熱連軋卷取機導板及弧形板優(yōu)化設計
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摘要:對熱連軋卷取機成卷質(zhì)量不穩(wěn)定、穿帶卡阻在導板交接處的現(xiàn)象進行分析，并且制定了處理方案。通過改進卷取機穿帶通道的各導板和弧形板結(jié)構，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。
關鍵詞:熱連軋;成卷質(zhì)量;卡阻;導板;弧形板
多家鋼廠反映在熱連軋生產(chǎn)過程中，時有發(fā)生帶鋼質(zhì)量不穩(wěn)定的情況，當帶鋼通過夾送輥進入卷取機卷取的過程中，存在帶鋼表面時有劃傷和偶發(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，嚴重制約生產(chǎn)效率，給鋼廠帶來經(jīng)濟損失。常見的卷取結(jié)構如圖1所示，帶鋼進入夾送輥時，通過上夾送輥壓下力，使帶鋼頭部向下彎曲，通過出口導板進入卷取機卷筒與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行軌跡，發(fā)現(xiàn)以下四個問題:(1)1號弧形板尖點位置靠近輥面，與輥面高差不足。如圖2所示，在卷取機工作時，帶鋼到達1號助卷輥后，助卷輥快速壓住帶鋼，對帶鋼頭部進行二次彎曲，帶鋼頭部在1號弧形板的引導下，向2號助卷輥運行，繼續(xù)卷取。如圖3所示，1號弧形板尖點到1號助卷輥輥面的切線距離設計為b，弧形板厚度為c，此時弧形板到助卷輥間隙為a。從帶鋼運行軌跡和工作原理分析，當設備在現(xiàn)場使用一段時間后，1號助卷輥會發(fā)生磨損，使間隙a增大，然而此時間隙已經(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號助卷輥后到達間隙時，導致帶鋼鉆進間隙的概率增大，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，導致堆鋼。(2)卷取機上導板端部設計缺少過度圓弧。如圖4所示，卷取機工作時，夾送輥出口活門、出口導板和卷取機上下導板對帶鋼共同起導向作用。然而在卷取鋼卷直徑≥2m時，模擬帶鋼運行時可能會與卷取機上導板的尖點刮蹭，導致帶鋼表面劃傷，刮蹭接觸點見圖中標記“X”處。(3)夾送輥出口活門關閉時與出料輥間隔距離大。當帶鋼通過夾送輥向下一臺卷取機運送鋼卷時，出口活門關閉本臺卷取機通道，引導帶鋼送往下一臺卷取機。然而模擬帶鋼運行軌跡發(fā)現(xiàn)當出口活門關閉時，與出料輥距離δ過大，導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。若考慮此時為薄帶鋼或超薄帶鋼，則會出現(xiàn)帶頭上翹，飛飄的現(xiàn)象。(4)卷取機2號弧形板積水。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，卷取機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記的“Y”處。在卷取穿帶過程中，當帶頭通過2號弧形板時，導致積水跟隨帶鋼卷取進入帶鋼夾層，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號弧形板尖點距離1號助卷輥切線的距離b適當增大，使卷取時帶鋼頭部與1號弧形板的接觸點位置下移，遠離間隙a，同時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，更有利于應對厚規(guī)格帶鋼的沖擊和引導帶鋼通過，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)化將卷取機上導板的尖點倒圓，避免帶鋼運行時與尖點刮蹭，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為活動段和固定段兩段式交叉過渡結(jié)構，消除了出口活門與出料輥間的間隙，更好地為帶鋼導向，確保薄規(guī)格帶鋼頭部持續(xù)有導板支撐，不會改變運行方向，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，飛飄現(xiàn)象得到控制，帶鋼運行軌跡幾乎水平。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30mm的排水孔，同時將孔的上表面倒圓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、研究設備結(jié)構、模擬帶鋼運行軌跡以及優(yōu)化方案現(xiàn)場檢驗，改進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目上推廣應用。
參考文獻
［1］王瑛，丁正．熱軋卷取機帶鋼頭部堆鋼現(xiàn)象分析［J］．冶金設備，2019(2):64－66．
［2］唐荻，楊曉臻，苗潤濤，等．熱軋超薄帶生產(chǎn)的若干問題分析［J］．軋鋼，2001(5):34－37．
作者：肖雅文 何奕平 單位：二重( 德陽) 重型裝備有限公司