1 750 mm熱連軋帶鋼劃傷分析及改造

孫德建（天津天鐵冶金集團熱軋板有限公司，河北省涉縣056404）

1 750 mm熱連軋帶鋼劃傷分析及改造

孫德建（天津天鐵冶金集團熱軋板有限公司，河北省涉縣056404）

闡述了熱連軋設(shè)備造成帶鋼劃傷的原因。針對卷取機上導(dǎo)板造成的帶鋼劃傷缺陷進行了分析，找出了由于上導(dǎo)板部件的磨損，其位置低于設(shè)計位置而與帶鋼接觸，造成帶鋼表面劃傷的問題。對相應(yīng)的問題進行設(shè)備改造，解決了帶鋼上表面劃傷的問題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和成材率。

熱連軋劃傷卷取機上導(dǎo)板改造

1 前言

熱連軋帶鋼劃傷是生產(chǎn)過程中的常見產(chǎn)品缺陷。帶鋼劃傷后，質(zhì)檢工序查出后，生產(chǎn)單位必須將產(chǎn)品降級出售，甚至被降為廢品或切除劃傷部分帶鋼，嚴重影響公司經(jīng)濟效益或延遲訂單發(fā)貨，造成信譽受損。更嚴重的是如果質(zhì)檢工序未查出劃傷缺陷，而流入市場，將使下道工序，如平整分卷和冷軋原料造成產(chǎn)品缺陷，不但產(chǎn)生質(zhì)量異議需賠付，并且對公司將造成惡劣的影響。因此，對劃傷的治理和控制，一直是各熱軋生產(chǎn)單位的重要工作。

2 劃傷原因分析及現(xiàn)象

造成帶鋼表面劃傷的因素較多，均是與帶鋼接觸的設(shè)備造成。在生產(chǎn)過程中，與帶鋼接觸的設(shè)備有精軋工作輥、活套、精軋機架間及出口過渡板、卷取機上下夾送輥、層冷輥道、卷取機入口上下導(dǎo)板、卷取機助卷輥及弧形導(dǎo)板、卸卷小車托輥等。不同設(shè)備造成帶鋼劃傷的現(xiàn)象不同。

2.1 精軋工作輥、卷取機上下夾送輥可能由于軋制過程中，帶鋼尾部或異物造成上或下輥面劃傷，從而造成后續(xù)帶鋼上或下表面出現(xiàn)全長周期性劃傷或連續(xù)性劃傷。

2.2 活套、精軋機架間及出口過渡板、層冷輥道、卷取機入口下導(dǎo)板由于本身缺陷造成帶鋼的劃傷只出現(xiàn)在帶鋼下表面。

2.3 卷取機入口上導(dǎo)板、助卷輥及弧形導(dǎo)板、卸卷小車托輥會造成帶鋼上表面劃傷。但由于工藝控制原因，卸卷小車托輥只會造成帶鋼后半段上表面劃傷，因為在卷取前，卸卷小車停在卷取機側(cè)面起停位，不與帶鋼接觸待，等帶鋼咬入、2#助卷臂回到最大開口度位置后，卸卷小車托輥上升到卸卷等待位（根據(jù)鋼卷大小決定停在高位或低位），當卷取接近結(jié)束時，卷取機減速卷取，卸卷小車托輥才會低壓慢速上升，托住鋼卷，并隨鋼卷直徑增大而下降，此時托輥與鋼卷接觸而出現(xiàn)劃傷。

由此，可根據(jù)以上帶鋼劃傷位置和現(xiàn)象，能快速分析劃傷原因，進行處理，避免大批次質(zhì)量事故產(chǎn)生。

3 卷取機上導(dǎo)板劃傷分析

一般精軋機架間及出口過渡板、層冷輥道、卷取上下夾送輥、卸卷小車托輥是造成帶鋼劃傷的主要原因，并且易發(fā)現(xiàn)和處理。卷取入口上導(dǎo)板造成的帶鋼劃傷，不易發(fā)現(xiàn)并且解決、處理較困難，下面著重進行分析介紹。

3.1 卷取機配置及參數(shù)

全液壓三助卷輥地下卷取機是對冷卻到卷取溫度的成品帶鋼進行卷取，以便運輸和貯存。在卷取過程中與夾送輥保持恒張力卷取，從而保證帶鋼的卷取質(zhì)量。由夾送輥、機架裝配、1#助卷臂及助卷輥、2#助卷臂及助卷輥、3#助卷臂及助卷輥、主傳動箱、外支撐、傳動裝置和卷筒裝置等組成。設(shè)計參數(shù)如下：

卷取帶鋼寬度：730 mm～1 600 mm

卷取帶鋼厚度：1.2 mm～16 mm

單位卷重（最大）：21 kg/mm

卷重（最大）：30.4 t

鋼卷外徑：Ф1 100 mm~Ф2 030 mm

鋼卷內(nèi)徑：~Ф762 mm

卷取溫度：350℃~850℃

最短卷取周期：80 s

卷取速度：Max.~20 m/s

穿帶速度：Max.~11 m/s

單位卷取張力：Max.15 N/mm2

3.2 上導(dǎo)板機構(gòu)原理

由圖1可以看出，卷取機入口上導(dǎo)板處于夾送輥后部，起到帶鋼的導(dǎo)向作用，使鋼卷頭部順利通過此通道進入由3個助卷輥和弧形導(dǎo)板組成的卷取空間進行卷取。上導(dǎo)板、助卷臂、連桿組成了一套較復(fù)雜的聯(lián)動機構(gòu)，伺服液壓缸通過帶動助卷臂運動，使通過連桿連接的上導(dǎo)板隨動，隨時保持1#助卷輥與上導(dǎo)板動作一致，避免帶鋼頭部咬鋼位置不佳造成的堆鋼事故。上導(dǎo)板的運動軌跡是由上導(dǎo)板鉸接點到連桿連接點的尺寸、助卷臂鉸接點到連桿連接點的尺寸、連桿尺寸決定的，三個尺寸相互關(guān)聯(lián)，既要保證帶鋼順利咬入，還要保證上導(dǎo)板不接觸到帶鋼。

圖1

3.3 控制原理

為了帶尾能卷緊卷齊，卷取機可有兩種控制模式供選擇。

3.3.1 利用1#助卷輥或1#和3#助卷輥同時進行壓尾控制。當帶鋼在卷筒上卷繞幾圈后助卷輥打開時，所選擇壓尾的助卷輥，如1#助卷輥打開到壓尾等待位置（卷取結(jié)束時鋼卷外徑設(shè)定值+50 mm的間隙）等待壓尾開始命令（帶尾接近夾送輥時）；未被選擇壓尾的助卷輥打開到極限位置。當發(fā)出壓尾開始命令時，所選擇壓尾的助卷輥閉合，在檢測到接觸了帶鋼后就按設(shè)定的壓尾壓力進行壓力控制；當控制器發(fā)出卸卷開始命令時，助卷輥結(jié)束壓力控制打開到極限位置。

3.3.2 在卷取強度較大、規(guī)格較厚鋼種時采用全程壓下。全程壓下僅對1#助卷輥有效。1#助卷輥處于全程壓下控制時，不參與壓尾控制。若全程壓下控制有效，則當帶鋼在卷筒上卷繞幾卷后助卷輥打開時，1#助卷輥不打開，而是根據(jù)尾部壓力設(shè)定值進行壓力控制，直到控制器發(fā)出卸卷開始命令時，打開到極限位置。

3.4 劃傷現(xiàn)象

2008年4月，采用壓尾控制時，在軋制卷徑?1880 mm及以上規(guī)格時，出現(xiàn)上表面非周期性、斷續(xù)劃傷現(xiàn)象，小卷徑鋼卷無問題。通過到平整機組開卷檢查，發(fā)現(xiàn)只集中在尾部幾圈出現(xiàn)。

3.5 原因分析

3.5.1 針對這種現(xiàn)象，可以排除精軋工作輥、精軋機架間及出口過渡板、活套、層冷輥道、卷取夾送輥等設(shè)備造成的原因?？赡苁蔷砣C上導(dǎo)板、1#助卷輥、卸卷小車托輥引起。在更換新助卷輥和卸卷小車托輥后，劃傷仍未解決，由此可判斷是由卷取機上導(dǎo)板引起。

3.5.2 由上導(dǎo)板機構(gòu)原理和控制原理可知，1#助卷輥在壓尾控制時，會在卷取控制系統(tǒng)發(fā)出命令后壓靠到帶鋼上，由于助卷臂的擺動，上導(dǎo)板會通過連桿隨動，位置隨之降低。此時，由于上導(dǎo)板連接銷軸及銅套的磨損造成間隙增大和設(shè)備加工精度偏差等原因，致使上導(dǎo)板位置低于設(shè)計位置而與帶鋼接觸，造成帶鋼劃傷。

4 卷取機上導(dǎo)板改造

針對以上原因分析，可以通過提高上導(dǎo)板高度、預(yù)留出磨損量來解決。提升導(dǎo)板高度有兩種方法，分別介紹、對比如下。

4.1改變上導(dǎo)板鉸接點與連桿連接點距離L1和連桿連接點與助卷臂鉸接點距離L2的尺寸。由圖1可得出，原設(shè)計L1=1 032 mm，L2=297 mm，而上導(dǎo)板鉸接點到連桿與助卷臂連接點L3=1 330 mm，即在助卷臂打開到極限位置時，上導(dǎo)板鉸接點與連桿兩端連接點三點基本在一條直線上，如果單獨改變L1或L2尺寸，都將造成在助卷臂打到極限位置時，產(chǎn)生內(nèi)力，破壞設(shè)備連接，久而久之加劇了各連接點的磨損。因此，只有使L1+L2≥L3，才能達到平衡。用圖2所示圖解法，進行分析，得出以L2=297 mm為基準時，上導(dǎo)板的變化量L4，見表1。

圖2

表1

由表1可以得出縮短連桿L2的尺寸能提高上導(dǎo)板的位置。缺點是當助卷臂完全打開到Ф2 250 mm時，上導(dǎo)板鉸接點與連桿兩端連接點三點基本在一條直線上，L4為零。由此得出：改變L1、L2的尺寸，能提高上導(dǎo)板位置，但隨著鋼卷直徑的增大，上導(dǎo)板與鋼卷表面的距離將逐步減小，并且由于卷取設(shè)備集中，空間狹小，變動L1、L2的尺寸大小將受到限制。

4.2 改變上導(dǎo)板與連桿連接點到上導(dǎo)板的垂直距離L5。用圖3、圖4進行圖解法分析，參考圖1、圖2，得出上導(dǎo)板距離鋼卷外圈尺寸L6，見表2。

表2 /mm

圖3

圖4

由表2可以得出連桿連接點到上導(dǎo)板的垂直距離L5由原238 mm減小到228 mm，鋼卷直徑在?1880 mm時，上導(dǎo)板距離鋼卷外圈尺寸L6由26.6 mm增加到37.5 mm，差值為10.9 mm。提高了41%；L5由原238 mm減小到228 mm，鋼卷直徑在Ф2 250 mm時，L6由6.9 mm增加到18.9 mm，差值為12 mm，提高了174%。由此得出改變連桿連接點到上導(dǎo)板的垂直距離，不但能提高上導(dǎo)板到鋼卷表面的距離，而且隨著鋼卷尺寸的增大，距離逐步增大，效果更好。

5 結(jié)論

5.1 通過以上對比，可以得出改變連桿連接點到上導(dǎo)板的垂直距離為228mm的方案效果較佳。改造時，同時要對上導(dǎo)板提高后與其它設(shè)備干涉部位進行修理。

5,2 上導(dǎo)板問題解決后，以前所發(fā)生的厚9.75 mm的帶鋼劃傷，造成5萬t的二級品，每噸降價100元，經(jīng)濟損失500萬元的質(zhì)量事故將不會發(fā)生。

5.3帶鋼劃傷的原因較多，發(fā)現(xiàn)問題進行設(shè)備改造，從根本上解決問題與發(fā)生事故后靠經(jīng)驗快速判斷原因、對問題設(shè)備進行臨時修理相比效果更好。在出現(xiàn)問題前避免劃傷事故的發(fā)生，可促進生產(chǎn)效率和產(chǎn)品等級的提高，能為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益。

（收稿2010－03－20責(zé)編崔建華）

Analysis on 1,750 mm Hot Continuous Rolling Strip Scratch and Equipment Modification

Sun Dejian

The author expounds the reasons causing strip scratch at hot continuous rolling mill,analyzes the strip scratch defect caused by coiler upper guide plate and finds out the root of the problem.The position of the upper guide plate is lower than the designed position due to part wear,which results in strip surface scratch.After the problem is figured out,equipment modification is carried out.The problem of uppersurface scratch on the strip is eventually solved and product quality and yield are increased as well.

hot continuous rolling,scratch,coiler,upper guide plate,modification

孫德建，工程師，1999年畢業(yè)于天津理工學(xué)院，現(xiàn)在天鐵熱軋板廠設(shè)備材料部從事設(shè)備檢修工作。