板坯連鑄機去毛刺機典型故障分析與處理

廖禮福

【摘 要】板坯去毛刺機是連鑄機工藝中重要的組成部分，它直接影響鑄坯的成材率、板卷的質量，去毛刺率是保障鑄坯收得率和板卷質量的重要指標。影響去毛刺率的主要因素有刀片銳鈍程度、每個刀桿的靈活度、刀尖的吃刀角度、毛刺殘渣對設備的損害等。針對影響毛刺率的因素，可以采取周期修復、冷卻吹掃、調整機械間隙確保吃刀角度過大等措施，提高設備的穩定性，從而提高去毛刺率。

【關鍵詞】毛刺機;去毛刺率;刀片;冷卻;吹掃;角度

【中圖分類號】TF341.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）04-0113-02

0 引言

三鋼板坯連鑄機采用火焰切割機設備，根據不同定尺需要將鑄坯切割分段，以滿足軋制需要。切割中的能源介質采用煤氣和氧氣，將其配比混合燃燒釋放大量的熱量，根據不同的鋼種和斷面配比煤氣和氧氣壓力、流量。對鑄坯局部進行加熱燃燒，切割氧氣的沖擊力向下排出熔渣，從而形成割縫，分離鑄坯。熔渣的主要成分是鐵的氧化物，熔渣大部分被氣流帶入渣盤內，但仍有一部分殘留物會黏結在鑄坯下表面的切縫邊緣，該部分稱為毛刺。毛刺含有氧化渣的成分，在軋制過程中會嚴重影響板卷的表面質量。如果要保證板卷質量和板坯收得率，則必須去除毛刺。

三鋼板坯連鑄機有一次火切機和二次火切機，因此就分配有一次毛刺機和二次毛刺機。二者毛刺機的主體設備和工作原理相同，由于二切是將一切切割后的鑄坯再次進行定尺切割，二切后的鑄坯定尺更短，重量更輕，且鑄坯溫度也較低，產生的毛刺的黏結力更強。因此，二切毛刺機需要配置擺臂助推裝置，以增加去毛刺的切削力。

1 去毛刺機的結構和工作原理

1.1 設備結構

去毛刺機主要包括固定體裝配、活動體裝配、升降裝置、定位裝置、鋸動裝置、翻轉裝置、擺臂裝置、電氣控制系統等。其中，毛刺機各部分動作能源來自液壓系統。毛刺輥裝配示意圖如圖1所示;液壓控制系統如圖2所示。

1.2 工作原理

該鋸齒形去毛刺機是通過安裝在活動機體上的數把鋸齒形刮刀，在橫梁箱體上升時，由液壓馬達提供鋸動力，對板坯的端面下部毛刺進行去除，同時在刮刀與板坯端部脫離瞬間，由安裝在刀座下部的壓縮彈簧的彈力釋放，對板坯端面的殘留毛刺進一步去除，達到對板坯整體去毛刺的效果。

去毛刺的切削力主要是由輥道摩擦力和助推推力組成。即，F（切削力）=F（摩擦力）+F（助推力）;F（摩擦力）=μ×FN=μ×mg。其中：μ為摩擦系數，m為鑄坯重量。F（助推力）=P×A。其中：P為油缸內腔壓力，A為油缸活塞受壓面積。

1.3 去毛刺機工作流程

（1）去鑄坯頭部毛刺。如圖3所示，鑄坯沿著連鑄輸出輥道方向移動，當鑄坯頭部經過光電管①時，控制系統接到該信號時并輸出命令，輥道開始減速;鑄坯繼續沿輥道前進，當鑄坯頭部經過光電管②時，控制系統再次接到信號，輥道減速至低速。

當鑄坯頭部到達光電管③時，輥道停止，以設定的去毛刺速度反轉，同時助推擺臂在前上位開始動作并與鑄坯端面接觸，與輥道共同作用使鑄坯反向運行，升降液壓缸帶動橫梁箱體上升，上限位接近開關b得電，鋸齒形刮刀與鑄坯下表面接觸，并刀座彈簧被壓縮，活動機體在液壓馬達驅動下開始橫向鋸動，當刮刀接觸到毛刺時，毛刺被鋸切和去除，當鑄坯脫離板坯端面瞬間，刮刀下部被壓縮彈簧彈性釋放，以便對殘留鑄坯端面的毛刺予以進一步去除。

鑄坯繼續后退至光電管②時，橫梁箱體下降并翻轉90°，將落在刮刀表面的毛刺和氧化皮傾倒入毛刺機下部的料斗中，翻轉接近開關d得電時，橫梁箱體立即回轉90°，接近開關c得電，使設備處于準備狀態，同時輥道停止，助推擺臂停留在后上位，輥道轉為高速正轉，鑄坯繼續前進。

（2）去鑄坯尾部毛刺。如圖3所示，當鑄坯尾部通過光電管①時，輥道開始減速，當鑄坯尾部通過光電管②時，輥道速度降至設定的去毛刺速度，同時助推擺臂在后上位開始動作，隨后與鑄坯端面接觸，與輥道共同作用使鑄坯正向運行。升降液壓缸帶動橫梁箱體上升，上限位接近開關b得電，鋸齒形刮刀與板坯下表面接觸，并刀座彈簧被壓縮，活動機體在液壓馬達驅動下開始橫向鋸動，當刮刀接觸到毛刺時，毛刺被鋸切和去除，當鑄坯脫離板坯端面瞬間，刮刀下部被壓縮彈簧彈性釋放，以便對殘留鑄坯端面的毛刺予以進一步去除。

當鑄坯尾部通過光電管③時，橫梁箱體下降并翻轉90°，將落在刮刀表面的毛刺和氧化皮傾倒入毛刺機下部的料斗中，此時接近開關c得電，然后立即回轉90°，使設備處于準備狀態，同時助推擺臂停留在前上位，輥道恢復高速，鑄坯繼續前進。

至此一塊鑄坯的去毛刺周期完成，去毛刺機處于準備狀態，等待下一個工作周期。

2 去毛刺機故障分析與處理

2.1 機械故障

2.1.1 毛刺去不動

（1）毛刺去不動的主要原因是輥道摩擦力和助推力的合力小于毛刺所需的切削力。其中，輥道摩擦力是與鑄坯接觸的輥道轉動摩擦力的合力。故障原因主要有以下幾點：①輥道跳電輥子不轉動，轉動摩擦力的合力變小。②輥面標高跑位，輥子與鑄坯底面不接觸，轉動摩擦力合力變小。③刀片傾斜角度過大，刀尖斜插進鑄坯底面內，造成刀片不是去毛刺而是在坯肚皮內部切削，負載力過大。④助推油缸竄缸，導致助推力不足。

（2）處理方法。針對以上故障可以采用如下方法解決：①檢查輥道驅動電機轉動情況，若發現問題，必須及時恢復異常電機。②停機檢修輥面重新標高調整，去毛刺輥道標高誤差應小于1 mm。③調整刀片活動體導向間隙;檢查內部導向軸承、支撐滾輪等;檢查刀桿支撐導套磨損程度;調整毛刺輥固定支撐間隙。④更換油缸。

2.1.2 刮刀上下動作不靈活

出現這種現象的原因是相鄰之間的刮刀有渣進入而卡住，使刮刀動作不靈活。還有可能是壓縮彈簧使用時間過長，導致其復位能力降低。處理方法：①檢查吹渣裝置和氣路;檢查防渣板的密封性。②更換失效的彈簧。

2.1.3 刮刀刀尖鈍化

{1}刀片使用壽命過長會出現刀尖磨損鈍化，無法正常吃到毛刺內，會造成毛刺滑過刀片或是毛刺去不干凈，鑄坯底部會有不同程度和部位的掛刺現象。{2}處理方法：更換刀片。

2.1.4 翻轉機械限位脫落

翻轉機械限位是確保刮刀垂直上下動作的最后一道保障，翻轉機械限位脫落會造成翻轉過頭，一旦翻轉過頭就會造成翻轉油缸齒輪齒條斷裂、垂直定位銷斷裂、間隙調整裝置破損等故障。處理方法：加固機械限位的支撐，原有的設計是在支座上焊接機械限位塊，現改為與支座聯體并加固焊接支撐。

2.2 電氣故障

2.2.1 輥道電機頻繁跳電

電機跳電常見的原因有機械負載過大、電機內部阻值變化、電機缺相、線路對地異常等。處理方法：①排除機械負載。②測量三相線路。③更換電機。

2.2.2 光電、限位異常

鑄坯位檢測到光電管異常，有閃爍或放射點接收不到。毛刺輥動作的諸多限位：升降、翻轉、擺臂等出現檢測異常，一個去毛刺的周期是一個閉環控制，任何一個點位的異常都會造成毛刺機無法自動完成一個周期的動作。處理方法：①檢測光電接點燈情況。②檢查各個動作限位、接近開關的觸點情況，發現問題應及時調整或更換。

3 結語

優化切割以減少毛刺的殘留量，減少毛刺機負載受力是前提保障。本文通過分析，得出造成板坯去毛刺效果不佳的原因，同時制定相應的措施并逐步實施，使板坯連鑄機去毛刺率大大提高，提升了板坯熱送率和板卷的合格率。

參 考 文 獻

[1]吳丙恒，李高升，高計巖.板坯去毛刺機典型故障分析與處理[C].第十七屆全國煉鋼學術會議文集，2013：670-673.

[2]張世凱.板坯去毛刺機自動控制系統[C].北京金屬學會，2010：722-724.

[3]方濤，陸道兵.去毛刺機刀頭升降不活的原因分析及措施[C].中國金屬學會，2013：595-600.

[責任編輯：陳澤琦]