酸軋線直頭機(jī)堆鋼問(wèn)題研究及優(yōu)化過(guò)程

田玉珠，劉景波，田曉男

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063200）

0 引言

直頭機(jī)用來(lái)在穿帶時(shí)通過(guò)上輥與下輥嚙合矯直帶鋼頭部和尾部，使得帶鋼頭尾部不至于太彎而不能穿帶，可以順利到達(dá)焊機(jī)并與前帶帶尾焊接。矯直輥嚙合情況是根據(jù)二級(jí)傳來(lái)的帶鋼厚度、鋼種數(shù)據(jù)和預(yù)先存儲(chǔ)的各種矯直嚙合設(shè)置數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)定矯直嚙合數(shù)據(jù)，矯直的嚙合通過(guò)電機(jī)來(lái)控制。

1 直頭機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理

直頭機(jī)由基架、移動(dòng)框架、矯直輥系、調(diào)速電機(jī)及1 個(gè)輸入軸和7 個(gè)輸出軸的減速機(jī)組成（圖1），由電機(jī)驅(qū)動(dòng)矯直輥，恒速齒輪電機(jī)用于調(diào)整上矯直輥。

圖1 直頭機(jī)結(jié)構(gòu)

直頭機(jī)為組式結(jié)構(gòu)，采用平行輥矯直方法，將間斷的壓力矯直轉(zhuǎn)化為輥式連續(xù)矯直，從入口到出口交錯(cuò)布置互相平行的矯直輥。根據(jù)來(lái)料規(guī)格，通過(guò)調(diào)整2#和6#輥獲得合適的嚙合量，并進(jìn)行多次反復(fù)壓彎，保證帶鋼的矯直效果（圖2）。直頭機(jī)矯直帶鋼的實(shí)現(xiàn)過(guò)程非常復(fù)雜，主要涉及原料厚度和屈服強(qiáng)度、插入量、壓入時(shí)序等方面。

圖2 矯直輥結(jié)構(gòu)

2 存在的問(wèn)題

某酸軋線由于產(chǎn)品鋼種和規(guī)格范圍跨度較大，同時(shí)受直頭機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)的限制，部分鋼種直頭機(jī)矯直效果不良，經(jīng)常造成入口段堆鋼，處理時(shí)間較長(zhǎng)且影響帶鋼成材率，同時(shí)頭尾板形不好嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，造成重焊和斷帶問(wèn)題。堆鋼問(wèn)題的影響因素如下：

（1）標(biāo)定塊變形。標(biāo)定塊材料影響零位標(biāo)定精度，造成插入量的誤差。

（2）零位標(biāo)定作業(yè)方法不規(guī)范。四班操作人員零位標(biāo)定技能水平差異是影響堆鋼次數(shù)的重要因素。

（3）直頭機(jī)二級(jí)參數(shù)按照原料厚度和屈服強(qiáng)度分檔，其分檔跨度范圍大，部分鋼種無(wú)法達(dá)到良好的矯直效果。

（4）直頭機(jī)初始二級(jí)參數(shù)設(shè)定不合理，受插入量限幅調(diào)整的限制，需要操作工每次人為調(diào)整較大的補(bǔ)償量，但仍存在帶鋼頭尾下翹的問(wèn)題。

（5）2#輥插入量不變，增大6#輥?zhàn)硬迦肓恐?，存在直頭效果不良和出口6#輥磨損嚴(yán)重問(wèn)題。

3 改進(jìn)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

3.1 標(biāo)定塊材料更換

整改前，標(biāo)定塊材料為Q235B 鋼，材料較軟，易變形，影響零位標(biāo)定精度。將標(biāo)定塊材料換成了高錳合金鋼，硬度提高，保證了零位標(biāo)定精度，減小了因標(biāo)定塊變形而引起的插入量誤差。標(biāo)定塊整改前、后對(duì)比如圖3 所示。

圖3 標(biāo)定塊整改前后對(duì)比

3.2 優(yōu)化零位標(biāo)定作業(yè)方法

統(tǒng)計(jì)1 年內(nèi)甲、乙、丙、丁四個(gè)班組分別造成的堆鋼次數(shù)，得出丙班次數(shù)最多，其次為乙班，其中丙班一班的堆鋼次數(shù)比其他三個(gè)班組之和都多，說(shuō)明操作人員零位標(biāo)定技能水平是影響堆鋼次數(shù)的重要因素之一。為此制定了零位標(biāo)定作業(yè)方法，并對(duì)標(biāo)定人員進(jìn)行了培訓(xùn)，定期由專人按照零位標(biāo)定作業(yè)方法進(jìn)行標(biāo)定，減小了因個(gè)人因素導(dǎo)致的插入量的誤差。零位標(biāo)定方法如下：

（1）定期由專人按照零位標(biāo)定作業(yè)方法進(jìn)行標(biāo)定。

（2）打開直頭機(jī)，清潔直頭機(jī)工作輥與標(biāo)定塊表面。

（3）放入標(biāo)定塊，調(diào)整到合適的位置。

（4）點(diǎn)動(dòng)直頭機(jī)入口、出口MESH JOG DOWN，緩慢壓下直頭機(jī)，直到直頭機(jī)上輥即將和標(biāo)定塊接觸，停止操作，鎖定面板。

（5）由機(jī)械人員，用塞尺測(cè)量C 的大小，分別測(cè)量直頭機(jī)入口值C1和出口值C2。

（6）壓下直頭機(jī)，測(cè)量C1、C2間隙0.05 mm 時(shí)結(jié)束。

（7）矯直機(jī)標(biāo)定在矯直機(jī)界面的Calib Gap Ref 內(nèi)輸入實(shí)測(cè)值，再按下Calibrate At Zero 標(biāo)定即可。

3.3 屈服強(qiáng)度分檔細(xì)化

酸軋直頭機(jī)參數(shù)主要按照原料厚度和屈服強(qiáng)度分檔，利用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出插入量與屈服強(qiáng)度和厚度的關(guān)系具有以下規(guī)律：同一屈服強(qiáng)度，厚度與插入量接近線性關(guān)系；同一厚度，屈服強(qiáng)度越大，直頭機(jī)插入量越大（圖4）。

圖4 插入量與屈服強(qiáng)度和厚度的關(guān)系

整改前屈服強(qiáng)度以100 MPa 為分檔單位，分檔跨度范圍大，對(duì)部分鋼種的矯直效果較差。為了改善這個(gè)問(wèn)題，把屈服強(qiáng)度分檔單位細(xì)化為50 MPa，使矯直效果提升23%（圖5）。

圖5 屈服強(qiáng)度分檔

3.4 插入量限幅調(diào)整

整改前直頭機(jī)設(shè)定參數(shù)不合理，插入量調(diào)整限幅為5 mm，導(dǎo)致在生產(chǎn)高強(qiáng)鋼時(shí)，人工補(bǔ)償量達(dá)到最大仍存在帶鋼下翹問(wèn)題。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，對(duì)直頭機(jī)設(shè)定參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，將程序中的限幅從5 mm 增加到10 mm，人工補(bǔ)償量由1～7 mm 縮窄到0～0.5 mm，可以滿足屈服400 MPa 以下直頭效果，高強(qiáng)鋼直頭效果提升了16%（圖6）。

3.5 壓入時(shí)序調(diào)整

整改前酸軋直頭機(jī)參數(shù)為保持2#輥插入量不變，增大6#輥?zhàn)硬迦肓恐?，存在直頭效果不良和出口6#輥磨損嚴(yán)重問(wèn)題。整改后同時(shí)調(diào)整2#輥和6#輥的插入量，既保證直頭效果，又可以減少輥系磨損（圖7）。

圖7 壓入時(shí)序調(diào)整

3.6 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

整改實(shí)施后，堆鋼問(wèn)題的影響因素均有不同程度的改善。月平均堆鋼次數(shù)由原來(lái)的5.25 次下降為1 次，基本上消除了產(chǎn)線入口堆鋼事故，減少停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備作業(yè)效率。同時(shí)消除了安全隱患，避免堆鋼問(wèn)題造成設(shè)備損壞和機(jī)械傷害，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益（圖8）。

圖8 堆鋼影響因子改善效果

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)優(yōu)化標(biāo)定塊材料、標(biāo)定方法以及直頭機(jī)插入量參數(shù)等，有效避免產(chǎn)線的堆鋼問(wèn)題，減少人為更改工作參數(shù)的頻率，減少重焊次數(shù)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)線連續(xù)順?lè)€(wěn)生產(chǎn)。