冷擺剪定尺精度分析及控制措施

蔡 錚，王文健，孔慶焜

(西林鋼鐵集團有限公司，黑龍江 伊春 153025)

冷擺剪是棒材生產(chǎn)線上精整區(qū)域重要的剪切設(shè)備，它的功能是將冷床上矯直、冷卻、齊頭后成排的倍尺棒材在運動狀態(tài)下，剪切成用戶需要的定尺棒材。它主要由兩個動作來完成對棒材的剪切。(1)擺動動作:當(dāng)輥道上運動的棒材到達定尺尺寸時，擺動電機通過擺動減速機帶動剪體沿棒材運動方向擺動，使冷擺剪在剪切時與被剪切的成品棒材沿其運動方向保持同步，保證剪切精度。(2)剪切動作:當(dāng)剪體擺動的線速度與棒材運動的速度相同時，主電機通過減速機、剪體曲軸帶動上、下剪刃完成剪切。冷擺剪可以對輥道上運動的棒材進行連續(xù)剪切，因此它具有切鋼速度快、精度高的特點。目前，隨著棒材生產(chǎn)線年產(chǎn)量的逐漸加大，冷擺剪在生產(chǎn)中的應(yīng)用也日漸廣泛。

在擺剪前依次布置磁力輥、測速輥、磁性鏈4段輥道。磁性鏈位于測速輥和擺剪前，能夠牢固吸附棒材，防止棒材在剪切過程中與輥道產(chǎn)生滑移。測速輥為電磁輥，位于擺剪前，通過測速輥電機后，編碼器為棒材行走速度計數(shù)測長，實現(xiàn)棒材的定尺剪切。下壓輥位于測速輥側(cè)上方，能夠降低棒材行走過程中產(chǎn)生的彈跳對擺剪正常剪切的影響。

1 故障原因分析

為保證100萬t生產(chǎn)線達產(chǎn)達效，購入了450t加強型冷擺剪。生產(chǎn)初期，因冷擺剪剪切精度不夠，甚至被迫放開了定尺長度標(biāo)準(zhǔn)，為保證軋材定尺長度符合國標(biāo)要求，棒材三線提高冷擺剪剪切精度項目立項，采取如下措施:通過切分軋制線差控制，保證鋼材倍尺長度穩(wěn)定;通過控制鋼材頭尾彎曲度，保證順利切頭切尾;通過齊頭效果控制，減少短尺材產(chǎn)生;針對不同規(guī)格，冷擺剪采用不同的控制參數(shù)，并根據(jù)實際情況實時調(diào)整;采取措施，保證鋼材不打縷，不跑偏，減少切彎頭造成的定尺不齊。

剪前4段輥道速度、磁性鏈速度、磁性鏈磁力、入口下壓輥高度、剪后輥道速度每個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都將影響正常生產(chǎn)，各環(huán)節(jié)速度不匹配也會影響定尺率。在西林鋼鐵集團軋鋼總廠棒材三段冷擺剪初期投入試用階段生產(chǎn)過程中多次發(fā)生過上述環(huán)節(jié)出現(xiàn)的故障，影響生產(chǎn)順行。根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)廠家在安裝及調(diào)試中逐步確定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并且結(jié)合西鋼棒材三段生產(chǎn)過程中自身經(jīng)驗得出下述結(jié)論。

冷擺剪剪切定尺不準(zhǔn)的主要現(xiàn)象表現(xiàn)為棒材切斜、剪切后長短不齊、末剪定尺不準(zhǔn)、每一剪定尺都不準(zhǔn)。

1.1 棒材切斜

(1)剪前磁性鏈安裝精度不符合技術(shù)要求，剪切運動方向與待剪切軋件不平行，磁性鏈上磁板相對剪刃平行度超差造成棒材行走跑偏。

(2)磁板兩側(cè)鏈條調(diào)整不當(dāng)，長時間使用造成兩側(cè)鏈條節(jié)距長度變化不同，影響磁板上棒材行走的線速度。

1.2 剪切后長短不齊

(1)磁板磁力強度不夠，棒材不能牢固地吸附在上面，造成棒材在行走中產(chǎn)生振動和滑移，影響正常剪切。

(2)剪前下壓輥調(diào)整不合適，棒材彈跳大，影響剪切效果。

(3)磁鏈運轉(zhuǎn)不靈活有卡阻，使用中造成電機跳電不能連續(xù)剪切。

1.3 末剪定尺不準(zhǔn)

輥道與磁性鏈線速度不一致，在最后一剪由于倍尺棒材長短不同，一部分鋼脫離磁性鏈，依靠磁力輥推動前進造成了末剪定尺不準(zhǔn)。剪后輥道線速度與磁性鏈線速度不匹配也會造成末剪定尺不準(zhǔn)。

1.4 每一剪定尺都不準(zhǔn)

(1)測速輥磨損嚴(yán)重或變形影響測速輥電機編碼器計數(shù)的準(zhǔn)確性。

(2)現(xiàn)場傳感器故障造成計算機采集“虛假”信號。

(3)測速輥編碼器損壞輸出波形失真。

2 解決故障的辦法

2.1 棒材切斜

(1)保證磁性鏈安裝過程中的標(biāo)高、水平、中心線的技術(shù)要求。磁板標(biāo)高應(yīng)與冷床出口輥道一致，誤差不超過±2mm。磁板相對剪刃平行度應(yīng)以磁板兩端距下剪刃之差不超過±2mm為宜。

(2)磁性鏈在使用過程中，保證4個緊輪中南北兩側(cè)相對應(yīng)的兩個鏈輪高低一致且發(fā)揮其作用，鏈條彈跳不超過8mm、不低于2mm。

2.2 剪切長短不齊

(1)保證磁板磁力強度不低于5 000GS。

(2)調(diào)整剪前下壓輥高度，確保下壓輥表面與棒材上表面距離為4～7mm。

(3)磁性鏈安裝前與減速機連接聯(lián)軸器同軸度不大于0.15ram(測量四點)，端面平行度不大于0.2mm(測量四點)，先手動盤車，感覺靈活、無卡阻后在線進行試運轉(zhuǎn)，電機電流不超8A，波動范圍不大于±1A，調(diào)整磁性鏈磁板水平度，沿鋼材運動方向不大于0.5 mm/m(測量四點)，沿垂直于鋼材運動方向不大于0.2mm/m(測量四點)。

2.3 末剪定尺不準(zhǔn)

調(diào)整磁性鏈與剪后輥道速度及冷擺剪擺動速度使之匹配。主要措施是通過改變剪后輥道線速度校驗棒材行走速度與磁性鏈線速度的一致性?；蚋淖兛刂瞥绦蛑写判枣湝p速機設(shè)定的速比參數(shù)來改變磁性鏈的運行線速度。降低因磁性鏈與輥道速度不同造成末剪定尺不準(zhǔn)現(xiàn)象，同時通過計算使冷擺剪剪擺線速度與鋼材運行線速度保持一致。

2.4 每一剪定尺都不準(zhǔn)

(1)剪前測速輥上表面應(yīng)與棒層完全接觸大致高度應(yīng)超過下剪刃5、6mm且與磁板上表面基本保持水平。在磁力輥安裝過程中應(yīng)保證其水平度，沿垂直于棒材運動方向不大于0.1 mm/m(測量兩點)，輥面無突起，局部磨損不超1.5mm，碳刷接觸良好，電壓穩(wěn)定，電機電流波動不能過大。

(2)檢查現(xiàn)場接近開關(guān)、光柵是否正常工作。

3 結(jié)語

根據(jù)不同故障原因采取針對性解決方案后，棒材切斜、長短不齊、末剪定尺不準(zhǔn)、每一剪定尺都不準(zhǔn)等現(xiàn)象很少發(fā)生，提高了成材率，熱停時間大幅度降低。

通過兩年來的實踐表明，定尺冷擺剪由最初平均每班影響20min減少到每班熱停機時間接近為0，故障事故率非常低，定尺精度由波動較大到±3毫米，操作快捷、準(zhǔn)確。提高了設(shè)備作業(yè)率，提高了成品材定尺精度及質(zhì)量，獲得了可觀的經(jīng)濟效益，達到了預(yù)期目的。

［1］王澤宇，左曉蓮.擺剪定尺的研究，承德華泰工程設(shè)計，2006.

［2］王東來，劉沙.北京京誠瑞達電氣工程設(shè)計.

［3］李春江，趙曉東.機械傳動［M］.北京，冶金工業(yè)出版社，2006，125 －162.