鍍鋅機組生產薄規格帶鋼 出口穿帶卡鋼等問題分析與解決方案研究

畢飛，任遠程，張雷，楊富玉

（本鋼板材冷軋總廠，遼寧 本溪 117000）

本鋼冷軋總廠1#熱鍍鋅機組始建于1995年，采用曼內斯曼德馬克、斯坦因、西門子等公司的先進設備和技術，生產的有鋅花鍍鋅板主要用于建筑、室內裝飾及家電等行業。從設計生產能力18萬t到可實現年產量突破35萬t，為冷軋的發展史創造了奇跡。

隨著市場需求變化，厚度為0.5mm以下有鋅花鍍鋅卷在市場大受青睞，為了滿足市場需求，1#鍍鋅機組開始向厚度為0.5mm以下產品生產。最近一個階段，在生產厚度為0.7mm以下鍍鋅卷時，帶鋼頭部（以下簡稱帶頭）在出口穿帶時經常卡鋼，或者“粘”在出口轉向夾送輥上，造成不能正常卷取鍍鋅卷，導致機組頻繁停機，產生大量降級品和廢品，帶來嚴重的經濟損失。針對這些問題，本文分析了生產薄規格帶鋼時出口穿帶出現卡鋼以及“粘”輥原因，研究對策，找到解決問題的手段，徹底解決影響穩定生產的難題。

1 故障原因分析

1.1 超設計厚度極限

1#熱鍍鋅機組生產過程中，帶鋼通過分切剪，把連續的帶鋼分成獨立的鍍鋅卷。在分切后，帶頭經過輥道臺、前導輥、出口轉向夾送輥和上下導板，插入卷取機卷筒鉗口后進行卷取。如圖1所示。

在這個送帶頭的過程中，因為各種因素的影響，很容易使帶頭不能順利進入卷筒鉗口而造成停機故障，這種現象就叫卡鋼。

1#熱鍍鋅機組原設計產品厚度為0.5～2.0mm，最薄生產厚度為0.5mm的帶鋼。目前還增加了超極限規格厚度為0.4～0.47mm的產品合同。生產這些薄規格帶鋼，在出口穿帶的過程中，由于帶鋼本身自重的原因，帶鋼會自然下垂，帶頭下彎，經常卡在EPC（帶鋼邊緣檢測裝置）檢測框架和前導輥之間，造成卡鋼。如圖1所示。

圖1 卡鋼部位示意圖

1.2 夾送輥與下導板配合間隙過大

由于設計缺陷，出口轉向夾送輥與下導板配合縫隙較大，帶頭經過出口轉向夾送輥時，帶頭卡在出口轉向夾送輥與下導板配合縫隙處，造成卡鋼。如圖1所示。

1.3 夾送輥輥面殘留防銹油

由于部分鍍鋅產品需要涂油防腐防銹處理，出口轉向夾送輥面殘留防銹油，在帶頭經過出口轉向夾送輥時，薄規格帶頭容易粘附在輥面，發生“粘”輥現象。帶頭不能順利過渡到下導板插入卷取機卷筒鉗口，無法完成正常的穿帶動作程序，導致機組停機。

2 具體改進方案

2.1 改進前導輥和下導板的結構

2.1.1 導輥改制成導板

由于薄規格帶鋼剛度低，而EPC通光部位的間隔相對較長，帶頭彈性下彎幅度大，致使帶頭穿入前托輥下方或撞擊在托輥上，而造成卡鋼故障的發生。如圖2所示。

圖2 前導輥結構示意圖

基于此問題，重新設計了前導板來代替前導輥，這樣可以在帶頭下彎曲弧度內支撐起帶頭，且消除托輥的轉動阻力，使帶頭順利通過。改進的導板結構簡圖如圖3所示。

圖3 改進的前導板結構示意圖

2.1.2 改進下導板與轉向夾送輥接觸處的結構

厚度為0.4~0.5mm的帶鋼經過轉向夾送輥時，帶頭因自重下彎幅度較大，帶頭極易卡在出口轉向夾送輥與下導板配合縫隙處。為減少投資和改動量，在不改變下導板整體結構基礎上，將下導板與出口轉向夾送輥接觸的部位改制成小平臺。如圖4所示。

圖4 改進的下導板結構示意圖

從而延長帶頭在同等下彎幅度情況下通過的距離，從而降低帶頭卡入下導板縫隙的概率。

2.2 設計增加壓縮空氣自動噴吹裝置

2.2.1 壓縮空氣噴吹裝置工作原理

由于出口轉向夾送輥面有殘留的防銹油，薄規格帶頭容易粘附在輥面而不分離，我們設計一套壓縮空氣噴吹裝置（如圖5所示），安裝在改進的前導板和出口轉向夾送輥之間，噴梁兩端接入壓縮空氣。穿帶時，通過噴梁形成與最大寬度帶鋼等寬的氣幕，噴向帶鋼，將帶鋼托起，帶頭在與出口轉向夾送輥接觸瞬間開始分離，這樣帶頭就不會粘附在夾送輥面上。

圖5 壓縮空氣噴吹裝置示意圖

整套壓縮空氣噴吹裝置由減壓閥、壓縮空氣管路、電磁換向閥、噴梁（含均壓腔、噴射腔、噴嘴）四部分組成。均壓腔和噴射腔之間由雙列20個圓孔連接，噴射腔安裝單列10個噴嘴。壓縮空氣通過噴嘴形成均勻氣幕，將帶鋼輕輕托起，使帶鋼不易粘附在轉向輥表面，帶頭浮起，順利經過轉向輥，進入下導板。如圖6所示。

圖6 噴吹裝置工作示意圖

風速的計算公式可根據伯努利方程得到。

式中，wp―風壓，kN/m2；

ρ―空氣密度，kg/m3；

v―風速，m/s.

通過（1）式可得：

從（2）式中可以得出風速與風壓的關系，同一海拔高度的空氣密度是一樣的，那么風壓大小決定了風速大小，我們可以通過調整氣源壓力來調整風速，使帶頭浮起離開轉向輥表面即可。

2.2.2 針對薄規格帶鋼實現噴吹自動控制

在1#熱鍍鋅機組出口段PLC（可編程序控制器）進行編程。根據觀察，厚度0.7mm以下帶鋼均容易出現上述問題。

根據機組二級下達帶鋼厚度數據作為基準，如果帶鋼厚度為0.7mm以上，則不啟動自動噴吹功能；若帶鋼厚度為0.7mm及以下規格，才啟動自動噴吹功能。

PLC根據機組編碼器，可以精確計算出口穿帶距離。當帶頭到達前導板和出口轉向夾送輥之間時，PLC發出指令，開啟電磁換向閥，開始自動噴吹。并根據穿帶速度，計算出帶頭剛好通過出口轉向夾送輥，穿到上導板，PLC發出指令，關閉電磁換向閥，停止自動噴吹，帶頭穩定插入卷取機卷筒鉗口后進行卷取。

3 結語

通過對1#熱鍍鋅機組出口前導輥、下導板進行改進，并增加噴吹自動控制裝置。后期經過不斷完善和優化，實際應用效果非常好，解決了生產薄規格帶鋼出口穿帶過程中卡鋼及“粘”輥問題，有效解決生產中的疑難問題，減少設備的故障次數，同時，提高了超設計規格產品的生產能力，為企業經濟效益的提升，提供了有力的保障。