濟鋼中厚板廠十一輥板材矯直機輥縫標定系統改造

鄭曉軍

(濟南鋼鐵股份有限公司中厚板廠，山東 濟南 250101)

0 前言

鋼板在熱處理及運輸過程中，由于溫度、變形不均等因素的影響，往往會產生不同程度的彎曲、飄曲、浪形、鐮刀彎或歪扭等塑性變形。因此，矯直處理是保證熱處理后鋼板板型平直度的必要工序。為保證鋼板矯直精度，就需要定期對輥系進行標定。濟鋼中厚板廠3500產線熱處理車間矯直機輥系原標定程序工序復雜，耗時較長，且精度難以保證，為此車間分析了原有標定系統存在的缺陷，提出并實施了改造。

1 矯直機設備簡介

1.1 機械部分:

該矯直機由太重設計制造，并于2005年5月份負責安裝和調試。機械部分主要由機架裝配、壓下機構(擺動機構)、上下支承輥裝置、工作輥裝置、前后導輥裝置以及傳動系統等組成。其中主傳動系統主要由萬向聯軸器、聯合齒輪減速機、制動器等設備組成。

1.2 電氣部分:

矯直機電氣部分主要由由位移傳感器、壓力傳感器、壓下電機、主電機、換輥電機以及配套PLC控制系統組成。

1.3 附屬設備:

矯直機附屬設備主要由干油潤滑系統、稀油潤滑系統、油氣潤滑系統和液壓系統等組成。

1.4 工作原理:

鋼板矯正過程中，根據不同規格鋼板設定合適的輥縫值，在此基礎上，使得在旋轉的矯正輥間運動的鋼板經過多次彎曲，以消除其原始曲率。

1.5 主要技術參數:

最大矯直力:3000t

矯直輥輥徑:300mm

輥縫最大開口度:280mm

鋼板矯直厚度范圍:6－60mm

鋼板矯直寬度范圍:1500－3350mm

鋼板矯直溫度:0－900℃

矯平精度:矯直后鋼板不平度≤3mm/m。

2 改造前標定和設備狀況

2.1 標定過程:

矯直機標定時先把標定板(厚度60mm)送入下工作輥上，然后手動調整輥縫至62mm左右，安排鉗工用塞尺測量四個角的輥縫。根據測量值打開頂部壓下機構聯軸器，進行單側輥縫反復調整，直至入口和出口的兩側調平，要求傳動側和操作側偏差不大于0.2mm，入口和出口偏差不大于2mm，且出口比入口大。最后把輥縫輸入控制畫面，進行清零和標定，整個標定過程耗時較長，一般為3－4個小時。

2.2 設備狀況:

在輥縫標定過程中，有兩個問題比較突出，嚴重影響了標定工作的效率和質量。一是壓下傳感器數值顯示不準確。原設計采用電磁感應式位移傳感器，由于電磁場因素的變化，極易造成顯示數據不準確，同時數據顯示存在嚴重滯后現象，且顯示數字存在大幅度跳躍式變動，數據顯示往往在0.5mm左右波動，無法做出及時判斷。二是壓下機構傳動采用凸緣聯軸器連接，每次單側調整輥縫時，都必須安排人員先打開聯軸器然后再連接上，費時費力，嚴重影響標定工作的效率。

3 改造目標及措施

3.1 改造目標:

(1)把現有的矯直機輥縫標定方式改為軋制力的標定，通過軋制力的標定消除機械間隙;

(2)利用旋轉編碼器［1］代替原有電磁感應式位移傳感器，提高位移反饋精度和靈敏度;

(3)利用牙嵌式離合器［2］代替原有凸緣聯軸器，便于快速脫開和連接壓下傳動，縮短輥縫標定時間;

(4)通過以上幾個方面改進，力求在保證標定精度的同時，將標定時間控制在1小時以內。

3.2 改造措施:

首先完成設備硬件部分位移傳感器和離合器的選型及安裝。

根據矯直機工作條件特性，選用增量型旋轉編碼器，旋轉編碼器通過壓下螺絲螺距和編碼器讀數的運算，將最終位移變化反饋到控制畫面，達到快速、精準反饋的目的。

在離合器選型方面，考慮到此處傳遞扭矩較大，轉速較低以及現場條件等因素，選用矩形齒牙嵌式離合器。

在完成硬件部分改造后，我們就能夠更方便地進行輥縫的標定。把標定板放到位后，打開離合器，以壓力傳感器反饋回來的軋制力為參考，進行單側輥縫反復調整，直至標定板四個角上壓力基本相同，軋制力均在30噸左右，再從控制畫面上進行標定。這樣就將輥縫標定的方式變為軋制力的標定，消除了機械間隙，達到標定效果。

4 改造完成后效果

(1)改造后輥縫變動反饋更加靈敏、準確，便于操作人員精確控制;

(2)改造后標定時間較短，最長不超過1個半小時，最短用時不到30分鐘，大大縮短了矯直機的標定檢修時間，同時采用離合器連接的方式，避免了反復拆裝聯軸器的工作，降低了工人的勞動強度;

(3)改造后標定工作更加快捷，因此將原有每月一次的標定改為每周一次，達到了精確矯直的目的，提高了鋼板一次矯直合格率。

5 結束語

濟鋼中厚板廠十一輥板材矯直機在當前已屬于老式設備，輥縫值反饋和標定方面較落后，費時費力且準確度難以保證。通過此次改造，矯直機標定時間大大縮短，且矯直效果得到有效提高，鋼板矯直一次合格率提高了近十個百分點，尤其是在油罐鋼、高強板等高級別鋼種，矯直效果提高更明顯。

［1］傳感器與現代檢測技術(第1版)陶紅艷 清華大學出版社 2009－3－1

［2］機械設計手冊(第5版)成大先 化學工業出版社(平裝－2008－04出版)