基于Ф25mm螺紋鋼提速后的小棒冷床系統改造實踐

可明輝

（中國寶武武鋼集團鄂城鋼鐵公司軋材廠，湖北 武漢 430000）

目前國內高速棒材軋制已成為市場發展主要趨勢。鄂鋼公司軋材廠棒二車間為提高產量，在現有基礎上進行小規模提速改造，同時相關設備進行同步改造。

鄂鋼棒二車間螺紋鋼產品規格為Φ20mm—Φ40mm螺紋及圓鋼，其中Φ20mm、Φ22mm螺紋采用兩切分軋制，其余采用單線軋制。軋制Φ25mm螺紋鋼要提高產量，其中措施之一是設備提速，成品速度提高的同時必須提高倍尺剪剪切精度及成品上冷床時冷床裙板動作的穩定性，防止成品上冷床時沖跑鋼。

軋材廠棒二車間小棒冷床（90m*12m）為單裙板制動結構型式，制動裙板動作頻繁，不同規格的產品不僅要求制動裙板中、高、低三個工作位置準確，且要求在這三個位置停留的時間及位置精確。

1 存在問題

棒二車間在軋制小規格Φ25mm螺紋鋼（特別是線速度在12.5m/s以上）時，冷床裙板中位不穩定，中位停留位置浮動范圍有20mm左右。有時活動裙板中位位置低，鋼頭從活動裙板上飛出；有時活動裙板中位位置高，部分成品鋼材未到卸鋼位置提前卸鋼；有時裙板低位不動作，成品直接沖出冷床，導致鋼沖籠子；正是因為冷床經常出現成品栽頭、拖尾、裙板動作異常等現象，導致冷床裙板跑鋼，床面亂鋼、彎鋼，嚴重影響生產。存在的主要問題表現在倍尺剪剪切精度不高、冷床裙板閥臺速度穩定性及裙板動作的中位位置穩定精度不夠、冷床裙板之間高度差不在標準范圍內，導致裙板卸鋼不穩定、活動裙板中位位置電氣控制精度不夠，經常出現低位不動作現象等幾個方面。

2 解決措施及分析過程

2.1 提高倍尺剪剪切精度，保證成品鋼材在倍尺剪剪切后頭部平直，不因剪切后頭部彎曲撞擊冷床上鋼輥道而導致跑鋼

①通過技術分析及現場觀察，當倍尺剪剪刃水平速度小于成品鋼材速度時，會導致成品頭部剪切彎曲進而可能堵鋼，當倍尺剪剪刃水平速度大于成品鋼材速度時，會導致成品尾部剪切彎曲，目前對倍尺剪剪切速度超前系數設定范圍為0.06—0.19，通過調整超前系數，基本可使剪刃速度與成品速度匹配，但是調整超前系數的同時經常出現成品頭部稍稍彎曲的現象，同樣會造成成品上冷床后沖鋼。②通過對倍尺剪剪刃厚度進行研究并結合實際剪切情況，將剪刃厚度由5mm改為3mm，減小剪刃剪切時對成品的阻礙作用，剪切后成品頭部平直，達到剪切效果。

2.2 冷床液壓系統流量核算（軋制Φ25mm螺紋鋼）

該液壓系統（控制90m小車7臺Φ100/Φ56*270油缸及裙板9臺Φ63/Φ45*120油缸）由4臺柱塞泵（型號：A4VS0125DR/30RPPB13N00，3用1備）和6臺蓄能器（單個容積40L）提供油源及動力。16臺液壓缸（9臺Φ63/Φ45*120,7臺Φ100/Φ56*270）根據油缸動作速度計算瞬時需要最大流量為748 L/min，3臺柱塞泵輸出總流量Q=540L/min， 6臺蓄能器容積240L，蓄能器作為液壓系統動力源補充排出瞬時的流量遠遠大于240L/min，所以系統瞬時最大流量大于540+240=780L/min，通過核算，該液壓系統泵站總流量滿足使用要求。

2.3 冷床裙板液壓系統及閥臺控制閥研究改進，增加系統的速度穩定性

圖1 冷床裙板動作液壓系統原理圖

通過對該系統原理圖進行分析及現場實際使用情況，改進措施如下：

圖2 制動裙板閥臺原理圖

（1）為減少液壓系統壓力波動對裙板動作的影響，站內6臺蓄能器全部投入使用；為增加液壓系統對裙板動作的反應速度，減少反應時間，6臺蓄能器氮氣壓力由8Mpa提升到9Mpa 。

（2）裙板4#、5#閥臺節流調速閥現為進口（進油）節流調速，改為出口（回油）節流調速，增加系統的速度穩定性。

2.4 冷床裙板閥臺液壓換向閥中位機能型式改進，增加裙板動作的中位位置穩定精度

裙板閥臺液壓換向閥現為6通徑O型中位機能，無法保證裙板動作的中位位置穩定精度，將換向閥改為6通徑Y型中位機能+液壓鎖，可提高裙板動作的中位位置穩定精度，如上圖所示。

2.5 冷床裙板高度調整，使活動裙板之間高度誤差控制在標準范圍內，固定裙板之間高度誤差控制也在標準范圍內，增加裙板卸鋼穩定性

圖3 制動裙板機械裝配圖

冷床制動裙板機械裝配圖如下，軋材廠棒二車間冷床上鋼輥道全長約145m，制動裙板145套通過同步軸聯接在一起實現整體聯動，通過序號3液壓缸帶動序號2調整裝置（拉桿裝配）來實現序號6制動裙板的上、中、下三個位置的動作，裙板運行一段時間后，主軸銅套磨損、調整裝置（拉桿裝配）連接鉸鏈磨損均會導致裙板上表面不在一個水平面內，通過維護檢修來保證設備精度（90m冷床裙板調整后全長高度差須控制在5mm以內，相鄰兩塊裙板高度差不大于2mm），從而保證裙板高度差控制在標準范圍內，保證裙板卸鋼穩定。

（1）檢測并調整活動裙板中位高度在55mm--60mm范圍內，相鄰活動裙板高度差不大于2㎜，同一塊活動裙板與傳動主軸的平行度誤差不大于2㎜；

（2）調整活動裙板的高位高度高于固定裙板5mm—8mm,低位低于輥面3mm—5mm；

（3）保證小棒地輥正常運行并且輥面的徑向跳動不能超過0.5 mm；

2.6 活動裙板中位位置精度電氣控制優化，增加裙板動作的中位位置穩定精度

（1）棒二車間冷床裙板中位控制原設計采用信號延時控制，電氣主控室CPU另外還擔任軋線控制、冷剪輸出輥道控制、軋線輸送輥道控制、倍尺剪控制等工作，當成品線速度在12.5m/s以上時，延時控制誤差較大，嚴重時達到了0.2s，裙板中位行程誤差達到20mm以上，不能滿足裙板動作要求。采用中位限位開關的控制形式代替原信號延時的控制的方式，這樣中位位置作為一個實際的參數參與了控制系統，并作為一個直接的反饋信號控制整個系統，這樣原來的位置控制由間接控制變為直接控制，由開環控制變為閉環控制。

（2）繼電器由普通接點繼電器改為固態（無觸點）繼電器，避免觸點發生粘連。

3 小結

通過改造后，鄂鋼棒二生產Φ25mm時，成品線速度可提高至12.8m/s，并且冷床制動裙板動作穩定，位置精確，達到改造效果。