熱連軋卷取機(jī)導(dǎo)板及弧形板優(yōu)化設(shè)計(jì)
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摘要:對熱連軋卷取機(jī)成卷質(zhì)量不穩(wěn)定、穿帶卡阻在導(dǎo)板交接處的現(xiàn)象進(jìn)行分析，并且制定了處理方案。通過改進(jìn)卷取機(jī)穿帶通道的各導(dǎo)板和弧形板結(jié)構(gòu)，提高了成卷質(zhì)量，消除了帶鋼劃傷和卡阻現(xiàn)象，效果顯著。
關(guān)鍵詞:熱連軋;成卷質(zhì)量;卡阻;導(dǎo)板;弧形板
多家鋼廠反映在熱連軋生產(chǎn)過程中，時(shí)有發(fā)生帶鋼質(zhì)量不穩(wěn)定的情況，當(dāng)帶鋼通過夾送輥進(jìn)入卷取機(jī)卷取的過程中，存在帶鋼表面時(shí)有劃傷和偶發(fā)帶頭折疊，甚至堆鋼的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象造成了成材率和合格率的降低，嚴(yán)重制約生產(chǎn)效率，給鋼廠帶來經(jīng)濟(jì)損失。常見的卷取結(jié)構(gòu)如圖1所示，帶鋼進(jìn)入夾送輥時(shí)，通過上夾送輥壓下力，使帶鋼頭部向下彎曲，通過出口導(dǎo)板進(jìn)入卷取機(jī)卷筒與1、2、3號助卷輥之間的縫隙，緊繞在卷筒上，待卷3～5圈后，建立穩(wěn)定張力，直至卷取結(jié)束。
1原因分析
根據(jù)采集帶鋼質(zhì)量問題的特征，模擬不同卷取階段帶鋼的運(yùn)行軌跡，發(fā)現(xiàn)以下四個(gè)問題:(1)1號弧形板尖點(diǎn)位置靠近輥面，與輥面高差不足。如圖2所示，在卷取機(jī)工作時(shí)，帶鋼到達(dá)1號助卷輥后，助卷輥快速壓住帶鋼，對帶鋼頭部進(jìn)行二次彎曲，帶鋼頭部在1號弧形板的引導(dǎo)下，向2號助卷輥運(yùn)行，繼續(xù)卷取。如圖3所示，1號弧形板尖點(diǎn)到1號助卷輥輥面的切線距離設(shè)計(jì)為b，弧形板厚度為c，此時(shí)弧形板到助卷輥間隙為a。從帶鋼運(yùn)行軌跡和工作原理分析，當(dāng)設(shè)備在現(xiàn)場使用一段時(shí)間后，1號助卷輥會(huì)發(fā)生磨損，使間隙a增大，然而此時(shí)間隙已經(jīng)大于最小帶鋼卷取厚度1．2mm。若考慮帶鋼有翹頭，帶鋼通過1號助卷輥后到達(dá)間隙時(shí)，導(dǎo)致帶鋼鉆進(jìn)間隙的概率增大，可能產(chǎn)生鋼卷帶頭折疊，影響成卷質(zhì)量，甚至發(fā)生帶鋼纏繞助卷輥，導(dǎo)致堆鋼。(2)卷取機(jī)上導(dǎo)板端部設(shè)計(jì)缺少過度圓弧。如圖4所示，卷取機(jī)工作時(shí)，夾送輥出口活門、出口導(dǎo)板和卷取機(jī)上下導(dǎo)板對帶鋼共同起導(dǎo)向作用。然而在卷取鋼卷直徑≥2m時(shí)，模擬帶鋼運(yùn)行時(shí)可能會(huì)與卷取機(jī)上導(dǎo)板的尖點(diǎn)刮蹭，導(dǎo)致帶鋼表面劃傷，刮蹭接觸點(diǎn)見圖中標(biāo)記“X”處。(3)夾送輥出口活門關(guān)閉時(shí)與出料輥間隔距離大。當(dāng)帶鋼通過夾送輥向下一臺(tái)卷取機(jī)運(yùn)送鋼卷時(shí)，出口活門關(guān)閉本臺(tái)卷取機(jī)通道，引導(dǎo)帶鋼送往下一臺(tái)卷取機(jī)。然而模擬帶鋼運(yùn)行軌跡發(fā)現(xiàn)當(dāng)出口活門關(guān)閉時(shí)，與出料輥距離δ過大，導(dǎo)致帶鋼通過出口活門后，存在直接撞擊出料輥輥面后彈起的現(xiàn)象，如圖5所示。若考慮此時(shí)為薄帶鋼或超薄帶鋼，則會(huì)出現(xiàn)帶頭上翹，飛飄的現(xiàn)象。(4)卷取機(jī)2號弧形板積水。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，卷取機(jī)2號弧形板存在弧形面冷卻水存積的問題，如圖6所示，未排出的積水存積在圖中標(biāo)記的“Y”處。在卷取穿帶過程中，當(dāng)帶頭通過2號弧形板時(shí)，導(dǎo)致積水跟隨帶鋼卷取進(jìn)入帶鋼夾層，冷卻后在帶卷表面形成水印，影響帶鋼表面質(zhì)量。
2優(yōu)化方案
如圖7所示，根據(jù)之前的分析，本次優(yōu)化將1號弧形板尖點(diǎn)距離1號助卷輥切線的距離b適當(dāng)增大，使卷取時(shí)帶鋼頭部與1號弧形板的接觸點(diǎn)位置下移，遠(yuǎn)離間隙a，同時(shí)使弧形板與助卷輥之間的間隙a減小，使其在1號助卷輥磨損后仍小于或接近最薄帶鋼厚度;另外，本次優(yōu)化將弧形板厚度c增大，更有利于應(yīng)對厚規(guī)格帶鋼的沖擊和引導(dǎo)帶鋼通過，提高了弧形板的使用壽命。如圖8所示，根據(jù)之前的分析，本次優(yōu)化將卷取機(jī)上導(dǎo)板的尖點(diǎn)倒圓，避免帶鋼運(yùn)行時(shí)與尖點(diǎn)刮蹭，大大降低了帶鋼劃傷的情況和卡阻的概率，提高了鋼卷表面質(zhì)量。如圖9所示，本次優(yōu)化將夾送輥出口活門改進(jìn)為活動(dòng)段和固定段兩段式交叉過渡結(jié)構(gòu)，消除了出口活門與出料輥間的間隙，更好地為帶鋼導(dǎo)向，確保薄規(guī)格帶鋼頭部持續(xù)有導(dǎo)板支撐，不會(huì)改變運(yùn)行方向，減小帶鋼頭部與出料輥輥面的沖擊，優(yōu)化后，帶鋼頭部通過時(shí)，飛飄現(xiàn)象得到控制，帶鋼運(yùn)行軌跡幾乎水平。如圖10所示，根據(jù)之前的分析，本次優(yōu)化將2號弧形板加工成多個(gè)30mm的排水孔，同時(shí)將孔的上表面倒圓R10，避免劃傷帶鋼。優(yōu)化后的2號弧形板，消除了弧形板冷卻水不能完全排出的現(xiàn)象，避免積水進(jìn)入帶鋼夾層，提高了鋼卷表面質(zhì)量。
3結(jié)論
通過對鋼廠帶鋼質(zhì)量不穩(wěn)定的問題分析、研究設(shè)備結(jié)構(gòu)、模擬帶鋼運(yùn)行軌跡以及優(yōu)化方案現(xiàn)場檢驗(yàn)，改進(jìn)后的方案有效提高了鋼卷表面質(zhì)量，明顯降低帶鋼表面劃傷的現(xiàn)象，基本消除帶鋼頭部折疊和帶鋼堆鋼的情況，值得在新建或技改的熱軋項(xiàng)目上推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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作者：肖雅文 何奕平 單位：二重( 德陽) 重型裝備有限公司