連退帶鋼卷取褶皺問題改進(jìn)

鄔瓊

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司 河北唐山063200）

1 前言

卷取機(jī)是連退機(jī)組出口段重要設(shè)備之一，為保證卷取機(jī)能順利完成帶鋼卷取，一般需要使用皮帶助卷器來引導(dǎo)帶頭進(jìn)入卷取機(jī)。帶鋼的帶頭褶皺問題經(jīng)常困擾著設(shè)備維護(hù)人員和生產(chǎn)操作人員，特別是生產(chǎn)小于0.2mm厚度的極薄帶鋼時(shí)，若卷取褶皺較為嚴(yán)重，會(huì)影響到整卷帶鋼的卷取質(zhì)量，甚至出現(xiàn)塔形，最終影響后工序的成材率。為此，有必要對現(xiàn)場帶頭卷取褶皺問題進(jìn)行跟蹤、分析和改善，從根本上解決問題［1］。

2 卷取區(qū)域設(shè)備簡介

2.1 卷取機(jī)芯軸

卷取機(jī)芯軸是帶鋼卷取最重要的設(shè)備，由4個(gè)大扇形塊和4個(gè)小扇形塊組成。在生產(chǎn)時(shí)需要在芯軸上增加一個(gè)橡膠套筒，橡膠套筒共有兩種類型，分別適用于420mm（薄橡膠套筒）和508mm（厚橡膠套筒）鋼卷內(nèi)徑的卷取，此外，在橡膠套筒外面還可加裝鋼套筒（外徑440mm／528mm）或者紙?zhí)淄玻ㄍ鈴?50mm／538mm）。

2.2 皮帶助卷器

在卷取機(jī)開始卷取時(shí)，皮帶助卷器將帶鋼頭部彎曲并緊卷在卷取機(jī)卷筒或套筒上，協(xié)助卷取機(jī)進(jìn)行帶鋼頭幾圈的卷取工作［2］，皮帶助卷器是卷取準(zhǔn)備與穿帶卷取的關(guān)鍵設(shè)備，全部動(dòng)作由液壓控制的液壓缸來完成，涉及動(dòng)作設(shè)備有：轉(zhuǎn)環(huán)傳動(dòng)（皮帶助卷器主臂）、底部旋轉(zhuǎn)翻板、導(dǎo)向翻板。

2.3 穿帶導(dǎo)板

穿帶導(dǎo)板布置在轉(zhuǎn)向夾送輥上，穿帶導(dǎo)板垂直可搖擺，水平可延伸。皮帶由旋轉(zhuǎn)傳送皮帶組成，配備電機(jī)齒輪馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。穿帶導(dǎo)板用于引導(dǎo)帶頭進(jìn)入卷取機(jī)芯軸，以及幫助帶尾的甩尾。卷取區(qū)域設(shè)備布置如圖1所示。

圖1 卷取區(qū)域設(shè)備布置圖

3 卷取褶皺問題描述

對于高速連退生產(chǎn)線來說，出口順利穿帶是退火爐高速穩(wěn)定運(yùn)行的前提。當(dāng)帶鋼進(jìn)入助卷器與芯軸之間開口時(shí)，帶鋼咬入，在卷3圈左右后，助卷器退回原位，卷取機(jī)開始進(jìn)行張力卷?。?］。卷取褶皺通常發(fā)生在穿帶的前幾圈，一旦帶鋼褶皺，生產(chǎn)操作人員必須立即切斷帶鋼，再穿帶另外一個(gè)卷取機(jī)，這就導(dǎo)致爐區(qū)必須降速生產(chǎn)，嚴(yán)重影響產(chǎn)線高效穩(wěn)定運(yùn)行。褶皺產(chǎn)生的原因有的是由于某個(gè)單一要素引起的，有的則可能是多種要素共同作用的結(jié)果。因此，在分析卷取褶皺原因時(shí)，要根據(jù)褶皺的類型和皮帶助卷器的各機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，綜合考慮和排除各個(gè)潛在的影響要素。影響帶鋼帶頭卷取褶皺的主要因素有五個(gè)方面，接下來將逐個(gè)分析。

4 原因分析及改進(jìn)措施

4.1 板形因素

卷取帶鋼的板形直接受平整機(jī)軋制影響，連退平整機(jī)采用的雙機(jī)架四輥軋機(jī)，平整機(jī)后安裝板形儀，并配置有工作輥正負(fù)彎輥、工作輥竄輥、傾斜等板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，當(dāng)軋制后的帶鋼存在邊浪并且大于20IU時(shí)，出現(xiàn)卷取褶皺的幾率要更高一些。對于雙邊浪，可以通過調(diào)節(jié)工作輥彎輥，降低帶鋼兩側(cè)的軋制力，增加帶鋼中間位置的軋制力，消除雙邊浪；對于單邊浪，可以通過調(diào)節(jié)傾斜，降低有浪一側(cè)帶鋼的軋制力，增加帶鋼另外一側(cè)和中間位置的軋制力，來消除單邊浪。如遇到帶頭帶尾板形不好的位置可以通過位于卷取機(jī)前面的飛剪切除，以保證卷取的帶鋼板形符合要求。

4.2 穿帶速度因素

正常設(shè)計(jì)出口穿帶速度為60m／min，對于0.2mm厚度以下的帶鋼，在進(jìn)入皮帶助卷器和芯軸的縫隙速度過快時(shí)，帶頭與導(dǎo)向翻板之間沖擊力大造成帶頭邊部翻邊，繼而在隨后的卷取過程中出現(xiàn)褶皺。針對此問題，在程序中增加切換穿帶速度的功能，生產(chǎn)0.2mm厚度以下的帶鋼時(shí)，將穿帶速度降至30m／min，降低帶頭與導(dǎo)向翻板的沖擊力，進(jìn)而降低帶鋼褶皺率。

4.3 底部旋轉(zhuǎn)翻板位置因素

助卷器皮帶與芯軸的間隙是否合適也是影響穿帶的一個(gè)因素，此間隙受助卷器底部旋轉(zhuǎn)翻板位置影響，不同的套筒選擇會(huì)有相對應(yīng)的底部旋轉(zhuǎn)翻板位置選擇，當(dāng)?shù)撞啃D(zhuǎn)翻板液壓缸伸出過長，會(huì)導(dǎo)致皮帶與芯軸間隙過小，帶頭在中間前進(jìn)阻力變大，容易發(fā)生變形；當(dāng)?shù)撞啃D(zhuǎn)翻板液壓缸伸出過短，會(huì)導(dǎo)致皮帶與芯軸間隙過大，帶頭在中間前進(jìn)過程中不能被皮帶很好的包裹住，晃動(dòng)造成帶頭受力不均，容易褶皺，如圖2所示。經(jīng)過多次試驗(yàn)，最終確定了6個(gè)位置的伸出設(shè)定值，優(yōu)化統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 底部旋轉(zhuǎn)翻板優(yōu)化統(tǒng)計(jì)表

圖2 助卷器皮帶與芯軸的間隙

4.4 穿帶導(dǎo)板位置因素

穿帶導(dǎo)板動(dòng)作分解為垂直動(dòng)作和水平動(dòng)作，其中水平動(dòng)作完成后，穿帶導(dǎo)板伸出的位置會(huì)對穿帶有一定的影響，當(dāng)穿帶導(dǎo)板伸出位置太靠前時(shí)，會(huì)碰到皮帶助卷器上的導(dǎo)向翻板，后果就是容易對穿帶導(dǎo)板上的皮帶造成劃傷，如圖3所示；當(dāng)穿帶導(dǎo)板伸出位置靠后時(shí)，與導(dǎo)向翻板之間的距離又過大，帶頭還沒進(jìn)入卷取機(jī)就會(huì)插入兩者之間的空隙，造成穿帶失敗。因此，穿帶導(dǎo)板與導(dǎo)向翻板之間的距離需要精確控制，經(jīng)過多次測試，最終確定了6個(gè)位置的伸出設(shè)定值，優(yōu)化統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 穿帶導(dǎo)板優(yōu)化統(tǒng)計(jì)表

圖3 穿帶導(dǎo)板與導(dǎo)向翻板距離

4.5 助卷器皮帶因素

穿帶時(shí)卷取機(jī)芯軸依靠摩擦力帶動(dòng)助卷器皮帶旋轉(zhuǎn)，以引導(dǎo)帶鋼的前幾圈卷取。當(dāng)助卷器皮帶張緊壓力過大時(shí)，皮帶與芯軸之間的相互作用力會(huì)擠壓帶鋼，很容易在帶鋼表面產(chǎn)生斜行的褶皺，因此考慮要適當(dāng)降低皮帶的壓力，在現(xiàn)場試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，降低壓力會(huì)產(chǎn)生新的問題：兩邊皮帶運(yùn)行不同步。顯然，這也會(huì)導(dǎo)致帶鋼產(chǎn)生褶皺。經(jīng)過觀察，之前使用的450mm寬度皮帶在降低壓力后容易出現(xiàn)兩邊運(yùn)行不同步的現(xiàn)象。而窄皮帶則不會(huì)有此類問題，由于窄皮帶與帶鋼接觸面小，所需要的摩擦力也小，避免了兩邊皮帶不同步的問題，將寬度450mm的寬皮帶改為寬度200mm的窄皮帶，很好的解決了這一問題。

5 結(jié)論

五個(gè)方面的卷取褶皺原因分析及改進(jìn)措施，是從設(shè)備功能精度保持，到設(shè)備功能精度優(yōu)化的典型案例。根據(jù)理論結(jié)合實(shí)踐的指導(dǎo)思想，利用專業(yè)知識改善現(xiàn)場的實(shí)際問題，在分析和處理卷取褶皺問題時(shí)，需要從設(shè)備本身的構(gòu)造出發(fā)，機(jī)電工藝人員及時(shí)進(jìn)行總結(jié)和歸納，尋找可以優(yōu)化設(shè)備功能精度的措施。對于提高設(shè)備維護(hù)水平，降低設(shè)備故障和維護(hù)成本，提高生產(chǎn)率有積極的意義［4］。