1420酸軋機組酸洗段帶鋼跑偏問題的調(diào)整方法

供稿|于超超，李屹，張春杰

作者單位：首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司鍍錫板事業(yè)部，河北 唐山 066300

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首鋼京唐公司1420酸軋生產(chǎn)線是一個連續(xù)生產(chǎn)線，由于帶鋼長度較長、帶鋼板形缺陷、輥子變形等因素的影響，帶鋼在運行過程中頻繁跑偏，影響了帶鋼的質(zhì)量，嚴重時會發(fā)生斷帶停車事故，嚴重影響了生產(chǎn)線的產(chǎn)能。本文根據(jù)糾偏模式和糾偏原理，針對京唐1420酸軋生產(chǎn)線在實際生產(chǎn)中的跑偏問題，結(jié)合擠干輥的比例效應(yīng)和積分效應(yīng)的糾偏輥型公式，對跑偏問題進行了調(diào)整。對調(diào)整效果進行了分析，調(diào)整方法使1420酸軋生產(chǎn)線運行更加平穩(wěn)。

冷軋生產(chǎn)線的酸洗處理大大提高了生產(chǎn)效率，但也存在許多問題。首鋼京唐公司1420酸軋生產(chǎn)線是一個連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)線。由于帶鋼的長度較長，帶鋼的運行很難控制。雖然增加了大量的張力輥、轉(zhuǎn)向輥、在線活套等設(shè)備，但帶鋼跑偏問題仍時有發(fā)生，甚至?xí)袛嗌a(chǎn)線的正常運行[1-3]。帶鋼的跑偏嚴重限制了產(chǎn)能的提升，及時糾偏十分必要。本文根據(jù)糾偏模式和糾偏原理，針對京唐1420酸軋線在實際生產(chǎn)中極限規(guī)格1250 mm寬度的帶鋼跑偏量較大不能正常升速軋制的問題，結(jié)合擠干輥的安裝形式與積分效應(yīng)糾偏輥型式相近，對跑偏問題進行了調(diào)整，使得1420酸軋生產(chǎn)線更加平穩(wěn)運行。

糾偏系統(tǒng)

在1420酸軋生產(chǎn)線帶鋼生產(chǎn)中，全線帶鋼最長可達到數(shù)千米，由于帶鋼板形、張力、速度、軋輥輥型和安裝精度等因素的影響，帶鋼跑偏時有發(fā)生。針對帶鋼跑偏現(xiàn)象對糾偏設(shè)備調(diào)整是保證生產(chǎn)線穩(wěn)定順行的關(guān)鍵。

帶鋼發(fā)生跑偏，生產(chǎn)線需降速生產(chǎn)，會對生產(chǎn)線的產(chǎn)能造成很大的影響；如果發(fā)現(xiàn)不及時，跑偏量過大，還會造成刮鋼從而嚴重損壞設(shè)備。因此，帶鋼連續(xù)生產(chǎn)線均設(shè)計有帶鋼糾偏系統(tǒng)。

一般情況下帶鋼糾偏系統(tǒng)由帶鋼位置測量傳感器、控制器、執(zhí)行裝置、糾偏機架組成[1]。糾偏系統(tǒng)根據(jù)糾偏輥數(shù)量分為單輥糾偏和多輥糾偏。根據(jù)糾偏方式不同，糾偏輥可以分為比例效應(yīng)糾偏輥和積分效應(yīng)糾偏輥。

糾偏原理

如圖1所示，酸洗段糾偏裝置由糾偏輥1、檢測框架2和4、轉(zhuǎn)向輥3、帶鋼5組成，糾偏精度為±1 mm，糾偏輥采用P型比例調(diào)節(jié)式。糾偏原理：糾偏輥1在進帶平面上圍繞一個固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，由此將帶鋼5的出帶部分做橫向移動，經(jīng)過糾偏輥本身不能糾正進帶的偏差，但能糾正出帶的位置，使帶鋼回到預(yù)定的中心位置上來。通過在檢測框架2和4后檢測軋制過程中帶鋼邊部與標桿的距離，波動范圍在0～5 mm，其數(shù)字控制器顯示帶鋼偏差仍小于±1 mm，帶鋼高速運行時，偏差數(shù)值呈周期性變化。

圖 1 酸洗段帶鋼糾偏示意圖

比例效應(yīng)糾偏輥

比例效應(yīng)輥可以由一根輥子或多根輥子組成，其組成形式是將輥子固定在糾偏框架內(nèi)[2]，糾偏框架通過一個垂直于帶鋼平面的旋轉(zhuǎn)軸連接在固定框架上，帶鋼以一定的包角纏繞經(jīng)過輥子，通過糾偏框架的移動改變帶鋼的中心線。比例效應(yīng)糾偏輥如圖2所示。這種糾偏結(jié)構(gòu)不能改變帶鋼來料方向的跑偏問題，只能通過糾偏框架的橫向移動，改變帶鋼出口方向的中心線，保證出口方向帶鋼中心線與軋制中心線盡量重合。

比例效應(yīng)糾偏輥糾偏時，由于帶鋼運行方向與框架轉(zhuǎn)動方向呈90°，因此帶鋼的糾偏量與糾偏框架的調(diào)節(jié)距離成正比，糾偏計算公式為：

式中，C為糾偏調(diào)整量，mm；Ue為入帶和出帶的平面距離，mm；β為糾偏角。

對于比例效應(yīng)糾偏輥，當接到控制信號后，執(zhí)行機構(gòu)推動機架側(cè)向調(diào)整位移量，帶鋼隨即產(chǎn)生一定糾偏量，因此比例效應(yīng)糾偏輥動態(tài)性能好，沒有遲滯時間。對于京唐1420酸軋生產(chǎn)線的1～8號糾偏輥均采用比例效應(yīng)糾偏輥結(jié)構(gòu)，其中8號糾偏輥為精糾偏輥，其糾偏精度為±1 mm，其余的糾偏輥精度相對較低為±10 mm。

積分效應(yīng)糾偏輥

積分效應(yīng)糾偏輥的糾偏支架旋轉(zhuǎn)軸在帶鋼運行平面上旋轉(zhuǎn)，在帶鋼發(fā)生跑偏時，通過糾偏框架的旋轉(zhuǎn)，改變輥子的垂直度，通過輥子旋轉(zhuǎn)時帶鋼與輥軸之間的角度使帶鋼以螺旋線軌跡運行，從而完成帶鋼的糾偏。積分效應(yīng)糾偏輥如圖3所示。

圖 3 積分效應(yīng)糾偏輥示意圖

積分糾偏型式糾偏輥的糾偏能力與帶鋼運行速度有很大關(guān)聯(lián)，輥子旋轉(zhuǎn)一定角度α使帶鋼發(fā)生一定的偏移，因此帶鋼的偏移速度就是糾偏速度，計算方法為：

式中，Vα為帶鋼橫向糾偏速度，mm/s；Vk為糾偏速度系數(shù)，其大小與輥子表面狀態(tài)、帶鋼與輥子包角等有關(guān)，理想狀況下可取1.0；Vc為帶鋼運行速度，mm/s；α為糾偏角度。

帶鋼的橫向偏移過程可通過一階線性微分方程計算，可推導(dǎo)出積分糾偏輥調(diào)整過程的計算公式：

式中，C為糾偏調(diào)整量，mm；L為入帶自由長度，mm；t為積分調(diào)整時間，s。

積分糾偏的缺陷是：帶鋼跑偏后，糾偏輥旋轉(zhuǎn)一定角度，帶鋼自行調(diào)整至對應(yīng)位置需要一定時間。但是在一些帶鋼不能快速波動的場合卻又有著很好的應(yīng)用。例如，京唐1420酸軋6號糾偏輥就是使用的積分糾偏結(jié)構(gòu)，并在前方添加5號糾偏輥保證帶鋼達到6號糾偏輥時跑偏量不會過大，從而有利于切邊剪、碎邊剪這些關(guān)鍵設(shè)備的穩(wěn)定運行。

跑偏情況與糾偏方法

帶鋼跑偏的基本調(diào)整方法

在理想條件下，帶鋼沿著機組中心線運行，然而，輥子的制造精度和安裝誤差、輥面及軸承的磨損、軸承座松動等因素都會影響帶鋼的穩(wěn)定運行，尤其會影響板形質(zhì)量[4-7]。定期檢查輥子的安裝角度。當輥子軸線與帶鋼中心線不垂直時，即輥子發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖4所示，帶鋼從1#輥出來時沒有發(fā)生跑偏，繞進2#輥時，任取帶鋼與輥接觸面上一點m，則m點處的帶鋼的速度與2#輥的線速度必然有速度差，帶鋼有繼續(xù)沿原軌跡運動的趨勢，但是由于輥子偏轉(zhuǎn)，帶鋼和輥子之間將產(chǎn)生相對滑動。

圖 4 帶鋼與糾偏輥中心線不垂直圖

定期檢查輥子的平行度。輥子不平行會導(dǎo)致帶鋼嚴重跑偏，甚至?xí)a(chǎn)生斷帶，造成生產(chǎn)線停車。

綜上所述，帶鋼跑偏的基本調(diào)整方法是每次大修或者年修時要重新檢測糾偏系統(tǒng)輥子的安裝角度和精度，保障各輥的軸線處于平行狀態(tài)，確保糾偏系統(tǒng)精準運行。

帶鋼跑偏原有調(diào)整方法

1420酸軋生產(chǎn)線自從調(diào)試期間在酸槽內(nèi)便發(fā)生帶鋼向驅(qū)動側(cè)跑偏的情況，原有調(diào)整方法為：一是通過重新測量酸槽內(nèi)擠干輥水平度，并進行調(diào)整；二是調(diào)整3號糾偏輥糾偏量，使帶鋼在進入酸槽前帶鋼向生產(chǎn)線工作側(cè)有一定的偏移；三是調(diào)整擠干輥兩端擠干壓力將帶鋼跑偏方向驅(qū)動側(cè)的壓力調(diào)小。原有調(diào)整方法能夠?qū)т摰呐芷靠刂圃谝欢ǚ秶鷥?nèi)。

但是，隨著生產(chǎn)的運行，原有調(diào)整方法產(chǎn)生了一些不良的影響。首先，擠干輥兩側(cè)磨損情況不同，壓力大的一側(cè)磨損比較嚴重，影響使用周期；其次，由于帶鋼跑偏的存在，酸槽出口的4號張力輥在長期使用下產(chǎn)生了錐形；再次，糾偏量隨著軋制極限規(guī)格帶鋼量的增加，跑偏量不斷增大，有時帶鋼甚至跑出了4號張力輥刮蹭框架造成停車，嚴重影響了生產(chǎn)線產(chǎn)能。

酸洗段糾偏新增調(diào)整方法

針對京唐1420酸軋生產(chǎn)線在實際生產(chǎn)中極限規(guī)格1250 mm寬度的帶鋼跑偏量較大不能正常升速軋制的問題。現(xiàn)場觀察跑偏情況，并結(jié)合擠干輥的安裝形式與積分效應(yīng)糾偏輥型式相近，對跑偏問題進行了調(diào)整。

(1)將擠干輥牌坊框架改造為可通過頂絲橫向調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)過程中可以根據(jù)跑偏狀況隨時進行調(diào)整，如圖5所示。

圖 5 改造后的擠干輥框架

(2)根據(jù)跑偏情況計算擠干輥的垂直度調(diào)整量，使擠干輥存在一定的自糾偏能力，采用簡化后的積分糾偏輥計算公式(4)：

式中，K為積分糾偏系數(shù)，經(jīng)驗數(shù)值為0.65。

調(diào)整后的參數(shù)與現(xiàn)場效果

在帶鋼最大運行速度為200 m/min的情況下，通過計算對擠干輥牌坊進行調(diào)整，調(diào)整量如表1所示。

調(diào)整后，多次生產(chǎn)極限規(guī)格1310 mm寬帶，帶鋼跑偏量均能控制在要求范圍以內(nèi)，酸洗段帶鋼未再因為跑偏造成刮鋼停車或者生產(chǎn)線降速的情況。調(diào)整數(shù)據(jù)如表2所示。

表 1 擠干輥牌坊調(diào)整量

表 2 調(diào)整前后帶鋼跑偏對比

結(jié)束語

(1)將擠干輥框架改為可以通過頂絲調(diào)節(jié)的形式有利于帶鋼發(fā)生跑偏及時調(diào)整。

(2)按照積分效應(yīng)糾偏輥調(diào)整方法調(diào)整酸洗、漂洗槽內(nèi)等長距離沒有糾偏輥只有擠干輥的生產(chǎn)區(qū)域帶鋼跑偏情況是可行的。

(3)對1420酸軋生產(chǎn)線酸洗段跑偏問題提出了新的調(diào)整方法，調(diào)整后效果良好。