熱軋卷取機(jī)帶鋼頭部堆鋼現(xiàn)象分析

王 瑛 丁 正

(馬鞍山鋼鐵股份有限公司 安徽馬鞍山243000)

1 前言

在熱軋卷取區(qū)域各類堆鋼事故中，帶鋼頭部堆鋼或者散卷是最為常見的。頭部堆鋼事故發(fā)生后，往往因?yàn)閹т擃^部折疊嚴(yán)重，處理時(shí)間也特別長，產(chǎn)量損失格外明顯。導(dǎo)致頭部堆鋼的原因較多，本文僅對較為常見的3類情況進(jìn)行分類描述。

2 堆鋼類型

卷取機(jī)位于層流輥道末端，由側(cè)導(dǎo)衛(wèi)、夾送輥、助卷輥、芯軸等設(shè)備組成(見圖1)。它的功能是將精軋機(jī)組軋制的帶鋼以良好的卷形，緊緊地?zé)o擦傷地卷成鋼卷。帶鋼頭部進(jìn)入卷取機(jī)前，層流輥道、夾送輥、助卷輥、芯軸均以不同的速度超前率進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。帶鋼頭部進(jìn)入夾送輥后，借助上下夾送輥的力量，迫使帶鋼頭部向下彎曲，并沿著溜槽板進(jìn)入由助卷輥及溜槽板和芯軸形成的間隙前進(jìn)，同時(shí)，借助芯軸和助卷輥的超前率作用，將帶鋼緊緊地纏繞在芯軸上。當(dāng)頭部在芯軸上纏緊后(大約3-4圈)，助卷輥輥縫打開到設(shè)定位置，層流輥道、夾送輥、助卷輥、芯軸的速度超前率降為0，與帶鋼速度相同，同時(shí)，保持一定的張力值進(jìn)行卷取直至結(jié)束[1]。

芯軸與軋機(jī)或者夾送輥間在建立穩(wěn)定張力后，一般不易發(fā)生堆鋼現(xiàn)象。但是在穩(wěn)定建立張力之前，可能因各種原因造成頭部堆鋼。可以歸結(jié)為下面三類情形：

圖1 卷取機(jī)區(qū)域分布圖

2.1異常停機(jī)

帶鋼進(jìn)入卷取機(jī)前，二級系統(tǒng)將下一塊帶鋼的信息下發(fā)給卷取一級PLC，一級系統(tǒng)按照要求將所有設(shè)備動(dòng)作到設(shè)定位置，傳動(dòng)系統(tǒng)也按照設(shè)定速度運(yùn)行，并向PLC進(jìn)行信息反饋。當(dāng)帶鋼頭部運(yùn)行到層流輥道的某個(gè)設(shè)定檢查點(diǎn)，系統(tǒng)會(huì)對上述信號進(jìn)行核查，若發(fā)現(xiàn)某一個(gè)或幾個(gè)條件不滿足，則會(huì)直接判定系統(tǒng)快停，那么層流輥道以及卷取機(jī)等所有設(shè)備都會(huì)停止，導(dǎo)致堆鋼。

可能造成系統(tǒng)快停的基本條件有：PLC系統(tǒng)運(yùn)行正常信號、各類電源工作正常信號、伺服系統(tǒng)處于工作狀態(tài)、活門提升位置、壓下輥提升位置、芯軸的預(yù)脹徑、夾送輥和助卷輥的設(shè)定輥縫APC完成等。如圖2中所示，夾送輥前的壓下輥提升信號因限位支架松動(dòng)，在機(jī)架的振動(dòng)下，信號高頻閃動(dòng)，被系統(tǒng)判定為卷取條件不足。

圖2 夾送輥前壓下輥提升信號閃動(dòng)

如圖3中所示，助卷輥冷卻水管破損爆管，大量冷卻水噴出，對檢測芯軸直徑的超聲波傳感器造成干擾，直徑讀數(shù)顯示跳變。恰好此時(shí)帶鋼頭部到達(dá)檢測點(diǎn)，被系統(tǒng)判定為卷取條件不足。

圖3 芯軸直徑讀數(shù)跳變

另外，卷取機(jī)前的冷熱檢，是觸發(fā)跟蹤修正的關(guān)鍵信號。當(dāng)帶鋼頭部在層流輥道上，若恰好有水霧、氧化鐵皮等異物造成冷熱檢信號異常，可能導(dǎo)致芯軸和助卷輥等設(shè)備提前動(dòng)作，等帶鋼頭部進(jìn)入檢查點(diǎn)時(shí)，也會(huì)被系統(tǒng)判定卷取條件不足。

2.2異物卡阻

在滿足所有連鎖條件的情況下，帶鋼在行進(jìn)過程中，也可能因多種原因，最終不能順利進(jìn)入卷取機(jī)，緊密的纏繞到芯軸上。以下列舉幾種最常見的情況。

(1)帶鋼頭部出F7時(shí)，可能因軋制原因或者冷卻不均形成跑偏。當(dāng)帶鋼跑偏程度過大，頭部容易撞擊導(dǎo)衛(wèi)端面。

(2)當(dāng)各層流輥道的速度超前率設(shè)定不當(dāng)或其它原因，可能造成帶鋼頭部上飄。上飄的頭部極易在夾送輥處折疊，然后卡阻淤積。

(3)若帶鋼頭部超寬，或者導(dǎo)衛(wèi)輥縫設(shè)定過小時(shí)，導(dǎo)衛(wèi)在做完短行程控制后，導(dǎo)衛(wèi)兩邊對帶鋼頭部形成較大夾持力，使帶鋼短時(shí)間停頓甚至淤積不能向前(如圖4)。短時(shí)間停頓的帶鋼，雖然隨后可以進(jìn)入卷取機(jī)，但由于此時(shí)物料跟蹤和帶鋼實(shí)際位置不一致，造成助卷輥踏步動(dòng)作不能及時(shí)準(zhǔn)確完成，最終會(huì)讓頭部卡在助卷輥處。

圖4 導(dǎo)衛(wèi)在短行程后過大的夾持力

(4)助卷輥與弧形板連接處縫隙過大，當(dāng)帶鋼頭部進(jìn)入卷取機(jī)后，直接插入縫隙，不能順利穿過，造成卡阻。

2.3張力不穩(wěn)

當(dāng)帶鋼經(jīng)過了卷取條件檢查，并順利的通過所有通道纏繞到芯軸后，也不一定能夠卷取成功。此時(shí)助卷輥的踏步功能能否正常完成非常重要。三個(gè)助卷輥平均分布于芯軸四周，其主要功能是將帶鋼頭部準(zhǔn)確的送到芯軸位置，并對帶鋼施加彎曲加工，使其變成容易卷取的形狀，然后以適當(dāng)壓緊力將帶鋼壓在芯軸上，輔助芯軸和帶鋼間形成有效張力。在工藝設(shè)定中，超過一定厚度規(guī)格的帶鋼將采用助卷輥踏步控制。

圖5 芯軸與帶鋼間打滑，不能有效建立張力

圖6 助卷輥的踏步動(dòng)作示意圖

從圖6中可以看出，在踏步過程中，3個(gè)助卷輥中，有2個(gè)助卷輥同時(shí)壓靠在鋼卷上。若此時(shí)這2個(gè)助卷輥因剛度差，不能提供及時(shí)有效的壓緊力，帶鋼頭部就會(huì)出現(xiàn)松散。松散的帶鋼頭部和芯軸間沒有足夠的靜摩擦力，使芯軸與夾送輥間不能形成張力，最終會(huì)造成堆鋼事故。

3 預(yù)防措施

3.1降低電氣元件故障率

首先為了避免因元件老化引起的傳感器失靈故障，應(yīng)根據(jù)設(shè)備所在環(huán)境惡劣程度、元件質(zhì)量等各種因素，來制定相應(yīng)的電氣元件更換周期，并按照這個(gè)周期定時(shí)更換。

其次，技術(shù)人員對現(xiàn)場易受其它因素影響的傳感器，科學(xué)改造，加強(qiáng)防護(hù)。如，對冷金屬檢測元件采取防霧措施、對超聲波傳感器要防濺射干擾等。

第三，對重要傳感器，如活門、壓輥限位等，要安裝備用傳感器，并在控制程序中進(jìn)行冗余保護(hù)，當(dāng)其中一個(gè)損壞時(shí)，不對生產(chǎn)造成影響，而是輸出報(bào)警信息。

第四，通過設(shè)備改造，盡量減少移動(dòng)拖鏈上的傳感器。電纜拖鏈上電氣元件故障，除了元件本身外，拖鏈電纜也極有可能損壞。因此，應(yīng)想辦法將傳感器本體安裝在固定端，而使感應(yīng)端移動(dòng)，以減少拖鏈電纜的影響。

第五，檢修完畢后，做好現(xiàn)場的清理整頓工作，避免廢舊螺栓、碎步等影響傳感器正常工作。

3.2防止帶鋼頭部被卡阻

采取提高計(jì)算機(jī)模型設(shè)定精度、提高軋輥制造和磨削精度、采用壓下率分配的平衡方式、改善帶鋼溫度狀況、調(diào)整機(jī)架窗口各襯板和軋輥各軸承座襯板、使用跑偏控制技術(shù)和跑偏檢測裝置等手段，盡量減弱帶鋼鐮刀彎的程度。對于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的較大鐮刀彎板型，操作人員應(yīng)及時(shí)打開導(dǎo)衛(wèi)，人工干預(yù)，防止帶鋼頭部在卷取機(jī)入口卡阻。對可能導(dǎo)致帶鋼頭部前進(jìn)受阻的障礙物應(yīng)及時(shí)處理。優(yōu)化層流輥道的速度超前率，確保帶鋼頭部不上飄。

3.3加強(qiáng)設(shè)備精度管理

制定有效的助卷輥和芯軸的設(shè)備精度測試方法，在設(shè)備停機(jī)或運(yùn)行中利用有關(guān)儀表器具，對設(shè)備定時(shí)地進(jìn)行科學(xué)檢測，掌握設(shè)備的劣化情況，并每周進(jìn)行機(jī)械間隙評價(jià)。對使用狀態(tài)不佳的設(shè)備，及時(shí)更換。對更換下來設(shè)備的磨損情況進(jìn)行觀察分析和記錄，結(jié)合趨勢圖數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律，進(jìn)一步優(yōu)化間隙評價(jià)。

點(diǎn)檢員應(yīng)全面掌握這些關(guān)鍵點(diǎn)的狀況，通過掌握關(guān)鍵點(diǎn)的性能參數(shù)，分析判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，掌握設(shè)備的劣化趨勢，為設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)或狀態(tài)維護(hù)形成科學(xué)合理的檢修項(xiàng)目計(jì)劃[2]。

4 結(jié)論

簡要地介紹和總結(jié)了一些常見的帶鋼頭部堆鋼現(xiàn)象和原因；總結(jié)了生產(chǎn)實(shí)際中堆鋼事故的形式；提出了降低電氣元件故障率、防止帶鋼頭部被卡阻和加強(qiáng)設(shè)備精度管理等預(yù)防措施。還需要我們不斷地學(xué)習(xí)，努力提高技術(shù)水平找出原因并采取相應(yīng)的措施。實(shí)際效果良好。