軋鋼入爐輥道秤的改進(jìn)

宋純東

（寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司檢修中心）

八鋼南疆公司軋鋼入爐輥道秤是結(jié)算秤設(shè)備之一,也是入爐鋼坯在線(xiàn)稱(chēng)重的自動(dòng)計(jì)量設(shè)備,其作用是對(duì)煉鋼廠通過(guò)運(yùn)輸輥道輸送過(guò)來(lái)的紅熱鋼坯進(jìn)行稱(chēng)重自動(dòng)計(jì)量。計(jì)量數(shù)據(jù)是軋鋼廠棒材車(chē)間計(jì)算鋼坯成材率的重要依據(jù),也是煉鋼廠與軋鋼廠的鋼坯結(jié)算依據(jù)。在生產(chǎn)過(guò)程中，軋鋼入爐輥道秤多次發(fā)生故障，通過(guò)不斷摸索改進(jìn)，故障問(wèn)題得到了解決。

1 故障情況介紹

軋鋼入爐輥道秤在計(jì)量時(shí)，由于生產(chǎn)中鋼坯對(duì)秤體的沖擊力過(guò)大，造成稱(chēng)重傳感器固定螺栓和傳感器本身斷裂。2013年9月至2014年4月的故障統(tǒng)計(jì)表明，主要是稱(chēng)重傳感器固定螺栓松動(dòng)、斷裂及傳感器壓斷故障。設(shè)備損壞照片見(jiàn)圖1，圖2。此現(xiàn)狀已嚴(yán)重影響軋鋼廠入爐輥道秤的正常使用。由于輥道秤不能正常計(jì)量，產(chǎn)生大量的異常數(shù)據(jù)需要處理，造成煉鋼廠和軋鋼廠鋼坯結(jié)算沒(méi)有依據(jù)，無(wú)法及時(shí)核算鋼坯產(chǎn)量。

2014年4～9月，首先對(duì)稱(chēng)重傳感器的垂直限位進(jìn)行改造，隨后將原量程3t傳感器（原型號(hào)SB-3）更換為5t傳感器，同時(shí)將兩段輥道秤秤面連接在一起，改造稱(chēng)重傳感器固定螺栓和傳感器斷裂損壞的情況有所改善，但同時(shí)出現(xiàn)稱(chēng)量不準(zhǔn)的現(xiàn)象。檢查發(fā)現(xiàn)在正常生產(chǎn)時(shí)，秤面下部的橫向和豎向限位部分?jǐn)D死，將橫限位去掉，故障依舊，設(shè)備運(yùn)行仍不穩(wěn)定，調(diào)整好的限位經(jīng)常擠死，導(dǎo)致測(cè)量偏輕，無(wú)法正確計(jì)量結(jié)算。說(shuō)明采取的措施還是沒(méi)有消除故障隱患。

圖1 傳感器壓頭處下部斷裂

圖2 傳感器中部斷裂

2 軋鋼輥道秤計(jì)量不準(zhǔn)的改進(jìn)

對(duì)軋鋼廠輥道秤加裝上下縱向限位，可以改善因工程設(shè)計(jì)不完善所存在的隱患（每個(gè)傳感器附近應(yīng)加裝保護(hù)墩或休止裝置，這樣可以保護(hù)稱(chēng)重傳感器，而原設(shè)計(jì)和安裝秤體時(shí)均未考慮），但因傳感器經(jīng)常被切斷而不經(jīng)過(guò)理論計(jì)算盲目增大傳感器量程，只會(huì)降低軋鋼入爐輥道秤稱(chēng)重顯示控制器對(duì)稱(chēng)重傳感器信號(hào)的分辨率和毫伏信號(hào)傳輸時(shí)的抗干擾能力，不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

為查找設(shè)備故障發(fā)生的源頭，從整個(gè)稱(chēng)重系統(tǒng)的各設(shè)備狀況、系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、設(shè)備安裝規(guī)范及防護(hù)等方面進(jìn)行分析，并有針對(duì)性的采取措施。

2.1 計(jì)量輥道兩端與計(jì)量輥道秤面的位置問(wèn)題

（1）計(jì)量輥道兩端與計(jì)量輥道秤面不在一條線(xiàn)上的問(wèn)題。計(jì)量輥道兩端與計(jì)量輥道長(zhǎng)度相同的運(yùn)送輥道和計(jì)量輥道一起合為輥道秤區(qū)，而在維護(hù)時(shí)對(duì)計(jì)量輥道的兩端沒(méi)有足夠重視，秤面有扭曲，直接導(dǎo)致鋼坯上下秤面時(shí)對(duì)秤面的沖擊，使秤體扭動(dòng)，部分限位頂死。

采取措施：通過(guò)調(diào)整使計(jì)量輥道秤區(qū)的輥道相互平行，其不平行度不大于1mm，這樣可以保證計(jì)量輥道兩端與計(jì)量輥道平行，保證計(jì)量輥道上的輥道同心度高。偏心量小，可以降低運(yùn)送坯料時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。

（2）計(jì)量輥道兩端與計(jì)量輥道秤面不在一個(gè)平面的問(wèn)題。

由于連鑄工藝及輥道運(yùn)送等因素的影響，熱坯料與輥道的接觸面往往不是很平整。尤其在切割料時(shí)，坯料兩頭往下的變形較大。熱坯料進(jìn)入輥道秤時(shí)，每接觸一組計(jì)量輥道都會(huì)產(chǎn)生沖擊，同時(shí)還存在坯料與輥道之間的動(dòng)摩擦以及接觸面不平產(chǎn)生的振動(dòng)等。

當(dāng)計(jì)量輥道兩端與計(jì)量輥道秤面不在一個(gè)平面，鋼坯從秤面一端進(jìn)入時(shí)，如果秤面高，鋼坯會(huì)頂著秤面，當(dāng)鋼坯從秤面末端出時(shí)，如果秤面輥道面低于爐前輥道平面，則會(huì)頂爐前輥道。這兩種狀況都會(huì)導(dǎo)致秤面受力發(fā)生扭曲，從而導(dǎo)致調(diào)整好的限位部分頂死。

采取措施：調(diào)整輥道秤區(qū)輥道面在二分之一的最大負(fù)荷作用下，輥道秤區(qū)輥道面的素線(xiàn)在同一平面內(nèi)。平面誤差不大于1.5mm。

2.2 輥道秤限位保護(hù)失效的問(wèn)題

因輥道秤限位每天發(fā)生秤面扭曲經(jīng)常被頂死，輥道秤水平限位拆除，導(dǎo)致限位保護(hù)失效，秤面失去保護(hù)發(fā)生扭曲和嚴(yán)重變形。

水平拉桿限位（10個(gè)）主要用于秤體前后、左右移位的限制；縱向限位（6個(gè)），主要用于秤體上下移位的限制。在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中，未能完全起到限位作用。

采取措施：恢復(fù)各限位，同時(shí)保證水平（縱橫向）力是雙向的，限位裝置成對(duì)使用，方向相反，不產(chǎn)生附加力矩，不讓秤面發(fā)生扭曲。每個(gè)傳感器附近各加裝一個(gè)下限位，主要用于減小鋼坯沖擊力對(duì)傳感器的振動(dòng)影響。

2.3 輥道秤的稱(chēng)重傳感器量程選擇

當(dāng)鋼坯上下秤面時(shí)，因計(jì)量輥道兩端和計(jì)量輥道秤面高度差不一致對(duì)秤面產(chǎn)生巨大的沖擊力，秤面扭曲對(duì)傳感器形成剪切力，改用5t稱(chēng)重傳感器量程有好的效果。分析認(rèn)為盲目增大傳感器量程，會(huì)降低軋鋼入爐輥道秤稱(chēng)重顯示控制器對(duì)稱(chēng)重傳感器信號(hào)的分辨率和毫伏信號(hào)傳輸時(shí)的抗干擾能力，不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

由于輥道秤的沖擊振動(dòng)載荷對(duì)傳感器的影響很大，除應(yīng)考慮秤體重量，最大坯料載荷之外，對(duì)沖擊、振動(dòng)、偏載情況應(yīng)給予充分考慮。

式中：C傳——傳感器量程；

Q——坯料額定重；

W——輥道秤自重；

N——傳感器個(gè)數(shù)；

K——系數(shù)2～3（板坯秤一般選2.5～3）。

一般認(rèn)為輥道秤在額定載荷下，應(yīng)使傳感器工作在其量限的30%～40%，傳感器具有很大的容量空間。從工藝和相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)考慮前期運(yùn)行效果取K=3，算出C傳=2.25t，因此原設(shè)計(jì)中稱(chēng)重傳感器量程是合適的。

2.4 其它原因

作為輥道秤，其計(jì)量輥道的振動(dòng)應(yīng)盡量小，其主梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，有足夠的剛性和撓度。在最大負(fù)荷下框架撓度小于0.5mm。兩縱、三橫的主梁采用鋼板或型鋼焊接成工鋼梁，應(yīng)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和整體剛度。從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況來(lái)看，秤體的自重較輕，也是秤面受鋼坯上下秤面沖擊易發(fā)生偏移的原因之一，還需要進(jìn)一步測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

3 對(duì)輥道秤區(qū)找齊的方案及實(shí)施后效果

滿(mǎn)足檢修條件后，將各位置的限位松至完全不受力的狀態(tài)，由具有找平經(jīng)驗(yàn)的人員對(duì)計(jì)量輥道兩端的運(yùn)送輥道和計(jì)量輥道找齊，即保證整個(gè)輥道秤區(qū)不發(fā)生扭曲，如發(fā)生扭曲需機(jī)械人員進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

找齊的方法：在輥道秤區(qū)（計(jì)量輥道與其兩端計(jì)量輥道長(zhǎng)度相同的運(yùn)送輥道）首末兩個(gè)輥道找其托輥中心點(diǎn)，用足夠長(zhǎng)的鐵絲對(duì)兩中心點(diǎn)拉線(xiàn)，為保證拉線(xiàn)不移動(dòng)，用在拉線(xiàn)中間位置隔斷距離用重物拉墜，測(cè)量各托輥同一端與中心線(xiàn)的距離。

找齊的標(biāo)準(zhǔn)：（1）計(jì)量輥道兩端的運(yùn)送輥道長(zhǎng)度與計(jì)量輥道長(zhǎng)度相同。（2）應(yīng)使計(jì)量輥道秤區(qū)的輥道相互平行，其不平行度不大于1mm，這樣可以保證計(jì)量輥道兩端與計(jì)量輥道平行，保證計(jì)量輥道上的輥道同心度要好。

在秤面正常稱(chēng)量位放一根同正常生產(chǎn)時(shí)同等重量的鋼坯，測(cè)量輥道秤區(qū)輥道面的素線(xiàn)應(yīng)在同一平面內(nèi)。平面度誤差不大于1.5mm。

在調(diào)整時(shí)應(yīng)關(guān)注各限位均應(yīng)處于放松不受力狀態(tài)，如有受力變緊的限位應(yīng)及時(shí)放松。

找平和找齊后將限位恢復(fù)，恢復(fù)的原則是將方向相反的橫向限位成對(duì)恢復(fù)，再次對(duì)運(yùn)送輥道和計(jì)量輥道找平找齊，將縱向限位投入。橫向、縱向限位投入的標(biāo)準(zhǔn)是有松動(dòng)余地即可。

4 設(shè)備改造后的效果比對(duì)

八鋼南疆公司軋鋼入爐輥道秤經(jīng)過(guò)改造后，使用效果較好，改造前后設(shè)備故障數(shù)據(jù)比對(duì)情況如表1所示。

表1 改進(jìn)前后故障對(duì)比

5 結(jié)束語(yǔ)

軋鋼入爐輥道秤改造后，投入使用后傳感器故障大大降低。

現(xiàn)場(chǎng)使用的SB-3t傳感器是常溫傳感器，長(zhǎng)期過(guò)鋼的熱輻射足以使傳感器的輸出發(fā)生跳變，尤其是在夏季高溫狀態(tài)，因此建議對(duì)傳感器進(jìn)行熱保護(hù)。筆者建議采取以下方法：（1）傳感器處加焊防護(hù)板，防護(hù)板上放隔熱物質(zhì)（高爐鐵前防火泥也可）阻隔熱輻射；（2）將壓縮空氣通過(guò)四分管引致傳感器處呈喇叭狀對(duì)傳感器進(jìn)行吹掃降溫。這兩種方法在現(xiàn)場(chǎng)可以同時(shí)采用。

[1]施漢謙等.電子秤技術(shù).北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2001.