平整機(jī)除塵設(shè)備的改進(jìn)與創(chuàng)新

李 林，韓繼紅，毛朝暉

在冷軋板帶材生產(chǎn)過程中，平整機(jī)用于消除帶材退火后由于應(yīng)力釋放形成的褶皺，起著改良板型的重要作用。當(dāng)平整機(jī)處于干平整工作模式時(shí)，帶材表面退火形成的疏松狀氧化層在軋制壓力的擠壓下會(huì)形成煙塵四處擴(kuò)散，對帶鋼表面造成二次污染，嚴(yán)重影響帶材的表面質(zhì)量，同時(shí)對周邊設(shè)備環(huán)境以及生產(chǎn)人員的健康安全造成危害。因此，提高平整機(jī)組的清潔除塵功能是非常重要的。

1 傳統(tǒng)除塵設(shè)備的不足

在以往的平整機(jī)組中，主要是通過對軋輥 (主要是支撐輥)的清潔除塵，以達(dá)到間接清理帶材表面的目的（見圖1）。

該軋輥清理裝置位于機(jī)架間，設(shè)備本體主要由磨頭，伸縮氣缸，橫移氣缸，除塵管路以及支架等組成。當(dāng)進(jìn)行清理時(shí)，伸縮氣缸帶動(dòng)磨頭裝置壓靠輥面，依靠軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)磨頭對輥面進(jìn)行清理。同時(shí)，設(shè)備本體在橫移氣缸帶動(dòng)下沿軋輥軸線方向來回移動(dòng)，使整個(gè)輥面都得到清理。在磨頭尾端設(shè)有除塵管口與車間除塵管路相連，除塵系統(tǒng)開啟，除塵口將擦拭下的粉塵顆粒抽走，實(shí)現(xiàn)除塵功能。

圖1 傳統(tǒng)平整機(jī)軋輥清理裝置外形圖

由于主運(yùn)動(dòng)是由軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)完成，所以稱為被動(dòng)清輥。該方法存在以下不足之處：

（1）磨頭與軋輥接觸面狹窄

由于磨頭是以靜止?fàn)顟B(tài)壓靠輥面，與輥?zhàn)咏佑|為狹窄的線接觸，只有部分磨頭參與輥面清潔工作，表面使用率低。

（2） 灰塵積壓

設(shè)備工作一段時(shí)間以后，在軋輥旋入磨頭一側(cè)會(huì)形成灰塵積壓，這些灰塵附著在磨頭表面上會(huì)形成一道很明顯的“灰線”，很難被順利抽走，最終將對輥面造成二次污染，使除塵效果大打折扣 (見圖2)。

圖2 磨頭灰塵積壓示意圖

（3）影響機(jī)組工作速度

由于磨頭是以靜止?fàn)顟B(tài)擦拭輥面，為避免過度磨損而無法承受較大的相對速度，當(dāng)清輥設(shè)備投入工作時(shí)，機(jī)組需降速，對生產(chǎn)率有很大影響。

2 刷輥及其除塵功用簡介

由于被動(dòng)清輥除塵設(shè)備與輥面的接觸部分是靜止的，大大約束了設(shè)備除塵效率，若將其改為自主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，除塵效果會(huì)大幅提高。因此，刷輥在除塵設(shè)備中得到了應(yīng)用。

刷輥主要由輥身，刷毛以及卡板組成（見圖3）。根據(jù)刷毛固定方式不同，可以分為壓片式刷輥，纏繞式刷輥以及內(nèi)焊式螺旋刷輥 (見圖4)。工作時(shí)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)刷輥旋轉(zhuǎn)，設(shè)備本體將刷輥沿徑向壓靠在輥面上，由刷毛將灰塵刷下。

刷輥的應(yīng)用大大提高了設(shè)備的除塵性能以及應(yīng)用范圍，相對于傳統(tǒng)除塵設(shè)備具備以下優(yōu)點(diǎn)：

圖3 刷輥結(jié)構(gòu)圖

圖4 刷輥外觀圖

（1）刷輥通過自主的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使整個(gè)輥面均勻的投入到清潔工作中，每個(gè)部位的刷毛均能夠參與除塵工作，表面使用率達(dá)到100%；

（2）刷毛在彈性回彈和輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)的作用下，能夠有效地將灰塵帶離被清潔表面，散入周圍空氣中，以便設(shè)備除塵系統(tǒng)能夠及時(shí)地將空氣中的灰塵吸走，真正實(shí)現(xiàn)清潔、除塵的功用；

（3）刷輥的刷毛可以根據(jù)不同的生產(chǎn)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)布置，刷輥轉(zhuǎn)速可以根據(jù)待清潔面的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)到最佳的除塵效果。

3 基于刷輥的設(shè)備改進(jìn)和創(chuàng)新

3.1 支撐輥清理裝置

刷輥出色的清潔除塵功能使其可以廣泛的應(yīng)用于各種除塵設(shè)備，其中，冷軋六輥平整機(jī)組中的支撐輥清潔裝置就是較為典型的基于刷輥清潔的除塵設(shè)備（見圖5）。

圖5 支撐輥清潔裝置

支撐輥清理裝置位于機(jī)架間，由刷輥，刷輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)，支架，螺旋升降機(jī)構(gòu)以及除塵腔體組成。當(dāng)支撐輥清理裝置投入工作時(shí)，刷輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)刷輥旋轉(zhuǎn)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刷輥靠近支撐輥輥面，當(dāng)刷輥接近支撐輥輥面時(shí)，螺旋升降機(jī)降速，直至刷輥輥面壓靠支撐輥輥面，并對刷輥單側(cè)形成一定的干涉壓下量時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，刷輥對輥面進(jìn)行清潔。同時(shí)除塵系統(tǒng)開啟，輥刷刷下的灰塵由刷輥后部的除塵腔體吸至機(jī)組除塵系統(tǒng)后排出。

實(shí)踐證明，支撐輥清潔裝置能夠很好的實(shí)現(xiàn)清潔除塵功能，使帶材的表面質(zhì)量和現(xiàn)場工作環(huán)境得到很大改善。

3.2 直接清理帶材設(shè)計(jì)方案

支撐輥清潔裝置雖然通過對刷輥的應(yīng)用大大提高了除塵效率，在傳統(tǒng)除塵設(shè)備的基礎(chǔ)上取得了很大進(jìn)步，但其基本設(shè)計(jì)思想仍然是通過對輥?zhàn)拥那鍧崄黹g接保證帶材的清潔。以上我們提到過，刷輥可以在很大范圍內(nèi)適應(yīng)不同條件的待清潔表面，那么，可不可以更進(jìn)一步，將清潔輥面改為直接清潔帶材的表面？答案是肯定的。

清理帶材與清理輥?zhàn)拥娘@著不同在于，輥?zhàn)颖砻媸且环忾]的圓柱曲面，可以通過一根刷輥完成清理工作；而清理帶材需要對其上、下兩個(gè)表面同時(shí)進(jìn)行清潔，所以至少需要兩根刷輥完成清潔工作，最簡單布置方案為帶鋼上、下表面對稱布置一對刷輥。但是，刷輥的輥面是由多根刷毛的末端組成，而刷毛是有一定彈性的，因而這種刷輥布置形式無法對帶材的位置進(jìn)行準(zhǔn)確的固定，導(dǎo)致刷毛的壓下量很難控制，另一方面，當(dāng)帶材大張力高速運(yùn)行發(fā)生抖動(dòng)時(shí)，刷輥與帶材變?yōu)殚g歇性接觸，會(huì)對除塵效果造成不良影響。因此，我們對其進(jìn)行改進(jìn)，引入了具有硬輥面的襯膠輥，采用刷輥，襯膠輥四輥交錯(cuò)布置。這種布置形式的核心是利用襯膠輥的硬輥面對帶材進(jìn)行可靠定位，能夠提高帶材在清潔過程中的穩(wěn)定性；同時(shí)，襯膠輥還對刷輥起到襯墊作用，這樣，通過調(diào)節(jié)刷輥與襯膠輥的中心距即可準(zhǔn)確控制干涉壓下量（見圖6）。

在確定輥?zhàn)硬贾眯问胶螅酉聛硇杩紤]設(shè)備除塵功能的實(shí)現(xiàn)，除塵系統(tǒng)的功用是將刷輥刷下的灰塵及時(shí)抽離帶材周圍避免對帶材造成二次污染，所以將吸塵口布置在灰塵甩出方向最為理想（見圖7）。

3.3 帶鋼清潔裝置

刷輥與襯膠輥采用上述四輥交錯(cuò)的布置形式，兩刷輥為主動(dòng)輥，各由一臺(tái)交流變頻調(diào)速電機(jī)通過萬向接軸驅(qū)動(dòng)，襯膠輥為從動(dòng)輥，通過帶材表面與輥面的摩擦力轉(zhuǎn)動(dòng)。上襯膠輥及刷輥由液壓缸帶動(dòng)升降，下襯膠輥及刷輥由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺旋升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)升降。上刷輥的干涉壓下量通過導(dǎo)桿和調(diào)整墊片進(jìn)行調(diào)節(jié)，下刷輥的干涉壓下量可以通過對液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)控實(shí)現(xiàn)。每個(gè)輥?zhàn)泳懈髯缘纳蹈谆蛞簤厚R達(dá)，因而均可獨(dú)立升降而不受其它輥?zhàn)拥挠绊憽Ｉ稀⑾滤⑤伵溆谐龎m罩。設(shè)備工作時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩刷輥旋轉(zhuǎn)，下輥上升，上輥下降，在壓靠帶材表面后停止。機(jī)組除塵管路的氣動(dòng)碟閥開啟，除塵系統(tǒng)開始工作，擦拭下的灰塵經(jīng)由除塵罩吸入機(jī)組除塵管路后排出（見圖 8）。

圖6 刷輥清理帶材的布置形式

圖7 刷輥清潔除塵示意圖

圖8 帶鋼清潔裝置

從除塵手段看，通過刷輥對帶材上下表面進(jìn)行清潔除塵是最為直接有效的，但此類設(shè)備目前國內(nèi)尚沒有自主設(shè)計(jì)的先例。因此上述設(shè)計(jì)是一次創(chuàng)新的嘗試。

4 結(jié)語

刷輥的應(yīng)用提高了除塵效率，增加了除塵手段，但目前國內(nèi)對刷輥除塵機(jī)理的研究還不夠深入，對刷輥除塵設(shè)備的設(shè)計(jì)尚處于起步階段。今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)理論及應(yīng)用研究，不斷提高除塵設(shè)備的性能。