板坯連鑄機(jī)去毛刺機(jī)典型故障分析與處理

廖禮福

【摘 要】板坯去毛刺機(jī)是連鑄機(jī)工藝中重要的組成部分，它直接影響鑄坯的成材率、板卷的質(zhì)量，去毛刺率是保障鑄坯收得率和板卷質(zhì)量的重要指標(biāo)。影響去毛刺率的主要因素有刀片銳鈍程度、每個(gè)刀桿的靈活度、刀尖的吃刀角度、毛刺殘?jiān)鼘?duì)設(shè)備的損害等。針對(duì)影響毛刺率的因素，可以采取周期修復(fù)、冷卻吹掃、調(diào)整機(jī)械間隙確保吃刀角度過(guò)大等措施，提高設(shè)備的穩(wěn)定性，從而提高去毛刺率。

【關(guān)鍵詞】毛刺機(jī);去毛刺率;刀片;冷卻;吹掃;角度

【中圖分類(lèi)號(hào)】TF341.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）04-0113-02

0 引言

三鋼板坯連鑄機(jī)采用火焰切割機(jī)設(shè)備，根據(jù)不同定尺需要將鑄坯切割分段，以滿(mǎn)足軋制需要。切割中的能源介質(zhì)采用煤氣和氧氣，將其配比混合燃燒釋放大量的熱量，根據(jù)不同的鋼種和斷面配比煤氣和氧氣壓力、流量。對(duì)鑄坯局部進(jìn)行加熱燃燒，切割氧氣的沖擊力向下排出熔渣，從而形成割縫，分離鑄坯。熔渣的主要成分是鐵的氧化物，熔渣大部分被氣流帶入渣盤(pán)內(nèi)，但仍有一部分殘留物會(huì)黏結(jié)在鑄坯下表面的切縫邊緣，該部分稱(chēng)為毛刺。毛刺含有氧化渣的成分，在軋制過(guò)程中會(huì)嚴(yán)重影響板卷的表面質(zhì)量。如果要保證板卷質(zhì)量和板坯收得率，則必須去除毛刺。

三鋼板坯連鑄機(jī)有一次火切機(jī)和二次火切機(jī)，因此就分配有一次毛刺機(jī)和二次毛刺機(jī)。二者毛刺機(jī)的主體設(shè)備和工作原理相同，由于二切是將一切切割后的鑄坯再次進(jìn)行定尺切割，二切后的鑄坯定尺更短，重量更輕，且鑄坯溫度也較低，產(chǎn)生的毛刺的黏結(jié)力更強(qiáng)。因此，二切毛刺機(jī)需要配置擺臂助推裝置，以增加去毛刺的切削力。

1 去毛刺機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

去毛刺機(jī)主要包括固定體裝配、活動(dòng)體裝配、升降裝置、定位裝置、鋸動(dòng)裝置、翻轉(zhuǎn)裝置、擺臂裝置、電氣控制系統(tǒng)等。其中，毛刺機(jī)各部分動(dòng)作能源來(lái)自液壓系統(tǒng)。毛刺輥裝配示意圖如圖1所示;液壓控制系統(tǒng)如圖2所示。

1.2 工作原理

該鋸齒形去毛刺機(jī)是通過(guò)安裝在活動(dòng)機(jī)體上的數(shù)把鋸齒形刮刀，在橫梁箱體上升時(shí)，由液壓馬達(dá)提供鋸動(dòng)力，對(duì)板坯的端面下部毛刺進(jìn)行去除，同時(shí)在刮刀與板坯端部脫離瞬間，由安裝在刀座下部的壓縮彈簧的彈力釋放，對(duì)板坯端面的殘留毛刺進(jìn)一步去除，達(dá)到對(duì)板坯整體去毛刺的效果。

去毛刺的切削力主要是由輥道摩擦力和助推推力組成。即，F(xiàn)（切削力）=F（摩擦力）+F（助推力）;F（摩擦力）=μ×FN=μ×mg。其中：μ為摩擦系數(shù)，m為鑄坯重量。F（助推力）=P×A。其中：P為油缸內(nèi)腔壓力，A為油缸活塞受壓面積。

1.3 去毛刺機(jī)工作流程

（1）去鑄坯頭部毛刺。如圖3所示，鑄坯沿著連鑄輸出輥道方向移動(dòng)，當(dāng)鑄坯頭部經(jīng)過(guò)光電管①時(shí)，控制系統(tǒng)接到該信號(hào)時(shí)并輸出命令，輥道開(kāi)始減速;鑄坯繼續(xù)沿輥道前進(jìn)，當(dāng)鑄坯頭部經(jīng)過(guò)光電管②時(shí)，控制系統(tǒng)再次接到信號(hào)，輥道減速至低速。

當(dāng)鑄坯頭部到達(dá)光電管③時(shí)，輥道停止，以設(shè)定的去毛刺速度反轉(zhuǎn)，同時(shí)助推擺臂在前上位開(kāi)始動(dòng)作并與鑄坯端面接觸，與輥道共同作用使鑄坯反向運(yùn)行，升降液壓缸帶動(dòng)橫梁箱體上升，上限位接近開(kāi)關(guān)b得電，鋸齒形刮刀與鑄坯下表面接觸，并刀座彈簧被壓縮，活動(dòng)機(jī)體在液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始橫向鋸動(dòng)，當(dāng)刮刀接觸到毛刺時(shí)，毛刺被鋸切和去除，當(dāng)鑄坯脫離板坯端面瞬間，刮刀下部被壓縮彈簧彈性釋放，以便對(duì)殘留鑄坯端面的毛刺予以進(jìn)一步去除。

鑄坯繼續(xù)后退至光電管②時(shí)，橫梁箱體下降并翻轉(zhuǎn)90°，將落在刮刀表面的毛刺和氧化皮傾倒入毛刺機(jī)下部的料斗中，翻轉(zhuǎn)接近開(kāi)關(guān)d得電時(shí)，橫梁箱體立即回轉(zhuǎn)90°，接近開(kāi)關(guān)c得電，使設(shè)備處于準(zhǔn)備狀態(tài)，同時(shí)輥道停止，助推擺臂停留在后上位，輥道轉(zhuǎn)為高速正轉(zhuǎn)，鑄坯繼續(xù)前進(jìn)。

（2）去鑄坯尾部毛刺。如圖3所示，當(dāng)鑄坯尾部通過(guò)光電管①時(shí)，輥道開(kāi)始減速，當(dāng)鑄坯尾部通過(guò)光電管②時(shí)，輥道速度降至設(shè)定的去毛刺速度，同時(shí)助推擺臂在后上位開(kāi)始動(dòng)作，隨后與鑄坯端面接觸，與輥道共同作用使鑄坯正向運(yùn)行。升降液壓缸帶動(dòng)橫梁箱體上升，上限位接近開(kāi)關(guān)b得電，鋸齒形刮刀與板坯下表面接觸，并刀座彈簧被壓縮，活動(dòng)機(jī)體在液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始橫向鋸動(dòng)，當(dāng)刮刀接觸到毛刺時(shí)，毛刺被鋸切和去除，當(dāng)鑄坯脫離板坯端面瞬間，刮刀下部被壓縮彈簧彈性釋放，以便對(duì)殘留鑄坯端面的毛刺予以進(jìn)一步去除。

當(dāng)鑄坯尾部通過(guò)光電管③時(shí)，橫梁箱體下降并翻轉(zhuǎn)90°，將落在刮刀表面的毛刺和氧化皮傾倒入毛刺機(jī)下部的料斗中，此時(shí)接近開(kāi)關(guān)c得電，然后立即回轉(zhuǎn)90°，使設(shè)備處于準(zhǔn)備狀態(tài)，同時(shí)助推擺臂停留在前上位，輥道恢復(fù)高速，鑄坯繼續(xù)前進(jìn)。

至此一塊鑄坯的去毛刺周期完成，去毛刺機(jī)處于準(zhǔn)備狀態(tài)，等待下一個(gè)工作周期。

2 去毛刺機(jī)故障分析與處理

2.1 機(jī)械故障

2.1.1 毛刺去不動(dòng)

（1）毛刺去不動(dòng)的主要原因是輥道摩擦力和助推力的合力小于毛刺所需的切削力。其中，輥道摩擦力是與鑄坯接觸的輥道轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力的合力。故障原因主要有以下幾點(diǎn)：①輥道跳電輥?zhàn)硬晦D(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力的合力變小。②輥面標(biāo)高跑位，輥?zhàn)优c鑄坯底面不接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力合力變小。③刀片傾斜角度過(guò)大，刀尖斜插進(jìn)鑄坯底面內(nèi)，造成刀片不是去毛刺而是在坯肚皮內(nèi)部切削，負(fù)載力過(guò)大。④助推油缸竄缸，導(dǎo)致助推力不足。

（2）處理方法。針對(duì)以上故障可以采用如下方法解決：①檢查輥道驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)情況，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，必須及時(shí)恢復(fù)異常電機(jī)。②停機(jī)檢修輥面重新標(biāo)高調(diào)整，去毛刺輥道標(biāo)高誤差應(yīng)小于1 mm。③調(diào)整刀片活動(dòng)體導(dǎo)向間隙;檢查內(nèi)部導(dǎo)向軸承、支撐滾輪等;檢查刀桿支撐導(dǎo)套磨損程度;調(diào)整毛刺輥固定支撐間隙。④更換油缸。

2.1.2 刮刀上下動(dòng)作不靈活

出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是相鄰之間的刮刀有渣進(jìn)入而卡住，使刮刀動(dòng)作不靈活。還有可能是壓縮彈簧使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致其復(fù)位能力降低。處理方法：①檢查吹渣裝置和氣路;檢查防渣板的密封性。②更換失效的彈簧。

2.1.3 刮刀刀尖鈍化

{1}刀片使用壽命過(guò)長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)刀尖磨損鈍化，無(wú)法正常吃到毛刺內(nèi)，會(huì)造成毛刺滑過(guò)刀片或是毛刺去不干凈，鑄坯底部會(huì)有不同程度和部位的掛刺現(xiàn)象。{2}處理方法：更換刀片。

2.1.4 翻轉(zhuǎn)機(jī)械限位脫落

翻轉(zhuǎn)機(jī)械限位是確保刮刀垂直上下動(dòng)作的最后一道保障，翻轉(zhuǎn)機(jī)械限位脫落會(huì)造成翻轉(zhuǎn)過(guò)頭，一旦翻轉(zhuǎn)過(guò)頭就會(huì)造成翻轉(zhuǎn)油缸齒輪齒條斷裂、垂直定位銷(xiāo)斷裂、間隙調(diào)整裝置破損等故障。處理方法：加固機(jī)械限位的支撐，原有的設(shè)計(jì)是在支座上焊接機(jī)械限位塊，現(xiàn)改為與支座聯(lián)體并加固焊接支撐。

2.2 電氣故障

2.2.1 輥道電機(jī)頻繁跳電

電機(jī)跳電常見(jiàn)的原因有機(jī)械負(fù)載過(guò)大、電機(jī)內(nèi)部阻值變化、電機(jī)缺相、線(xiàn)路對(duì)地異常等。處理方法：①排除機(jī)械負(fù)載。②測(cè)量三相線(xiàn)路。③更換電機(jī)。

2.2.2 光電、限位異常

鑄坯位檢測(cè)到光電管異常，有閃爍或放射點(diǎn)接收不到。毛刺輥動(dòng)作的諸多限位：升降、翻轉(zhuǎn)、擺臂等出現(xiàn)檢測(cè)異常，一個(gè)去毛刺的周期是一個(gè)閉環(huán)控制，任何一個(gè)點(diǎn)位的異常都會(huì)造成毛刺機(jī)無(wú)法自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作。處理方法：①檢測(cè)光電接點(diǎn)燈情況。②檢查各個(gè)動(dòng)作限位、接近開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)調(diào)整或更換。

3 結(jié)語(yǔ)

優(yōu)化切割以減少毛刺的殘留量，減少毛刺機(jī)負(fù)載受力是前提保障。本文通過(guò)分析，得出造成板坯去毛刺效果不佳的原因，同時(shí)制定相應(yīng)的措施并逐步實(shí)施，使板坯連鑄機(jī)去毛刺率大大提高，提升了板坯熱送率和板卷的合格率。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]吳丙恒，李高升，高計(jì)巖.板坯去毛刺機(jī)典型故障分析與處理[C].第十七屆全國(guó)煉鋼學(xué)術(shù)會(huì)議文集，2013：670-673.

[2]張世凱.板坯去毛刺機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)[C].北京金屬學(xué)會(huì)，2010：722-724.

[3]方濤，陸道兵.去毛刺機(jī)刀頭升降不活的原因分析及措施[C].中國(guó)金屬學(xué)會(huì)，2013：595-600.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]