去毛刺機飛錘異常損壞原因與預防措施

徐彥陽

（唐山不銹鋼有限責任公司，河北 唐山 063105）

隨著高效連鑄技術的發展，連鑄機拉速的提高，生產節奏顯著提高，鑄坯表面質量問題大幅增加，不僅影響連鑄機的正常生產，降低產量，而且還會影響設備的使用壽命，增加生產成本。基于此，唐山不銹鋼有限責任公司通過分析去毛刺機檢修的記錄數據，設計了一種去毛刺機自動辨識冷熱鑄坯的新邏輯判斷模型，降低飛錘磨損量，成功延長了去毛刺機飛錘的使用壽命。該系統準確預報并辨識了冷熱鑄坯，避免發生去毛刺機飛錘打冷坯的現象發生，使得2020 年來未發生過去毛刺機打冷坯事故。為減少去毛刺機打冷坯發生的幾率，利用新開發的去毛刺機自動辨識冷熱鑄坯系統對近2 年來的去毛刺機飛錘異常更換數據進行分析，并制定對應的預防措施。

1 去毛刺機情況簡介與生產現狀

1.1 去毛刺機情況簡介

去毛刺機是用于除去火焰切割機在切割鑄坯時，留在鑄坯首端和尾端毛刺的關鍵設備。而飛錘是去毛刺的關鍵點之一，如果飛錘磨損嚴重或受外力破碎脫落，將會導致鑄坯毛刺去不干凈，影響后續鑄坯質量。下工序反饋存在鑄坯毛刺去不干凈的情況，2019 年共發生20 次，其中由于飛錘磨損嚴重造成毛刺去不干凈占70%（飛錘未到1 個月的使用周期）。

1.2 去毛刺機工作流程

錘刀式去毛刺機的主要構成部件為：主軸電機、旋轉總成（包括半月板、飛錘、飛錘銷軸、旋轉主軸）、升降液壓缸、光電、毛刺收集斗、去毛刺機防護罩等。

去毛刺機的工作過程是由傳感器光電開關控制，當鑄坯頭部接觸到第一組光電開關時，控制系統接收信號，并提供一個輸出信號使去毛刺機主軸電機開始旋轉，旋轉方向與鑄坯的運送方向一致，為正轉。鑄坯頭部接觸到第二組光電開關時，控制系統再次接收信號，根據設定的延遲時間后，去毛刺機升降液壓缸的換向閥接收到控制信號，將旋轉總成抬起，同時鑄坯頭部進入去毛刺機，去除毛刺，經過設定的抬起時間后，主軸總成回落至原位并停止。鑄坯繼續沿著輥道向前走，當鑄坯尾部經過第一組光電開關時，光電傳遞給控制系統信號，同時控制系統提供一個輸出信號使去毛刺機主軸電機開始旋轉，旋轉方向與鑄坯傳送方向相反，為反轉。當鑄坯尾部經過第二組光電開關時，控制系統再次接收信號，經過設定的延遲時間后，去毛刺機升降液壓缸的換向閥接收到控制信號，將旋轉總成抬起，同時鑄坯的尾部進入去毛刺機，開始去除毛刺，經過設定的抬起時間后，主軸總成回落至原位并停止。此為鑄坯的去毛刺工作流程。

1.3 生產現狀

統計2019 年全年更換去毛刺機飛錘數量，飛錘月平均更換數量達到150 個（詳見表1）。

表1

1.4 數據分析

根據2019 年全年去毛刺機去毛刺效果差叫修、檢修記錄繪制了如下餅分圖，從圖1 中可以看出，飛錘磨損嚴重造成去毛刺效果差問題竟占到總數的70%。

圖1

2 影響飛錘使用壽命因素

如表2 所示，通過對八項因素進行分析確認，發現影響飛錘使用壽命的主要原因主要有以下三條：

1.鑄坯毛刺過多。

2.去毛刺機無辨識冷熱鑄坯的功能。

3.毛刺機前后輥道標高不同。

3 預防措施實施

針對3 條要因分別制定改善措施，從而提高飛錘的使用壽命。

1.針對鑄坯毛刺過多進行分析，確定火切機切割質量方面的問題。小組在現場調研與對標中發現，首鋼鑄坯毛刺厚度3mm，鑄坯割縫寬度控制在4-5mm，而我們的鑄坯毛刺厚度控制在4mm，割縫寬度，6-8mm，并存在著能源消耗高、金屬損耗高、割縫底部粘渣、割嘴易堵塞、調火困難等弊端。

根據上述調研及分析，進行了如下改造：（1）將割嘴內孔直徑由5.5mm 降低至4mm；（2）將點火裝置付置在割槍內部；（3）將燃氣壓力降低90%。

通過優化火切機割槍割嘴結構，降低割縫寬度，減少鑄坯底部毛刺量等措施，使得鑄坯割縫寬度降低至3-4mm，鑄坯底部毛刺厚度降低至2.5mm，有效提高了去毛刺機飛錘的使用壽命，減少了因毛刺過多造成的飛錘異常損壞的情況。

2.關于去毛刺機無辨識冷熱鑄坯的功能，針對現場實際的需求，小組人員進行討論：在自動模式下，實現自動控制系統對冷坯和熱坯的識別（低于500℃判定為冷坯），并將數據傳輸至PLC 程序，通過程序的判斷來控制去毛刺機的輸出。

通過開發的一種自動識別冷熱鑄坯的功能，當冷坯在經過去毛刺機時，不再通過人工進行手動停止去毛刺機，通過程序自動判定鑄坯類別，杜絕發生去毛刺機打冷坯的現象。

3.去毛刺機前后輥道標高不同：以3 號機2#轉盤輥道為基準，將去毛刺機與2#轉盤之間輥道重新打標高，保證鑄坯運行時在經過去毛刺機時，不出現頭部向下扎的現象。

通過對去毛刺機前后輥道重新打標高，使鑄坯在運行經過去毛刺機時，不再出現頭部下扎的現象，實施后，有利于減少飛錘受力過大損壞的幾率。

4 生產實施效果

1.統計2020 年10-2021 年2 月更換去毛刺機飛錘周期，更換周期由30 天延長至47.3 天。

2.直接效益如下所示：

（1）工時 費按55 元/小時計算，每次更換毛刺機檢修需6 小時，經統計，改善后每年檢修次數減少6 次，每次檢修需要6 人，年節省人工維護費：55×6×6×6=1.2 萬元。

（2）飛錘均價為330 元/件，通過制定的措施實施后，使飛錘壽命延長至原來的1.5倍，每年更換數量減少1500個，年效益為：330×（150*14-75*8）=49.5 萬元。

（3）改造工時費及光電、割槍的成本消耗總計為：12.5 萬元。

綜上所述，通過三項預防措施的實施，每年可獲得的總效益共計1.2 萬+49.5 萬 -12.5 萬=38.2 萬元。

5 結論

通過一系列預防措施的實施，不僅提升了去毛刺機飛錘的使用壽命，還減少去毛刺機檢修頻次，實現去毛刺機自動辨識冷熱鑄坯的功能，降低了職工的勞動強度、設備維護成本，并且減少鑄坯底部毛刺量以及火切機割縫寬度，提高了金屬收得率，減少了毛刺對輥道的劃傷，提高了鑄坯的質量。