冷軋平整機(jī)吹掃系統(tǒng)技術(shù)改造

楊世勇， 曾小明， 于超超

(首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司鍍錫板事業(yè)部，河北 唐山 063200)

0 前言

首鋼京唐1 420 mm連退平整機(jī)主要用于控制帶鋼表面質(zhì)量，在表面平整時(shí)帶鋼和輥?zhàn)娱g會(huì)噴淋平整液用于潤滑和冷卻，原設(shè)計(jì)采用壓縮空氣專用噴嘴吹掃平整液，存在的問題是：速度低時(shí)平整液連續(xù)點(diǎn)狀殘留多，速度高時(shí)平整液呈現(xiàn)不規(guī)律滴落狀殘留。平整機(jī)軋制帶鋼寬度：700～1280 mm，厚度0.15～1.0 mm，殘留最多的部位是上下表面邊部，中部無規(guī)律滴狀(邊部殘留成條狀，中部殘留斑跡狀)。帶鋼升速時(shí)殘留量逐漸減小，降速時(shí)殘留量逐漸增加。帶鋼表面的殘留容易在鍍錫后形成白斑缺陷影響帶鋼表面質(zhì)量，形成降級品，造成質(zhì)量損失。若缺陷帶鋼直接發(fā)往客戶，在平整液殘留部位容易形成銹斑，同樣影響客戶產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 改造方案

原設(shè)計(jì)吹掃系統(tǒng)布置如圖1所示[1]。帶鋼表面的殘留容易在鍍錫后形成白斑缺陷如圖2所示。根據(jù)帶鋼表面平整液的殘留現(xiàn)狀，分析認(rèn)為原因主要有兩個(gè)方面[2]：一是吹掃分布問題，噴嘴吹掃帶鋼的部位，吹掃距離和角度不是最佳，平整液在輥縫部位封堵不好，吹掃板面覆蓋不全，造成平整液殘留；二是吹掃壓力問題，由于吹掃效果不佳，過度增加吹掃壓力，過度吹掃造成平整液二次飛濺落在板面上形成殘留。結(jié)合生產(chǎn)工藝要求、帶鋼寬度變化、設(shè)備整體結(jié)構(gòu)等綜合因素重新設(shè)計(jì)吹掃系統(tǒng)管路布置[3]。其中包括2個(gè)機(jī)架中的10個(gè)吹掃點(diǎn)，每個(gè)吹掃點(diǎn)都可按照帶鋼寬度和吹掃點(diǎn)的不同、選定吹掃范圍和吹掃壓力，科學(xué)定量使用壓縮空氣。另外，在重新布置吹掃的基礎(chǔ)上，增加空氣加熱設(shè)備，將吹掃系統(tǒng)壓縮空氣加熱，提高吹掃質(zhì)量。

圖1 原設(shè)計(jì)吹掃系統(tǒng)布置圖

圖2 平整液殘留形貌

2 吹掃噴嘴改造

改造后吹掃管路系統(tǒng)布置如圖3所示。

圖3 改造后吹掃管路系統(tǒng)布置

吹掃點(diǎn)一：1#機(jī)架上工作輥與支撐輥輥縫吹掃，使用7只型號(hào)705噴嘴，主要是防止支撐輥少量平整液滴落到板面上導(dǎo)致無法吹掃干凈(SKY-11-02)。

吹掃點(diǎn)二：1#機(jī)架上工作輥與板面輥縫吹掃[4]，使用12只型號(hào)705噴嘴，并且能夠根據(jù)輸入的板寬信號(hào)進(jìn)行分段吹掃，實(shí)現(xiàn)吹掃與板寬的吻合，減少機(jī)架內(nèi)部充氣量，防止過度吹掃帶來的液體飛濺。主要是覆蓋整個(gè)輥縫，阻擋平整液從邊部輥縫間隙大量流到板面上(SKY-11-03)。集管上有防撞筋板，防止穿帶或堵料時(shí)對噴嘴的撞傷。

吹掃點(diǎn)三：1#機(jī)架上板面吹掃，使用14個(gè)型號(hào)705噴嘴，并且能夠根據(jù)輸入的板寬信號(hào)進(jìn)行分段吹掃，實(shí)現(xiàn)吹掃與板寬的吻合，減少機(jī)架內(nèi)部充氣量，防止過度吹掃帶來的液體飛濺。噴梁主要除去前段吹掃余下的平整液(SKY-11-04)。集管上有防撞筋板，集管中部安裝有氣缸可推動(dòng)集管旋轉(zhuǎn)，在使用時(shí)下降到位，停機(jī)或檢修時(shí)上升到位，防止穿帶或堵料時(shí)對噴嘴的撞傷。

吹掃點(diǎn)四：1#機(jī)架工作輥下輥縫吹掃[5]，使用16個(gè)型號(hào)703LP噴嘴，并且能夠根據(jù)輸入的板寬信號(hào)進(jìn)行分段吹掃，實(shí)現(xiàn)吹掃與板寬的吻合，減少機(jī)架內(nèi)部充氣量，防止過度吹掃帶來的液體飛濺。主要除去下輥縫的少量平整液(SKY-11-05)。

吹掃點(diǎn)五：2#機(jī)架上工作輥與支撐輥輥縫吹掃，使用7只型號(hào)705噴嘴，主要是防止支撐輥少量平整液甩濺到板面上導(dǎo)致無法吹掃干凈(SKY-11-06)。

吹掃點(diǎn)六：2#機(jī)架上工作輥與板面輥縫吹掃，使用12個(gè)型號(hào)705噴嘴，并且能夠根據(jù)輸入的板寬信號(hào)進(jìn)行分段吹掃，實(shí)現(xiàn)吹掃與板寬的吻合，減少機(jī)架內(nèi)部充氣量，防止過度吹掃帶來的平整液飛濺。主要是覆蓋整個(gè)輥縫，阻擋平整液從邊部輥縫間隙大量流到板帶上(SKY-11-07)。集管上有防撞筋板，防止穿帶或堵料時(shí)對噴嘴的撞傷。

吹掃點(diǎn)七：2#機(jī)架上板帶吹掃，使用14個(gè)型號(hào)705噴嘴，并且能夠根據(jù)輸入的板寬信號(hào)進(jìn)行分段吹掃，實(shí)現(xiàn)吹掃與板寬的吻合，減少機(jī)架內(nèi)部充氣量，防止過度吹掃帶來的平整液飛濺。噴梁主要除去前段吹掃余下的平整液(SKY-11-08)。集管上有防撞筋板，集管中部安裝有氣缸可推動(dòng)集管旋轉(zhuǎn)，在使用時(shí)下降到位，停機(jī)或檢修時(shí)上升到位，防止穿帶或堵料時(shí)對噴嘴的撞傷。

吹掃點(diǎn)八：2#機(jī)架上板面邊部吹掃，使用4個(gè)型號(hào)705LA噴嘴，并且能夠根據(jù)輸入的板寬信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吹掃與板寬的吻合，減少機(jī)架內(nèi)部充氣量，防止過度吹掃帶來的平整液飛濺。主要除去因板寬和板速不同時(shí)，前段吹掃邊部余下的平整液(SKY-11-09)。在使用時(shí)行走到位，停機(jī)或檢修時(shí)退回到零位，防止穿帶或堵料時(shí)對噴嘴的撞傷。

吹掃點(diǎn)九：2#機(jī)架工作輥下輥縫吹掃，使用16個(gè)型號(hào)SKEYI705LP噴嘴，并且能夠根據(jù)輸入的板寬信號(hào)進(jìn)行分段吹掃，實(shí)現(xiàn)吹掃與板寬的吻合，減少機(jī)架內(nèi)部充氣量，防止過度吹掃帶來的平整液飛濺。噴梁與下導(dǎo)板安裝在一起，當(dāng)防皺輥升起時(shí)，下導(dǎo)板退回后此吹掃作為下板面吹掃(SKY-11-10)。

吹掃點(diǎn)十：2#機(jī)架工作輥下輥縫吹掃，使用12個(gè)型號(hào)SKEYI705L LP噴嘴，并且能夠根據(jù)輸入的板寬信號(hào)進(jìn)行分段吹掃，實(shí)現(xiàn)吹掃與板寬的吻合，減少機(jī)架內(nèi)部充氣量，防止過度吹掃帶來的平整液飛濺。噴梁與防皺輥?zhàn)惭b在一起，加長管與噴梁可單獨(dú)拆卸，檢修防皺輥時(shí)可拆掉防止碰壞噴嘴，主要除去工作輥下輥縫殘留的少量平整液(SKY-11-11)。

10個(gè)吹掃點(diǎn)控制閥分別安裝在兩個(gè)閥臺(tái)上，控制點(diǎn)和閥臺(tái)對應(yīng)情況如圖4、圖5所示，生產(chǎn)時(shí)調(diào)整壓力如和表1所示。

圖4 1#機(jī)架控制閥臺(tái)

圖5 2#機(jī)架控制閥臺(tái)

表1 吹掃點(diǎn)控制部位和調(diào)整壓力表

3 新增加熱系統(tǒng)

在重新布置吹掃噴嘴的位置、角度，按需要設(shè)計(jì)每個(gè)噴嘴的吹掃方式基礎(chǔ)上。增加壓縮空氣加熱系統(tǒng)，將吹掃系統(tǒng)壓縮空氣加熱，提高吹掃質(zhì)量，降低因吹掃氣體與環(huán)境溫度相差造成的影響，減少內(nèi)部結(jié)露。

空氣電加熱器參數(shù)如表2所示。壓縮空氣加熱系統(tǒng)是吹掃系統(tǒng)的輔助設(shè)備。主要提高壓縮空氣吹掃效率、避免壓縮空氣同帶鋼及平整液間的溫度差異而導(dǎo)致的機(jī)架內(nèi)部結(jié)露、減少由于季節(jié)溫度變化而出現(xiàn)的板面質(zhì)量差異。根據(jù)平整機(jī)吹掃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供氣量的要求，加熱系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)700～1280 mm板寬變化時(shí)不同的供氣量，動(dòng)態(tài)自我調(diào)整輸出功率(0～200 kW)，可實(shí)現(xiàn)供氣量的定量加熱，有效節(jié)約能耗。初始溫度的空氣通過管道在壓力的作用下進(jìn)入電加熱器進(jìn)口，沿著電加熱器內(nèi)部特定的高效散熱原理設(shè)計(jì)的路徑，帶走電加熱元件表面散發(fā)出的大量熱量，在電加熱器出口達(dá)到滿足工藝溫度要求的介質(zhì)溫度。加熱器上的溫度傳感器將檢測到的介質(zhì)出口溫度信號(hào)傳送至智能溫控儀，經(jīng)溫控儀PID運(yùn)算，輸出4～20 mA電流控制信號(hào)，使加熱器輸出功率根據(jù)出口介質(zhì)溫度變化而自動(dòng)調(diào)整輸入功率的百分比，使系統(tǒng)控制在最佳狀態(tài)，控溫精度達(dá)到±3℃，從而保證該裝置完全達(dá)到工藝要求。

表2 空氣電加熱器參數(shù)表

4 效果驗(yàn)證

通過對平整機(jī)吹掃系統(tǒng)的改造，帶鋼表面平整液殘留的問題得到了解決，平整液殘留點(diǎn)數(shù)由原來平均20 000點(diǎn)/卷降低到了4 000點(diǎn)/卷，滿足了質(zhì)量判定要求，如圖6所示為表檢儀記錄改造前后帶鋼表面平整液殘留分布情況。另外，改造后壓縮空氣消耗由原來的6 000 m3/h降低至4 000m3/h，節(jié)省了能源的消耗，降低了生產(chǎn)成本。

圖6 改造前后平整殘留情況對比

4 結(jié)束語

本次技術(shù)改造將先進(jìn)的吹掃噴嘴技術(shù)、空氣加熱系統(tǒng)與自動(dòng)化控制相結(jié)合，在優(yōu)化吹掃效果的基礎(chǔ)上，引入自動(dòng)尋邊功能，實(shí)現(xiàn)噴嘴智能自動(dòng)調(diào)節(jié)吹掃區(qū)域，有效解決了帶鋼邊部吹掃紊流影響和壓縮空氣消耗大的問題。同時(shí)引入空氣加熱系統(tǒng)，有效解決了冬季溫度低，水氣在機(jī)架內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)結(jié)露，滴落到帶鋼上形成滴落殘留，此缺陷的解決，為產(chǎn)品質(zhì)量提升提供了現(xiàn)實(shí)設(shè)備保障。