精品棒材生產(chǎn)線定尺剪應(yīng)用與實(shí)踐

于洋

摘要：文章介紹了棒材生產(chǎn)線的定尺剪切系統(tǒng)的主要設(shè)備及運(yùn)行原理，通過設(shè)定定尺機(jī)、冷剪設(shè)備的技術(shù)方案，不僅穩(wěn)定設(shè)備運(yùn)行，減少了故障停機(jī)時(shí)間，更提高了棒材定尺控制精度和工作效率，達(dá)到了一舉多得的工作效果，大大提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性，降低了維修成本和職工維修作業(yè)強(qiáng)度，為穩(wěn)定在線生產(chǎn)、促進(jìn)指標(biāo)提升奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：棒材生產(chǎn)線；定尺剪切系統(tǒng)；冷剪設(shè)備；連鎖；制動(dòng)器 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TG333 文章編號(hào)：1009-2374（2017）10-0077-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.038

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀概述

宣鋼精品棒材生產(chǎn)線2012年3月正式投入生產(chǎn)，該條生產(chǎn)線是目前國(guó)內(nèi)工藝技術(shù)、自動(dòng)化水平一流的生產(chǎn)線。整個(gè)生產(chǎn)線主傳動(dòng)全部采用全數(shù)字控制的交流電機(jī)。原料采用熱裝熱送、全連續(xù)高速軋制新工藝，軋制速度最高可達(dá)每秒18米。主要以生產(chǎn)螺紋鋼為主。軋制品種主要包括∮10×4、∮12×4、∮14×3、∮20×2、∮22×2、∮25、∮36、∮40八個(gè)規(guī)格，生產(chǎn)線上冷剪擔(dān)負(fù)著全部成品材的剪切任務(wù)，倍尺剪將成品材成6～15m的成品鋼。定尺機(jī)位于冷剪輸出輥道的上方，有液壓馬達(dá)帶動(dòng)其左右運(yùn)行。該生產(chǎn)線采用固定式冷剪，剪切能力1300噸，剪刃寬度1700mm。冷剪設(shè)備主要包括了冷剪主電機(jī)、制動(dòng)器風(fēng)機(jī)、離合器風(fēng)機(jī)、稀油潤(rùn)滑、干油潤(rùn)滑、入口壓輥、齊頭擋板、出口升降輥道。定尺機(jī)的作用是在確定成品的尺寸后，通過定尺及移動(dòng)來(lái)改變成品的長(zhǎng)度。在生產(chǎn)中，經(jīng)常要通過定尺機(jī)對(duì)成品材長(zhǎng)度進(jìn)行限定和調(diào)整，軋制15m、12m、9m成品材時(shí)，需要移動(dòng)定尺機(jī)來(lái)控制成品材的長(zhǎng)度。

精軋機(jī)出口棒料經(jīng)過倍尺飛剪分段剪切后通過冷床輸入輥道進(jìn)行加速，以便于拉開與下一根棒料頭部的距離，當(dāng)棒料尾部即將到達(dá)分鋼點(diǎn)位置時(shí)制動(dòng)裙板開始下降進(jìn)行分鋼，當(dāng)制動(dòng)裙板到達(dá)低位后輥道上的棒料沿著輥道斜面滑入制動(dòng)裙板里開始制動(dòng)，在下一根棒料頭部到達(dá)分鋼點(diǎn)之前制動(dòng)裙板上升至中位擋住下一根鋼，當(dāng)制動(dòng)裙板里的棒料停止運(yùn)行后制動(dòng)裙板上升至高位將棒料拋入矯直板中，制動(dòng)裙板分鋼制動(dòng)完畢。制動(dòng)裙板到達(dá)高位后冷床動(dòng)齒延時(shí)起動(dòng)，將棒料向冷床卸料側(cè)運(yùn)送一個(gè)齒距的距離。棒料由輸送至排鋼鏈，并在排鋼鏈上形成料層，新的料層形成后排鋼鏈走一大步，將料層與下一個(gè)料層分開，此后運(yùn)料小車將排鋼鏈上的料層托起，并輸送至冷床輸出輥道，冷床輸出輥道啟動(dòng)，將料層運(yùn)送至定尺擋板前進(jìn)行對(duì)齊，然后冷剪做單剪切，定尺擋板升起，冷剪后輥道運(yùn)行，將剪切完成的棒層運(yùn)送至收集區(qū)。

2 定尺機(jī)操作原理

2.1 主要操作

定尺的長(zhǎng)度設(shè)定，定尺液壓站起停，液壓站風(fēng)機(jī)起停。定尺機(jī)編碼器標(biāo)定。

2.2 就地操作

定尺機(jī)可在BM05LCB2就地操作箱進(jìn)行左右移動(dòng)，擋板升降，鎖緊松開，液壓站起停，風(fēng)機(jī)起停操作。

2.3 集中操作

集中可控制定尺機(jī)左右移動(dòng)，定尺擋板升降，鎖緊松開，定尺機(jī)自動(dòng)定位。

定尺機(jī)自動(dòng)標(biāo)定：當(dāng)定尺在最高位時(shí)，按下自動(dòng)定位按鈕，如果定尺機(jī)的位置與設(shè)定位置的偏差超過2mm，定尺機(jī)鎖緊裝置自動(dòng)松開，定尺自動(dòng)運(yùn)行至設(shè)定的長(zhǎng)度位置后，自動(dòng)停止，鎖緊裝置重新鎖緊。定尺機(jī)位置標(biāo)定：當(dāng)定尺機(jī)運(yùn)行誤差偏大時(shí)，需要對(duì)定尺機(jī)進(jìn)行重新標(biāo)定，具體步驟如下：將定尺機(jī)停在一個(gè)固定的位置，定尺擋板下降，測(cè)量出冷剪剪刃至定尺擋板的距離，把這個(gè)距離輸入到HMI，然后按下標(biāo)定按鈕。

定尺擋板自動(dòng)：定尺擋板處于低位時(shí)，將棒材運(yùn)至定尺擋板前對(duì)齊，然后按下單剪切，冷剪做完單剪切后，定尺擋板自動(dòng)上升，冷剪后輥道運(yùn)行，當(dāng)切好的倍尺離開冷剪后3#光柵后經(jīng)過延時(shí)，定尺擋板自動(dòng)下降。

3 冷剪離合器裝配

離合器用于各種機(jī)械的主從動(dòng)軸之間的結(jié)合和分離并傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。除了用于機(jī)械的起動(dòng)、停止、換向和變速之外，還可用于對(duì)機(jī)械零件的過載保護(hù)。棒材車間離合器為氣動(dòng)形式，氣壓0.6～0.9MPa，0.7MPa為最佳工作壓力，離合器工作間隙9～11mm。

（1）裝配前，清除離合器本體內(nèi)部的雜物，尤其是側(cè)壁齒內(nèi)附著的殘?jiān)?，并用角磨機(jī)修磨鋼盤內(nèi)齒、膨脹縫倒角做以及摩擦片毛邊修整，尤其是重復(fù)使用舊摩擦片時(shí)必須對(duì)外齒進(jìn)行修磨；（2）在摩擦片安裝過程中，摩擦片的散熱槽要與離合器本體散熱孔對(duì)齊達(dá)到最好的換熱效果。釋放彈簧安裝位置要避開離合器本體散熱孔，保證釋放彈簧的穩(wěn)固；（3）放入鋼片時(shí)要調(diào)整好鋼片位置，保證鋼片在離合器位置，不影響擺放釋放彈簧，同時(shí)安裝釋放要保證彈簧穩(wěn)固無(wú)歪斜；（4）離合器、制動(dòng)器在線更換后必須進(jìn)行工作間隙的測(cè)量，間隙超出范圍，必須進(jìn)行在線的調(diào)整。

4 設(shè)備運(yùn)行過程中存在的問題

4.1 冷剪存在的問題

4.1.1 壓力不足導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定。棒材線冷剪依靠氣動(dòng)離合器、制動(dòng)器的打開、閉合來(lái)實(shí)現(xiàn)工作。冷剪離合器、制動(dòng)器的工作壓力要求不低于0.65MPa，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于0.65MPa時(shí)，傳遞給離合器、制動(dòng)器的動(dòng)力源不夠，導(dǎo)致離合器、制動(dòng)器內(nèi)部摩擦增大，從而溫度過高燒毀離合器。離合器初始設(shè)計(jì)內(nèi)部摩擦片使用釋放彈簧實(shí)現(xiàn)摩擦片的釋放，但在實(shí)際的使用中釋放彈簧的往復(fù)動(dòng)作極易導(dǎo)致彈簧本身失效，當(dāng)摩擦片需要彈開釋放時(shí)，釋放彈簧不僅起不到助力的作用。冷剪離合器與制動(dòng)器正常使用所要求的壓縮空氣系統(tǒng)壓力應(yīng)在0.65～0.9MPa，由于原使用的管網(wǎng)壓縮空氣壓力低、不穩(wěn)定，頻繁造成冷剪離合器、制動(dòng)器過熱導(dǎo)致其燒損。

4.1.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢查不便。原二棒線冷剪離合器、制動(dòng)器需要將整體的防護(hù)罩拆除才能實(shí)現(xiàn)間隙的檢查，只有當(dāng)停機(jī)時(shí)間超過30分鐘時(shí)才能停機(jī)檢查冷剪，從而不能實(shí)現(xiàn)對(duì)冷剪的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)。

4.1.3 冷剪制動(dòng)器過熱。二棒線冷剪系統(tǒng)是整個(gè)精整區(qū)最為關(guān)鍵的系統(tǒng)，它運(yùn)行的好壞關(guān)系到整條生產(chǎn)線的產(chǎn)能和穩(wěn)定，而冷剪制動(dòng)器又是冷剪系統(tǒng)里面最重要的設(shè)備之一，所以保證制動(dòng)器運(yùn)行穩(wěn)定，冷剪系統(tǒng)才能穩(wěn)定，整條生產(chǎn)線才能有序生產(chǎn)。制動(dòng)器受溫度的影響非常大，一旦溫度上升到80℃以上，制動(dòng)器內(nèi)部摩擦片就會(huì)因過熱而抱死，從而導(dǎo)致制動(dòng)器發(fā)生故障，必須進(jìn)行搶修更換。制動(dòng)器冷卻風(fēng)機(jī)就是為了給制動(dòng)器降溫而配備的，但是由于建廠設(shè)計(jì)失誤，制動(dòng)器風(fēng)機(jī)被設(shè)計(jì)成懸掛式放置，由于冷卻風(fēng)機(jī)全天都在運(yùn)轉(zhuǎn)，極易發(fā)生損壞，這種放置方式導(dǎo)致風(fēng)機(jī)發(fā)生損壞時(shí)更換起來(lái)非常麻煩，而且還有被風(fēng)機(jī)砸傷的風(fēng)險(xiǎn)，既耽誤時(shí)間，又給工人帶來(lái)很重的工作負(fù)擔(dān)。

4.2 定尺機(jī)存在的問題

由于設(shè)計(jì)定尺機(jī)的油箱較小，環(huán)境較差，油臟，定尺機(jī)本身自帶冷卻系統(tǒng)，不能完全起到冷卻效果，定尺機(jī)本身管路較復(fù)雜不易更換等原因，導(dǎo)致正常使用過程中多次因?yàn)槎ǔ邫C(jī)定尺擋板不動(dòng)作和定尺機(jī)壓力較低等原因影響生產(chǎn)。生產(chǎn)中遇到的主要問題如下：

4.2.1 定尺機(jī)壓力不足，由于定尺機(jī)所在環(huán)境較臟，多次發(fā)生因?yàn)橛团K堵塞液壓閥導(dǎo)致定尺機(jī)擋板不升降和不能前進(jìn)后退的現(xiàn)象。

4.2.2 定尺機(jī)油箱較小，而且自帶冷卻系統(tǒng)為風(fēng)冷，在定尺機(jī)來(lái)回的動(dòng)作時(shí)，風(fēng)冷機(jī)不能很好地起到冷卻效果，油箱油溫太高導(dǎo)致密封損壞的現(xiàn)象多次發(fā)生。

4.2.3 定尺機(jī)自帶閥臺(tái)位置和油管位置不合適，由于密封油管損壞等原因造成漏油時(shí)，油管拆裝不便，影響更換效率。

4.2.4 在軋制不同長(zhǎng)度的鋼種時(shí)，定尺機(jī)需要移動(dòng)位置，在移動(dòng)過程中有時(shí)會(huì)發(fā)生溜車和自動(dòng)行走等現(xiàn)象。

4.2.5 定尺機(jī)閥臺(tái)完全依靠焊接在閥臺(tái)兩側(cè)的底板通過連接螺栓實(shí)現(xiàn)固定，而定尺機(jī)每天要承受數(shù)以萬(wàn)次的成品材撞擊，致使沒有緩沖元件的閥臺(tái)其固定螺栓極易松動(dòng)或斷裂，閥臺(tái)上各部控制閥多次損壞報(bào)廢。

5 解決問題

5.1 消除冷剪運(yùn)行不穩(wěn)定

5.1.1 安裝空壓機(jī)穩(wěn)定氣源。通過增加汽包，改造路由等多項(xiàng)措施進(jìn)行改造，仍未達(dá)到預(yù)期效果，采取空氣壓力低于0.55MPa時(shí)冷剪必須減少剪切支數(shù)，低于0.5MPa讓其自動(dòng)停車的臨時(shí)措施，這樣嚴(yán)重制約了生產(chǎn)節(jié)奏。通過增設(shè)空壓機(jī)，提供獨(dú)立氣源、穩(wěn)定空氣壓力，將其壓力穩(wěn)定在0.68～0.73MPa，保證冷剪的正常使用。由于氣路氣壓不穩(wěn)定，時(shí)高時(shí)低影響制動(dòng)器、離合器的正常打開和關(guān)閉，導(dǎo)致離合器、制動(dòng)器氣囊的破損，造成大量的事故停機(jī)。由于制動(dòng)器換向閥處于輥道上部，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的檢查、監(jiān)測(cè)。在氣路上安裝氣壓監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，方便了對(duì)設(shè)備故障的判斷，縮短了故障停機(jī)時(shí)間。

5.1.2 增加窺視孔便于觀測(cè)。利用電氣焊在離合器、制動(dòng)器的防護(hù)罩上打開一個(gè)150*300mm的窺視孔，并用合頁(yè)將一個(gè)150*300mm的鐵片固定在窺視孔上，在鐵片及防護(hù)罩本體上焊接螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)鐵片的固定。這樣當(dāng)有短時(shí)間的停機(jī)時(shí)也可實(shí)現(xiàn)對(duì)冷剪離合器、制動(dòng)器間隙的檢查。

5.1.3 自制風(fēng)排冷卻制動(dòng)器。自制風(fēng)排來(lái)代替風(fēng)機(jī)為制動(dòng)器提供冷卻作用，利用6"無(wú)縫管并在管的一側(cè)均勻分布許多小風(fēng)孔，只保留進(jìn)氣口后固定到制定器上，小風(fēng)孔朝向制動(dòng)器，這樣只要將冷剪風(fēng)包和風(fēng)排進(jìn)氣口連通，源源不斷的空氣就從風(fēng)排吹向制動(dòng)器，起到冷卻作用。

5.2 摘除油箱改造閥臺(tái)穩(wěn)定定尺機(jī)運(yùn)行狀況

將定尺機(jī)的油箱摘除，由冷床液壓站取進(jìn)、回兩根油管和定尺機(jī)總的進(jìn)、回油管相連接，解決了定尺機(jī)油臟導(dǎo)致的壓力不足，油溫高導(dǎo)致的密封損壞，以及由于壓力不足時(shí)定尺機(jī)無(wú)法移動(dòng)和升降的問題；將定尺機(jī)原有的油管及其閥臺(tái)改造，將原有的閥臺(tái)位置移動(dòng)到油箱摘除后位置，解決了閥臺(tái)位置不合適導(dǎo)致更換時(shí)的不便；在定尺機(jī)移動(dòng)行走油管上增加截門，解決了定尺機(jī)有時(shí)自己移動(dòng)導(dǎo)致的定尺不準(zhǔn)的問題。用10mm厚的鋼板重新制作底座，在底座上打通眼，用250mm長(zhǎng)的螺栓自制小龍門架插于底座通眼處用螺栓緊固，通過龍門架壓固閥臺(tái)，并用廢棄的傳送帶放在閥臺(tái)下方起緩沖作用，閥臺(tái)得到較好固定，保護(hù)了各控制閥，延長(zhǎng)了各閥使用壽命，保障了定尺機(jī)的正常運(yùn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

該區(qū)域設(shè)備改造完成后具有使用壽命長(zhǎng)和易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，有效地降低了設(shè)備的維護(hù)成本和維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。該項(xiàng)目投入后，生產(chǎn)線各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)水平已達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平，各項(xiàng)技術(shù)改造措施可以向其他同類生產(chǎn)線推廣應(yīng)用。

（責(zé)任編輯：蔣建華）