信号传输至操作界面并停止自动卸卷操作步骤。从而通过检测装置预防性发现运卷车的缷卷异常情况，避免翻卷事故的发生。

检测传感器的具体高度位置安装在距钢卷最低处水平线以下5～10mm，间隔分布。采用的检测传感器可以在0～20mm的距离内探测到有金属物质。在正常卸卷时钢卷与运卷车间无相对滑动或滑移距离很小，一旦传感器探测到有金属物质，此时即说明该处有钢卷到达，亦即钢卷的滑移距离超出了人为设定的安全范围，判定为钢卷产生缷卷异常。

1)正常状态(如图示5：)

钢卷在卷取位置完成卷取后，卸卷车上升至与钢卷外圈下表面接触，之后进行分卷剪切、卷取机芯轴收缩，然后运卷车载着钢卷平移出芯轴区域，再进行下降、移动运送至出口鞍座。在此过程中，因钢卷无偏移或偏移量未达设定的距离，传感器识别后不会发出限位检测异常信息。

2)非正常状态(如图示6：)

钢卷在卷取位置完成卷取后，运卷车上升至与钢卷外圈下表面接触，之后进行分卷剪切、卷取机芯轴收缩，然后运卷车载着钢卷向离开芯轴方向平移，此时在运送过程中，如果钢卷在运卷车上发生滑移后：

对滑移距离L0’进行失稳判定，钢卷允许偏移的安全距离设定为100mm；如L0’≤100mm则钢卷重心仍处于安全状态可继续执行卸卷操作；如L0’＞100mm则钢卷重心处于失稳状态运卷车立即停止卸卷操作；

对L0’＞100mm运卷车停止卸卷操作并将限位检测异常信息传输至电脑监控操作界面；

操作人员通过卸卷报警异常信息的提示，根据现场状态确认后，执行手动安全卸卷。

通过采用一种带有可探测所载钢卷位置的运卷车，对卸卷过程中的钢卷实施动态监控，可提高钢卷卸卷操作过程中的安全性，且不需要安排操作人员进行现场监护。仅以某酸轧机组为例，采用该检测方法后未再发生钢卷在卸卷、移送过程中发生滑移倾倒的生产事故。

如图10所示，本机组运卷车极限位置检测传感器的设置依据生产钢卷的宽度规格设计为：A1-1000mm、A2-1250mm、A3-1500mm(各机组可根据不同产品规格进行设置)；判定条件如果：L0’≤100mm，则L≤B/2+L0钢卷位置处在传感器安全检测区域范围；如果：L0’＞100mm，则L＞B/2+L0钢卷将被极限位置传感器检测到，钢卷卸卷位置属于异常。对应宽度规格钢卷在运卷车位置发生滑移距离L0’＞100mm时，极限位置传感器检测信号将通过端子箱传输至监控操作界面报警并触发停止自动卸卷操作命令。

实施例1：钢卷宽度B＝1000mm自动卸卷操作；

钢卷未发生滑移L0’＝0mm，则钢卷宽度中心与运卷车中心位置重合，

L0’＜L0，则L＝1000/2＜B/2+L0，可执行自动卸卷操作；

钢卷产生一定滑移0＜L0’≤100mm，则钢卷宽度中心与运卷车中心位置发生偏移；

L0’≤L0，则L＝1000/2+L0’≤B/2+L0，可执行自动卸卷操作；

钢卷产生一定滑移L0’＞100mm，则钢卷宽度中心与运卷车中心位置发生偏移；L0’＞L0，则L＝1000/2+L0’＞B/2+L0，自动卸卷操作停止。

实施例2：钢卷宽度B＝1250mm自动卸卷操作；

钢卷未发生滑移L0’＝0mm，则钢卷宽度中心与运卷车中心位置重合；L0’＜L0，则L＝1250/2＜B/2+L0，可执行自动卸卷操作；

钢卷产生一定滑移0＜L0’≤100mm，则钢卷宽度中心与运卷车中心位置发生偏移；L0’≤L0，则L＝1250/2+L0’≤B/2+L0，可执行自动卸卷操作；

钢卷产生一定滑移L0’＞100mm，则钢卷宽度中心与运卷车中心位置发生偏移；L0’＞L0，则L＝1250/2+L0’＞B/2+L0，自动卸卷操作停止。

实施例3：钢卷宽度B＝1500mm自动卸卷操作；

钢卷未发生滑移L0’＝0mm，则钢卷宽度中心与运卷车中心位置重合；

L0’＜L0，则L＝1500/2＜B/2+L0，可执行自动卸卷操作；

钢卷产生一定滑移0＜L0’≤100mm，则钢卷宽度中心与运卷车中心位置发生偏移；

L0’≤L0，则L＝1500/2+L0’≤B/2+L0，可执行自动卸卷操作；

钢卷产生一定滑移L0’＞100mm，则钢卷宽度中心与运卷车中心位置发生偏移；

L0’＞L0，则L＝1500/2+L0’＞B/2+L0，自动卸卷操作停止。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防止冷轧钢卷卸卷过程中倾倒的运卷车，包括车体，所述车体上设有鞍座，其特征在于：所述车体的车头设有侧向延伸的支架，检测组件由两个以鞍座中心位置对称固定检测传感器构成，所述检测传感器固定在支架上，所述检测传感器的安装高度为待卸卷钢卷最低处水平线以下，所述检测组件的两个检测传感器间距为待卸卷钢卷宽度加钢卷允许偏移的安全距离之和。

2.根据权利要求1所述的防止冷轧钢卷卸卷过程中倾倒的运卷车，其特征在于：所述检测组件针对不同卸卷钢卷宽度设有多组，每组检测组件均固定在两侧的支架上。

3.根据权利要求1或2所述的防止冷轧钢卷卸卷过程中倾倒的运卷车，其特征在于：所述钢卷允许偏移的安全距离为80-100mm。

4.根据权利要求3所述的防止冷轧钢卷卸卷过程中倾倒的运卷车，其特征在于：每个所述检测传感器的高度位置安装在距钢卷最低处水平线以下3-5mm。

5.根据权利要求4所述的防止冷轧钢卷卸卷过程中倾倒的运卷车，其特征在于：每个所述检测传感器均输出信号至信号端子箱，所述信号端子箱将信号输送至操作监控界面，所述操作监控界面连接报警器和/或自动卸卷动力机构。

6.基于权利要求要1-5所述防止冷轧钢卷卸卷过程中倾倒的运卷车的控制方法，其特征在于：运卷车停止到位，自动卸卷启动后，检测传感器实时获取感应信号，当感应到有钢卷时，操作监控界面显示报警。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：操作监控界面显示报警同时，自动停止自动卸卷动力机构。

8.根据权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于：自动卸卷启动前选择当前卸卷钢卷规格，操作监控界面仅接收检测该规格钢卷的检测组件的两个检测传感器信号。

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