帶鋼重卷機組產品質量問題的原因分析及解決措施

左玉璞

摘 ?要：針對帶鋼重卷機組中，影響產品質量的劃傷、跑偏、張力波動、表面防護失效等問題，對產生原因進行分析，并通過改善生產工藝和改進設備等手段解決了影響產品質量的問題。

關鍵詞：重卷機組;帶鋼跑偏;帶鋼劃傷;張力波動

中圖分類號：TG33 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）28-0110-02

Abstract： The cause of the problems such as scratch， strip deviation， tension fluctuation， and surface protection failure in strip steel recoiling line are analyzed， and these problems affecting the quality of product are solved by means of improving operation process and equipment.

Keywords： recoiling line; strip steel deviation; strip steel scratch; tension fluctuation

1 概述

重卷檢查機組用于對鍍鋅汽車板進行分切、切邊、分卷、在線缺陷檢查、涂油等操作，既能實現產品表面質量監控，又能靈活生產提高鍍鋅機組生產效率，是生產鍍鋅汽車板的重要組成。機組由開卷機、開頭夾送輥、矯直機、入口側導裝置、入口分切剪、穩定夾送輥、檢查站、側導裝置、糾偏輥、圓盤剪、涂油機、出口分切剪、出口側導裝置、出口夾送輥、卷取機、助卷器以及上卸卷小車等設備組成。開卷機裝有CPC對中裝置、卷取機裝有EPC邊部對齊裝置。

2 產品常見質量問題

與連續生產線不同，在重卷檢查機組的生產中，需要進行頻繁的分卷、穿帶、甩尾、卷取、上卷、卸卷等操作。同時由于檢查功能特性的要求，重卷檢查機組不能使產品產生新的質量缺陷。在實際生產中，會出現以下的質量問題：（1）帶鋼表面劃傷。因為劃痕會影響汽車板的深沖性能，高精度高質量的鍍鋅汽車板對于表面劃痕有嚴格的規定。在對帶鋼進行表面檢查操作時，需要辨別發現前序鍍鋅生產中帶鋼是否帶有表面缺陷，并及時判斷該缺陷是否因為鍍鋅生產設備問題而產生，進而及時糾正前序生產，排除缺陷，避免導致產生大量廢卷。（2）成品鋼卷卷形超出要求。鋼卷卷取精度應在小于3mm（不齊度）范圍內。每一卷帶鋼的最初5圈及最后3圈不齊度不超過6mm，卷的層與層之間的錯動將不超過±1mm。鋼卷打捆前，內圈和外圈不能松卷，帶尾形狀不能影響打捆。（3）切邊跑偏。重卷檢查機組設置有圓盤剪用于同時剪切帶鋼的兩邊，將板型超差區域和不規則邊部去掉，并調整產品寬度規格。機組在圓盤剪前配置有帶CPC裝置的糾偏輥，用于使帶鋼在圓盤剪剪切時對中，從而保證剪切效果。實際生產中，因為帶鋼跑偏導致兩邊剪切量不同甚至單邊脫剪，影響成品質量的情況時有發生。

3 質量問題原因分析

3.1 帶鋼表面劃傷產生的主要原因

（1）在穿帶甩尾過程中，支撐帶鋼的非金屬導板硬度過高，表面光潔度過低，平面不整齊或帶有毛刺，在與帶鋼的相對摩擦中產生劃傷。（2）襯膠托輥在穿帶甩尾過程中因為轉動阻力過大、輥面硬度過高等原因也會產生劃傷。（3）在帶鋼建張后機組運行中，帶鋼應當與導板及托輥保持足夠距離。當距離不夠時，帶鋼由于抖動接觸到導板及托輥，由于高速的相對移動也會大量產生劃傷。（4）在線帶傳動的主動輥由于速度與機組速度不匹配，與帶鋼產生了相對滑動，這樣也會產生劃傷。（5）在建張生產工程中，開卷機上的鋼卷層與層之間打滑，導致張力不斷波動，特別是檢查站內的帶鋼由于相鄰托輥距離較遠，帶鋼抖動較大與本不應接觸的導板和托輥刮擦劃傷。

3.2 成品鋼卷卷形超標的主要原因

（1）穿帶過程中，帶鋼在前進過程中跑偏過大。在建張后EPC邊部對中投入前，鋼卷內圈已經跑偏導致內圈溢出。這樣在EPC投入，鋼卷內圈與外圈也會出現偏移。（2）助卷過程中，助卷器皮帶跑偏，將助卷的帶鋼帶偏。由于助卷器上與環形皮帶接觸的輥子與卷取機卷筒形位公差超差，或是由于環形皮帶在寬度方向上周長差異過大，當超過助卷器糾偏裝置的糾偏能力時，都會導致皮帶跑偏。（3）CPC對中投入過晚。CPC對中的工作原理時不斷檢測帶鋼邊部的位置，如果當前帶鋼邊部與前一時刻帶鋼邊部位置有偏差，通過私服液壓系統驅動開卷機和糾偏輥沿帶鋼寬度方向不斷移動來糾正帶鋼偏差，從而保證卷取邊部對齊。CPC對中工作的前提條件是帶鋼建張。張力能使帶鋼拉直，從而保證EPC檢測的準確性和糾偏的有效性。在穿帶過程中，機組并沒有建立整體張力，CPC并不投入工作，僅靠三組側導裝置依次約束帶頭部分的位置在機組中心。在進入卷取機前，帶頭到開卷機卷筒之間約20米的帶鋼都缺乏約束，此段帶鋼產生偏斜影響鋼卷內圈卷形。（4）甩尾卸卷控制不當，帶尾失張跑偏。甩尾操作時，在卷取機和入口分切剪之間的帶尾容易出于自由狀態。卷取機卷取帶尾時，卷取機和出口夾送輥之間失去張力，導致EPC裝置過早退出使用。在甩尾時，卷取機壓輥和卸卷小車托輥共同壓住鋼卷防止外圈松卷。一般的，卷取機壓輥和卸卷小車托輥都是被動輥。卷取的鋼卷可能存在偏心，即靜平衡不穩。鋼卷落到卸卷小車托輥上后，可能會在托輥上旋轉，導致外圈松卷。

3.3 切邊跑偏的主要原因

（1）圓盤剪區域張力波動，帶鋼抖動。由于鋼卷錯層打滑、機組前后設備速度不匹配等原因導致的張力波動和帶鋼抖動，會影響圓盤剪的剪切效果。特別是剪切邊部寬度較小時，帶鋼抖動產生影響更加明顯。（2）圓盤剪剪刃調整不當，導致帶鋼在圓盤剪處跑偏。與連續生產線中的圓盤剪不同，重卷機組中的圓盤剪始終處于主動剪切的狀態，而不是被動拉剪。主動剪切的圓盤剪剪刃兼具剪切功能和夾送功能。由于圓盤剪剪刃位于帶鋼的兩側，相比通常的夾送輥，其調整要求更高，一般會有如下問題：a.圓盤剪兩側上下剪刃的垂直重合量不同，對于帶鋼的兩邊的加送壓力不同，會導致帶鋼向壓力更小的一側跑偏。b.圓盤剪兩側剪刃轉速有偏差，會導致帶鋼向速度較慢的一側跑偏。c.圓盤剪剪刃相對于機組中心面的夾角不適當，會導致帶鋼跑偏。對于主動剪切的圓盤剪，兩側剪刃相對機組中心面呈八字形夾角，出口側向帶鋼兩側外擴。這樣能保證帶鋼在剪切時寬度方向始終張緊。如果剪刃夾角不當，呈反八字或平行布置，帶鋼在剪切時就會跑偏。

4 改進產品質量的措施

結合問題原因分析和實際生產中的經驗總結，我們對重卷機組進行如下改進以提高產品質量。

（1）改進帶鋼的穿帶環境。修磨穿帶導板表面，使導板表面光滑，無毛刺或凸起，杜絕穿帶異常卡阻。更換聚氨酯導板為硬度適中的聚乙烯材質，同時將穿帶輔助用的導輥表面襯膠層也更換為相同材質，以避免過硬的導板、輥面劃傷帶材。針對距離較長的固定導板，在導板表面鑲嵌成組穿帶導輪。導輪上表面略微高出導板表面，同時轉動靈活，能夠有效地較少帶鋼通過導板時的滑動摩擦距離。全面檢查并調整穿帶用導輥和導輪的軸承座裝配情況，保證導輥和導輪轉動盡可能自如，減小穿帶摩擦阻力。根據帶鋼運行時的懸垂情況，適當降低帶鋼下垂低點附近導板和導輥的標高，增大間距防止帶鋼可能抖動時產生劃傷。（2）科學控制機組張力，增加帶鋼運行穩定性。重卷機組開始并沒有設置張力輥，整個機組張力有開卷機和卷取機控制產生。這種情況下開卷張力就等同于卷取張力。實際生產中，開卷張力的設定既需要考慮產品性能和規格，也需要匹配前道工序原料卷取時的卷取張力。而卷取張力的設定既需要考慮產品性能和規格，也需要根據卷取的不同階段變化。一般而言，為防止內圈松套打滑，在卷取的初始階段應當選擇較大的卷取張力保證內圈的卷取緊固，使鋼卷內圈形成“硬芯”。隨著卷取卷徑的不斷擴大，張力逐漸減小為固定值以適應產品規格的要求，保證鋼卷卷形的穩定。在機組張力不分段的情況下，開卷張力等于卷取張力，會導致卷取的初期開卷張力過大，開卷機上的鋼卷外圈在大張力作用下不斷收緊，鋼卷產生打滑，這樣會嚴重影響機組張力的穩定性。同時對于前序退火生產中鋼卷可能產生的粘連現象，也會不斷地破壞開卷的穩定性。針對上述情況，首選的辦法是增加張力控制裝置，如三輥張力輥，使開卷張力與卷取張力隔離并動態調節，同時滿足開卷和卷取不同的張力控制需求。同時為了應對來料可能的粘連狀態，需要在開卷機和開頭夾送輥之間增加一個壓輥。壓輥通過壓力控制，在帶鋼上壓出一個包角，從而改善開卷帶鋼的角度并減少帶鋼粘連所產生的抖動。（3）改進穿帶和卷取控制，改進產品卷形。穿帶過程，在帶頭經過三臺側導裝置時，會進行對中操作，對正帶頭位置。穿帶過程的跑偏出現在帶頭和開卷機之間的帶鋼，缺乏張力約束，在自由狀態下跑偏。為了控制自由狀態的帶鋼，在穿帶過程中需要采用下面兩種措施。一是控制開卷機、卷取機和之間夾送輥在穿帶時的速度匹配，保證從開卷機到卷取機線速度逐漸增加。帶頭經過每一個夾送輥后，當前夾送輥壓緊帶鋼后，當前夾送輥和開卷機之間的其余夾送輥都打開。這樣能保證帶鋼帶頭和開卷機之間的帶鋼總能保證一定的張力，處于張緊的狀態。二是帶鋼依次通過開卷機CPC、糾偏輥CPC和卷取機EPC檢測裝置后，依次將糾偏功能投入，從而保證穿帶的整體對中效果。卷取過程，分階段有不同的控制要點。在助卷階段，要注意助卷器皮帶的跑偏糾正，并保證助卷皮帶抱住卷筒后，皮帶上有足夠的張緊力，使皮帶對帶鋼產生足夠的壓緊力，保證卷取內圈卷形不偏，并且內圈足夠張緊不會松卷。在卷取階段，要避免機組張力波動，減少帶鋼抖動搖晃，避免對EPC產生影響。EPC的糾偏控制要根據機組速度進行匹配，避免補償不足或過度補償。在甩尾階段，要嚴格執行甩尾操作。當機組甩尾失去張力時，機組所有的夾送輥要壓緊，避免帶鋼松脫甩動。所有夾送輥和卷取機的線速度要按照帶鋼前進方向依次遞增進行匹配，保證卷取機和出口夾送輥之間的帶鋼始終張緊。在帶尾通過出口夾送輥之前，EPC糾偏功能需要始終投入。帶尾通過出口夾送輥前，卷取機壓輥、卸卷小車托輥要壓緊鋼卷保證鋼卷外圈不松卷。帶尾通過出口夾送輥后，要保證鋼卷上的帶尾被卸卷小車托輥壓住。卸卷小車托輥可以轉動，需要增加一個抱閘，在鋼卷重量轉移到托輥上時，抱閘抱死托輥避免鋼卷因偏心而轉動。最后鋼卷放到出口鞍座上，完成打捆。（4）保證圓盤剪處鋼卷穩定，改善圓盤剪剪切效果。作為主動剪切的圓盤剪，相比較被動圓盤剪更容易產生帶鋼跑偏兩側剪切不一致的問題。一方面要調整圓盤剪自身精度，包括圓盤剪的速度與機組速度匹配、圓盤剪的剪刃傾斜角度等。另一方面，盡管圓盤剪前設置有糾偏裝置保證帶鋼對中，圓盤剪區域帶鋼前后懸垂距離較長，容易產生抖動。在圓盤剪前后各增加一組穩定輥，在帶鋼上產生S彎曲，從而穩定帶鋼張力，避免抖動。

參考文獻：

[1]周國盈.帶鋼精整設備[M].北京：機械工業出版社，1979.

[2]王鵬，孫亞波，劉渭苗.帶鋼精整機組漸變張力助卷新技術[J].重型機械，2017（06）：12-14.

[3]李力冰.圓盤剪切邊時鋼板跑偏原因分析及解決措施[J].冶金設備，2011（4）：49-52.