去毛刺機飛錘異常損壞原因與預防措施

徐彥陽

摘 要 通過對去毛刺機近2年以來更換飛錘情況以及下工序反饋由于飛錘問題導致毛刺去不干凈的記錄，對飛錘異常損壞進行原因分析，確定了飛錘異常損壞的主要影響因素去毛刺機打冷坯、熱坯底部毛刺過多、輥道標高問題等方面，并通過對去毛刺機控制系統進行優化、對火焰切割機進行改造等方法，既保證了鑄坯的表面質量，又杜絕去毛刺機飛錘的異常損壞現象，使飛錘使用壽命延長1.5倍。

關鍵詞 異常損壞 打冷坯 毛刺過多 輥道標高

中圖分類號：TH17 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）08-0024-02

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）。

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%。

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。