酸軋機(jī)組糾偏輥裝置的配置與選型

鄭忠良

(二重(德陽(yáng))重型裝備有限公司，四川618013)

某酸軋機(jī)組主要生產(chǎn)低碳鋼，其熱軋?jiān)蠟閺亩嗉移渌就獠?，成品部分為本車間罩式退火爐原料，部分直接銷售供鍍鋅等機(jī)組用做原料。機(jī)組設(shè)置了三個(gè)臥式活套，入口活套和聯(lián)機(jī)活套均為4層，酸洗工藝段出口活套為兩層。機(jī)組主要生產(chǎn)帶鋼寬度700～1300 mm，帶鋼厚度1.8～4.0 mm。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，三個(gè)活套都存在帶鋼跑偏現(xiàn)象，聯(lián)機(jī)活套帶鋼跑偏較為嚴(yán)重，套量往往達(dá)不到50%，甚至有時(shí)超過(guò)30%套量時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重帶鋼跑偏，此時(shí)只能在機(jī)組降速和消除張力情況下，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)減小跑偏量，保證設(shè)備安全和帶鋼質(zhì)量，影響了機(jī)組生產(chǎn)節(jié)奏，制約了機(jī)組穩(wěn)定正常生產(chǎn)，本文對(duì)此進(jìn)行分析，并對(duì)糾偏輥的設(shè)置提出了建議。

1 機(jī)構(gòu)介紹及分析

1.1 機(jī)構(gòu)原理

本機(jī)組的活套采用擺動(dòng)門(mén)式。擺動(dòng)門(mén)上的托輥安裝時(shí)，水平方向向帶鋼入口方向形成小夾角。活套車單側(cè)兩車輪帶側(cè)導(dǎo)向輥，側(cè)導(dǎo)向輥帶偏心可調(diào)。與大多數(shù)酸軋機(jī)組配置一樣，在入口活套和聯(lián)機(jī)活套的入口、中間、出口分別設(shè)置一套糾偏裝置，中間活套的入口、出口各設(shè)置一套糾偏裝置。在本項(xiàng)目中，1#、5#、6#、9#、10#為雙糾偏輥，2#、3#、8#為單糾偏輥，7#為三輥糾偏，4#布置在酸洗和漂洗之間。與活套相關(guān)的糾偏輥布置如表1所示。

表1 活套相關(guān)的糾偏輥布置Table 1 The arrangement of the rectifying roller related to the looper

圖1 積分調(diào)節(jié)型糾偏裝置(I型)Figure 1 The integral adjusting type of rectifying device (Type I)

糾偏裝置的種類分為比例調(diào)節(jié)型(P型)、積分調(diào)節(jié)型(I型)、比例積分型(PI型)。糾偏原理不一樣，效果也不一樣，積分調(diào)節(jié)型糾偏裝置(見(jiàn)圖1)通過(guò)輥?zhàn)有D(zhuǎn)的卷軸效應(yīng)，使帶鋼回到中心線上，可調(diào)節(jié)入、出口帶鋼位置的偏差。比例調(diào)節(jié)型糾偏裝置(見(jiàn)圖2)的固定旋轉(zhuǎn)中心在進(jìn)帶平面上，機(jī)架繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，使帶鋼作橫向移動(dòng)，能調(diào)節(jié)出口帶鋼的位置相對(duì)旋轉(zhuǎn)中心位置的偏差，而不能調(diào)節(jié)進(jìn)帶位置的偏差。比例積分型(PI型)疊加了卷軸效應(yīng)與軸向移動(dòng)糾偏能力。

本項(xiàng)目單輥糾偏采用的是I型糾偏輥，六連桿機(jī)構(gòu)，如前所述，可調(diào)節(jié)帶鋼入口和出口的偏差，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際糾偏效果也比較好，糾偏裝置的入口和出口帶鋼都沒(méi)有碰到固定框架的情況發(fā)生。在參考文獻(xiàn)[1]中對(duì)單輥糾偏進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析，根據(jù)檢測(cè)到的帶鋼的位置可確定液壓缸需要的伸縮行程，從而控制帶鋼到機(jī)組中心。

雙輥糾偏裝置采用的是P型糾偏輥，考慮到既要改變帶鋼運(yùn)行高度、又要改變帶鋼運(yùn)行方向的需求，其固定旋轉(zhuǎn)中心與進(jìn)帶平面存在一定距離。

圖2 比例調(diào)節(jié)型糾偏裝置(P型)Figure 2 The proportional adjustment type of rectifying device (Type P)

1.2 問(wèn)題分析

眾所周知，帶鋼的跑偏可能是來(lái)料的原因(板形缺陷)，也可能是安裝的原因，還有可能是設(shè)備的自身原因?，F(xiàn)場(chǎng)針對(duì)安裝情況，檢修整改后，跑偏情況有所改善，但不能保持。因此我們對(duì)跑偏嚴(yán)重的聯(lián)機(jī)活套相關(guān)設(shè)備進(jìn)行分析。

聯(lián)機(jī)活套入口帶鋼基本不存在跑偏現(xiàn)象，經(jīng)8#糾偏輥出口的帶鋼也處于機(jī)組中心，跑偏嚴(yán)重的是活套出口層帶鋼，即9#糾偏輥入口帶鋼。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查看，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：

(1)9#糾偏裝置固定旋轉(zhuǎn)中心與進(jìn)帶平面不重合，在糾偏出口側(cè)帶鋼的同時(shí)會(huì)帶偏入口側(cè)帶鋼，入口側(cè)帶鋼跑偏越嚴(yán)重，糾偏裝置偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致的跑偏越嚴(yán)重。

(2)活套車單側(cè)可調(diào)側(cè)導(dǎo)向輪與軌道的間距和設(shè)計(jì)不符，偏大。

(3)活套車同側(cè)車輪用的軌道存在寬窄相差較大的情況。

(4)工作狀態(tài)下，擺動(dòng)門(mén)存在不穩(wěn)的情況。

9#糾偏輥采用的是P型糾偏輥四連桿機(jī)構(gòu)，但其固定旋轉(zhuǎn)中心A距進(jìn)帶平面約650 mm。從圖2可看出，液壓缸推動(dòng)擺動(dòng)框架繞固定旋轉(zhuǎn)中心A旋轉(zhuǎn)，擺動(dòng)框架擺動(dòng)角度β與出口帶鋼糾偏量δ有關(guān)。假設(shè)出口帶鋼平面與固定旋轉(zhuǎn)中心A距離為L(zhǎng)，則tgβ=δ/L。假設(shè)δ=150 mm，則tgβ=150/6075，此時(shí)，入口側(cè)帶鋼與擺動(dòng)框架一起，與擺動(dòng)方向一致的軸向移動(dòng)16 mm，即假定入口糾偏裝置入口帶鋼在原本沒(méi)有跑偏的情況下，會(huì)跑偏16 mm，從而加劇了糾偏輥的壓力，如果入口帶鋼本身有跑偏，則可能出現(xiàn)入口帶鋼碰到糾偏輥的固定框架，或碰到活套擺動(dòng)門(mén)的固定框架的情況發(fā)生，最終損傷帶鋼邊部。

在本項(xiàng)目中，入口活套出口的糾偏輥形式為單輥糾偏，既可調(diào)節(jié)入口帶鋼，也可調(diào)節(jié)出口帶鋼的偏差，而中間活套及聯(lián)機(jī)活套的出口糾偏輥形式為雙輥糾偏，只能調(diào)節(jié)出口帶鋼的跑偏，不能調(diào)節(jié)入口帶鋼的跑偏。入口活套的跑偏情況也在正常范圍內(nèi)，中間活套出口帶鋼跑偏較聯(lián)機(jī)活套小，跑偏量在可接受范圍內(nèi)，出口活套的跑偏最為嚴(yán)重。為此，認(rèn)為活套出口的糾偏形式是導(dǎo)致跑偏的主要原因之一。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀察，在聯(lián)機(jī)活套的沖套過(guò)程和放套過(guò)程中，活套車的位置是變化的，如圖3所示。在沖套過(guò)程中，出現(xiàn)了B、D導(dǎo)向輥與軌道接觸，A、C導(dǎo)向輥與軌道不接觸，在放套過(guò)程中，A、C導(dǎo)向輥與軌道接觸，B、D導(dǎo)向輥與軌道不接觸。

導(dǎo)向輪與軌道間間隙原設(shè)計(jì)兩側(cè)之和為1 mm，實(shí)際上偏差較大，出現(xiàn)了單側(cè)約2 mm，即雙側(cè)達(dá)到了4 mm的情況。當(dāng)δ=2 mm時(shí)，活套車的偏移角度為arctan(4/3850)=0.06°，反向時(shí)，為-0.06°，活套車移動(dòng)過(guò)程中，將使活套車偏斜，從而使帶鋼在活套車的轉(zhuǎn)向輥上產(chǎn)生螺旋效應(yīng)，加劇帶鋼的跑偏，對(duì)于1200 mm的輥徑，活套輥每轉(zhuǎn)一圈，帶鋼在輥?zhàn)由系臋M向偏移量約為4 mm，且在充放套的過(guò)程中，向相反方向，當(dāng)行程為30%時(shí)，活套出口到糾偏輥入口的帶鋼長(zhǎng)度約為60 m，此時(shí)由于活套車偏斜帶來(lái)的跑偏將達(dá)到62.3 mm(未考慮擺動(dòng)門(mén)的影響)。這與實(shí)際情況是吻合的。為此，認(rèn)為活套車單側(cè)側(cè)導(dǎo)向輪與軌道間的間隙偏大是導(dǎo)致跑偏的第二個(gè)原因。

圖3 活套車側(cè)導(dǎo)向輪布置圖Figure 3 The arrangement diagram of the side guide wheel of looper car

活套車軌道非同批次，同一活套車同側(cè)車輪用的軌道現(xiàn)場(chǎng)存在寬窄相差較大的情況，導(dǎo)致側(cè)導(dǎo)向輪與軌道間隙不可能保持一致。為此，活套車運(yùn)行過(guò)程中活套車不穩(wěn)，導(dǎo)致活套車上轉(zhuǎn)向輥與機(jī)組中心線的位置狀態(tài)發(fā)生變化，而單純調(diào)整活套車上的轉(zhuǎn)向輥是解決不了的。

在工作狀態(tài)下，擺動(dòng)門(mén)的位置變化也會(huì)導(dǎo)致帶鋼運(yùn)動(dòng)方向的變化。可通過(guò)加墊的方式調(diào)整改善其工作狀態(tài)，當(dāng)在工作狀態(tài)下，擺動(dòng)門(mén)位置相對(duì)固定的情況下，調(diào)整擺動(dòng)門(mén)上托輥的角度，可極大地改善帶鋼的跑偏狀態(tài)。

2 處理方案

根據(jù)以上分析，從設(shè)備角度看，帶鋼跑偏問(wèn)題

出在活套里，由于活套車及擺動(dòng)門(mén)不穩(wěn)的情況下產(chǎn)生的?；钐壮隹趲т撆芷潜厝磺闆r，需通過(guò)調(diào)整活套車本身、活套車上轉(zhuǎn)向輥的位置、擺動(dòng)門(mén)來(lái)減少帶鋼跑偏，在活套出口帶鋼已經(jīng)跑偏的情況下，需利用9#糾偏輥將帶鋼糾正到正確位置上，目前的9#糾偏裝置不能滿足此要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，為整改方便，減少整改費(fèi)用，節(jié)約整改時(shí)間，提出了以下整改意見(jiàn)，供現(xiàn)場(chǎng)擇機(jī)實(shí)施。

將9#糾偏輥調(diào)整為糾入口，不糾出口，即將鉸點(diǎn)移到下部，帶鋼位置檢測(cè)裝置移動(dòng)到入口，檢測(cè)9#糾偏輥入口帶鋼的跑偏狀態(tài)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整9#糾偏輥的位置，保證其入口帶鋼在機(jī)組的中心，這樣，則可極大地改善目前帶鋼的跑偏狀態(tài)。

3 結(jié)論

糾偏輥的選型合適可以減少帶鋼的跑偏，增大可用的活套量，從而提高機(jī)組的生產(chǎn)率?；钐壮隹诓捎每烧{(diào)節(jié)入口也可調(diào)節(jié)出口的帶鋼跑偏糾偏裝置是更好的選擇，即優(yōu)先采用I型或PI型糾偏裝置。