酸軋聯(lián)合機(jī)組臥式活套運(yùn)行的創(chuàng)新與優(yōu)化

郭文濤 王禹

酸軋聯(lián)合機(jī)組普遍配置有臥式活套，活套依靠鋼絲繩帶動(dòng)活套車在軌道上移動(dòng)，從而改變活套內(nèi)帶鋼的儲(chǔ)存量，從而達(dá)到在生產(chǎn)線各段速度不匹配時(shí)，協(xié)調(diào)產(chǎn)線的連續(xù)運(yùn)行，使板帶保持穩(wěn)定的酸洗速度和合理的軋制速度，保持產(chǎn)線的整體節(jié)奏不降低。其對提高產(chǎn)量和保證質(zhì)量都有重要意義。在以往的運(yùn)行過程中，臥式活套主要存在以下三個(gè)問題：（1）充套速度達(dá)到700m/min，對活套及產(chǎn)線入口的設(shè)備造成強(qiáng)烈的沖擊，易造成設(shè)備的松動(dòng)、疲勞或沖擊性損壞;（2）鋼絲繩作為驅(qū)動(dòng)活套車的關(guān)鍵件，其最高承受約800kN的張緊力，并在反復(fù)彎曲作用下出現(xiàn)斷繩等事故。（3）活套車導(dǎo)向輪在運(yùn)行過程中易發(fā)生故障，造成活套車脫軌的惡性事故;針對以上三個(gè)關(guān)鍵問題，通過對產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)行模式及性能的分析，進(jìn)行了以下的創(chuàng)新改進(jìn)與優(yōu)化。

1、活套充套速度的最優(yōu)化控制

由于入口活套沖套時(shí)速度快，對設(shè)備沖擊力大，造成了多種設(shè)備隱患。在酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組的生產(chǎn)過程中，每卷帶鋼上線進(jìn)行開卷后，其帶頭要與前一卷帶鋼的帶尾進(jìn)行焊接，之后該卷帶鋼以一定的速度充入入口活套中，待充套完畢后，下一卷帶鋼再與該卷帶鋼的帶尾焊接。目前酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組入口活套的充套過程中，普遍采用的是以一個(gè)恒定的速度進(jìn)行快速充套，待入口活套達(dá)到最大套量，帶鋼速度隨之降至與酸洗工藝段速度一致，直至該卷帶鋼完全充入入口活套。這樣的充套過程導(dǎo)致了活套車很高的運(yùn)行速度，對入口活套機(jī)械設(shè)備造成嚴(yán)重的沖擊，且在薄帶鋼快速充套時(shí)，易發(fā)生帶鋼跑偏掛斷等嚴(yán)重事故。以某廠酸軋線入口活套充套速度為例，每次充套板帶都按700m/min的速度進(jìn)行充套。按此板帶充套速度，入口活套小車的運(yùn)行速度每次充套時(shí)都達(dá)到120m/min以上。在充套過程中，設(shè)備受到很大的沖擊。如果降低入口活套充套速度，可以有效減少以上事故。因此在不影響生產(chǎn)節(jié)奏的前提下，讓入口活套以最低的速度進(jìn)行充套，使活套區(qū)域的設(shè)備受到的沖擊降至最低，對于酸軋線穩(wěn)定生產(chǎn)并節(jié)省備件費(fèi)用意義重大。

（1）方案的制定

經(jīng)過分析，找到了一種讓活套在每一瞬時(shí)都按照不影響產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)奏的最低速度進(jìn)行充套的方法。其充套速度每一瞬時(shí)都根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際參數(shù)計(jì)算得到，隨著具體條件的變化而實(shí)時(shí)進(jìn)行變化。入口活套在每一瞬時(shí)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際參數(shù)通過計(jì)算，設(shè)定合理的充套速度。設(shè)酸洗工藝段的速度為v酸（m/min），每一瞬時(shí)活套內(nèi)儲(chǔ)存的套量值為x（%）、設(shè)定最大套量值為y（%），入口活套的儲(chǔ)存能力為C（m），每一瞬時(shí)進(jìn)行充套的鋼卷未充入活套的剩余的帶鋼長度為l（m），則每一瞬時(shí)合理的充套速度為v充（m/min）。

根據(jù)此式算得的v充即為該瞬時(shí)最優(yōu)的充套速度，將該速度賦予系統(tǒng)，控制產(chǎn)線按該速度充套。

（2）???? 活套最優(yōu)沖套速度控制法的實(shí)現(xiàn)

●??? 根據(jù)速度控制公式組建速度發(fā)生器

通過上述公式將所有相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并針對其中數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的換算，按照公式進(jìn)行運(yùn)算，按照公式進(jìn)行運(yùn)算后將速度設(shè)定值發(fā)送到酸洗入口LCO（線協(xié)調(diào)）中并通過畫面按鈕進(jìn)行使能，達(dá)到酸洗入口段的最優(yōu)速度進(jìn)行充套。

●??? 根據(jù)速度發(fā)生器的速度設(shè)定值控制生產(chǎn)線

通過MRG中傳來的速度的設(shè)定值送至LCO生產(chǎn)線速度設(shè)定選擇塊進(jìn)行選擇，當(dāng)生產(chǎn)線運(yùn)行在ACC（加速）模式時(shí)采用充套最優(yōu)速度進(jìn)行充套。

●??? 畫面接口

在酸洗入口的主畫面上增加速度控制的按鈕，操作工可以通過畫面上新增按鈕實(shí)時(shí)看到計(jì)算后的速度設(shè)定值，并根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況來選擇使用或者不使用該功能，這樣使此功能更加友好。

（3）應(yīng)用效果

程序投用后，入口活套的充套速度在不影響生產(chǎn)線節(jié)奏的前提下，有了大幅度降低，原料厚度3.3以下和品種鋼（約占總量一半）在充套時(shí)，活套車的運(yùn)行速度降為原充套方式下降50%以下，厚度4.0以下可降為原速度的75%以下。對活套內(nèi)設(shè)備的沖擊情況大為降低。從根本上改善了活套內(nèi)設(shè)備的工作環(huán)境。

2、延長活套鋼絲繩使用壽命的優(yōu)化創(chuàng)新

活套鋼絲繩是活套區(qū)域關(guān)鍵備件之一，在主驅(qū)動(dòng)的作用力下，通過鋼絲繩帶動(dòng)活套車進(jìn)行充套和放套運(yùn)動(dòng)。在正常工作情況下，活套鋼絲繩始終處于35t至40t力的重載荷作用下。鋼絲繩價(jià)格昂貴，是活套區(qū)域主要物料成本之一。如果能提高鋼絲繩的使用壽命，即可節(jié)省客觀的備件成本。

（1）???? 鋼絲繩的選型對壽命的影響。通過參考專業(yè)介紹鋼絲繩的資料，弄清楚鋼絲截面形狀與壽命的關(guān)系，以及鋼絲捻向與壽命的關(guān)系?，F(xiàn)場原采用鋼絲繩采用的是交互捻形式，但根據(jù)資料介紹，在恒大張緊力張緊作用下的鋼絲繩宜選用順捻方式，因順捻方式鋼絲繩，在鋼絲繩過繩輪彎曲的過程中，內(nèi)外層鋼絲變化方向一致，幾乎不產(chǎn)生相對滑動(dòng)，就減輕了鋼絲之間摩擦作用導(dǎo)致的磨損，可大幅延長鋼絲繩的使用壽命。另外，鋼絲采用異性截面比圓截面使用壽命更長?，F(xiàn)場使用鋼絲繩開始既用過扁絲的也用過圓絲的，弄清此關(guān)系后，明確不再使用圓絲的鋼絲繩，另外圓絲鋼絲繩還有一項(xiàng)對于耐磨塊壽命的危害。

（2）???? 鋼絲繩是否工作在扭力狀態(tài)對于鋼絲繩壽命影響大。因工作在扭力狀態(tài)的鋼絲繩，鋼絲在使用過程中會(huì)多承受一個(gè)附加扭轉(zhuǎn)載荷，鋼絲繩在彎扭復(fù)合載荷的作用下，壽命將大幅降低，容易過早的出現(xiàn)斷絲情況，造成鋼絲繩的報(bào)廢。但活套鋼絲繩直徑44，長度達(dá)500多米，不能像安裝起重機(jī)鋼絲繩時(shí)，現(xiàn)將鋼絲繩完全鋪展開，進(jìn)行釋放扭力的工序，于是直接安裝使用，扭力是不可避免的存在著，這嚴(yán)重影響了鋼絲繩的使用壽命。為了能夠釋放活套鋼絲繩的扭力，公關(guān)組從起重吊鉤獲得靈感，設(shè)計(jì)了一種活套鋼絲繩末端扭力釋放裝置。

3、活套車脫軌問題的解決

（1）???? 為了提高活套軌道的穩(wěn)定性，避免在過軌道接口時(shí)對導(dǎo)向輪產(chǎn)生沖擊載荷，決定采用坩堝焊接工藝將活套軌道進(jìn)行連接，將一段一段的軌道連接成一個(gè)整體，可根本上解決軌道穩(wěn)定性的問題，而且消除了軌道與軌道之間的接縫，也消除了軌道與軌道之間對正不好的問題，導(dǎo)向輪在過軌道接縫時(shí)承受的沖擊載荷也不復(fù)存在。坩堝焊接過程是將配置好的鋁熱焊劑放在特制的坩堝中，用高溫火柴引燃焊機(jī)，變成一定高溫的鋼溶液，根據(jù)工藝要求將坩堝底的封口釘打開，讓鋼溶液注入預(yù)先安放在鋼軌接頭上的砂型中，將砂型中對接好的鋼軌兩端部熔化鑄成一體，稍待冷卻后即除去砂型，并趁紅熱時(shí)對焊頭整形，焊接即告完成。這項(xiàng)工藝在高鐵軌道方面有應(yīng)用。在此用于連接活套車軌道起到了預(yù)想的效果，而且因活套是個(gè)相對封閉的環(huán)境，其冬夏溫差可保證在20℃以內(nèi)，因此連接起來后，并不會(huì)產(chǎn)生因熱脹冷縮造成的破壞。

（2）根據(jù)現(xiàn)場情況，制定了由單側(cè)2 套導(dǎo)向輪再增加2 套導(dǎo)向輪的方案，這樣單側(cè)安裝4 套導(dǎo)向輪，就從根本上杜絕了因?yàn)閷?dǎo)向輪脫落造成脫軌的可能性。根據(jù)現(xiàn)場情況，新增的兩套導(dǎo)向輪中，需根據(jù)設(shè)備具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

4、結(jié)語

經(jīng)過以上措施的實(shí)施，活套的三個(gè)主要問題得到了根本的解決，最終達(dá)到了酸軋聯(lián)合機(jī)組臥式活套的長周期穩(wěn)定運(yùn)行，為產(chǎn)線的穩(wěn)定高質(zhì)量的生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。