許彥波 張明生

(中冶南方工程技術(shù)有限公司 湖北武漢430223)

電解脫脂機組卷取塔形淺析及對策

許彥波①張明生

(中冶南方工程技術(shù)有限公司 湖北武漢430223)

北京首鋼順義冷軋的電解脫脂機組在初期出現(xiàn)卷取塔形，這嚴重影響下道工序。從生產(chǎn)工藝到設(shè)備結(jié)構(gòu)等對存在問題進行了分析，提出了相關(guān)的改進措施，最終通過對工藝和設(shè)備進行相應(yīng)調(diào)整，大大降低了鋼卷卷取塔形，改善了產(chǎn)品質(zhì)量。

鋼卷塔形 電解脫脂 卷取 解決方案

1 前言

對機組的卷取塔形控制一直以來都是冷軋生產(chǎn)線追求的目標，尤其對電解脫脂機組而言，塔形控制就顯得更為重要。與其他生產(chǎn)機組不一樣，電解脫脂的下道工序是進入罩式退火爐退火，需要將鋼卷翻卷成為立卷并堆垛摞起來，為此鋼卷塔形不僅會影響生產(chǎn)質(zhì)量，而且將嚴重影響到下道工序的生產(chǎn)。因此電解脫脂機組的鋼卷塔形在罩式退火生產(chǎn)中尤為重要。

為了降低電解脫脂機組的塔形，結(jié)合現(xiàn)場實踐情況，從生產(chǎn)工藝、設(shè)備結(jié)構(gòu)等方面進行分析，并通過調(diào)整工藝參數(shù)、改造設(shè)備結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，降低了鋼卷塔形的產(chǎn)生概率。

首鋼冷軋罩退的電解脫脂機組卷取出現(xiàn)了塔形，形狀如圖1和圖2所示，塔形問題主要分為：

圖1 內(nèi)圈塔形鋼卷

圖2 整卷塔形鋼卷

1)對于帶鋼偏厚的鋼卷，頭部卷取不規(guī)則，容易在頭部出現(xiàn)塔形；

2)對于重量較大的鋼卷，尤其寬且重的鋼卷，卷取達到一定卷徑后出現(xiàn)塔形。

2 塔形鋼卷形成原因

北京首鋼電解脫脂機組卷取段，主要設(shè)備包括有2#張力輥、出口剪、出口轉(zhuǎn)向夾送輥、卷取機及皮帶助卷器等，具體布置見圖3。在進行卷取過程中，出現(xiàn)塔形包括有頭部塔形、中間錯層塔形、尾部塔形或者這幾類塔形的混雜體[1][2]，造成塔形的原因有多種，其歸結(jié)起來有來料條件原因、工藝參數(shù)原因、設(shè)備原因等。由于來料條件主要是鐮刀彎等，造成鋼卷塔形，從本電解脫脂機組本身無法改進，因此本論文不予以討論。

圖3 電解脫脂機組卷取段設(shè)備布置圖

2.1 產(chǎn)生塔形原因分析

從塔形的分類來看，頭部塔形的產(chǎn)生，主要是由帶鋼在初始進入卷取機階段，頭部帶鋼偏離了機組中心線，而后經(jīng)過糾偏，使帶鋼回歸到機組中心線來；中間錯層塔形則是在正常進行卷取的過程中，由于卷取張力的波動，或者糾偏控制不當，使帶鋼層間錯動；尾部塔形常是尾部糾偏不當，或者超出糾偏范圍，造成尾部塔形[3]。

2.2 工藝控制分析

在進行卷取過程中，與工藝參數(shù)相關(guān)的參數(shù)主要是卷取張力的設(shè)定。而在卷取上設(shè)定帶鋼的卷取張力與帶鋼厚度、寬度、材質(zhì)、鋼卷卷徑等相關(guān)。厚度、寬度及材質(zhì)對張力的影響常常都在二級機上通過預(yù)設(shè)定好，改動影響不大，鋼卷的卷徑對張力影響主要使初始階段設(shè)定較大張力，形成“硬芯”鋼卷，主要防止鋼卷塌卷，其次由于初始階段張力較大，后面持續(xù)緩慢減小張力，形成一定的“張力錐度”[4]，錐度大小與張力過渡平穩(wěn)有一定關(guān)系，控制“張力錐度”對改進塔形有一定的作用。

2.3 設(shè)備原因分析

在電解脫脂機組的出口段存在多個設(shè)備，設(shè)備安裝的精準、運行的平穩(wěn)、動作到位與否、滿足受力大小等都與卷取質(zhì)量有密切的關(guān)系。為此，除了正常校準出口段各個設(shè)備安裝精度之外，還需注意出口段的關(guān)鍵設(shè)備(卷取機、皮帶助卷器、出口夾送輥)運行動作等對塔形的影響。

2.3.1 卷取機芯軸漲縮與橫移的影響

卷取機芯軸在卷取過程中非常重要，芯軸在鋼卷的卷取過程中必須始終保持真圓，才能保證鋼卷從內(nèi)到外的帶鋼整齊，防止出現(xiàn)塔形。另外在鋼卷卸卷過程中，鋼卷從芯軸上抽出，內(nèi)圈整齊便可防止鋼卷內(nèi)圈錯層。

在卷取過程中，為了保證一邊整齊，卷取都是在底座上浮動橫移的，但橫移過程受糾偏控制，尤其是糾偏過程中橫移的速度，受制于卷取機及鋼卷重量、機組速度等都有關(guān)系[5]。常常由于卷取機糾偏橫移速度跟不上或者過快，也易造成鋼卷塔形。

2.3.2 皮帶助卷器的影響

在帶鋼頭部未進入卷取機之前，皮帶助卷器的皮帶已經(jīng)將卷取機芯軸包裹住。隨著帶鋼進行穿帶過程，帶鋼頭部沿導(dǎo)板進入皮帶，然后隨著芯軸的旋轉(zhuǎn)卷入卷取機，最后順著皮帶助卷器端頭的壓舌插入，包裹卷取機芯軸形成第一圈鋼卷。在此過程中，皮帶包裹不緊、導(dǎo)入跑偏、壓舌插入不到位都會導(dǎo)致形成塔形的因素。尤其是在形成第一圈鋼卷最后時刻，往往由于壓舌插入位置與芯軸切線方向存在一定角度，造成“鼓包”，導(dǎo)致鋼卷內(nèi)圈帶鋼纏繞不緊，甚至跑偏，形成頭部塔形。

2.3.3 夾送輥的影響

在帶頭進行卷取的穿帶過程中，夾送輥夾住帶鋼往卷取機方向輸送，卷取幾圈之后，夾送輥打開。夾送輥兩邊氣缸壓強不均常造成帶頭的跑偏，容易形成頭部塔形；卷取一定時間之后，夾送輥與卷取機上的帶鋼形成一定的包角，如果夾送輥輥身稍有傾斜，則會造成帶鋼與機組中心線存在一定夾角，帶鋼兩側(cè)張力松緊不一致，卷取容易形成錯層，俗稱“喇叭卷”、“鍋蓋卷”。

3 塔形的解決措施

針對現(xiàn)場出現(xiàn)的塔形問題，結(jié)合生產(chǎn)過程中進行觀察，分析有這樣幾個現(xiàn)象：

1)厚帶鋼鋼卷頭部容易形成塔形，尤其超過帶鋼厚度2.0mm以上的鋼卷表現(xiàn)更為明顯。在生產(chǎn)中確實發(fā)現(xiàn)，帶頭在壓舌插入形成第一圈時很容易形成“鼓包”，越厚帶鋼的“鼓包”現(xiàn)象越明顯；

2)對于大卷徑、大卷重鋼卷，在卷徑達到一定直徑后易形成塔形，很多鋼卷在卷徑超過1.6m以上塔形慢慢出現(xiàn)，而且經(jīng)過觀察，形成的外部塔形幾乎都是朝同一個方向發(fā)展。

根據(jù)這些現(xiàn)象，結(jié)合塔形出現(xiàn)的規(guī)律，在工藝控制、設(shè)備上進行了許多調(diào)整。

3.1 工藝設(shè)定的優(yōu)化

原卷取過程中有張壓力“錐度”控制。根據(jù)部分鋼卷初期塔形問題，將張壓力“錐度”控制進行了調(diào)整，具體包括錐度大小、錐度的終止位置，以達到張壓力平穩(wěn)過渡的目的。調(diào)整之后的張壓力“錐度”如圖4所示。在調(diào)整過程中適當減小了張壓力“錐度”，即減小T1與T0的比值，維持原來張壓力錐度起始位置D1值，但增大了張壓力錐度終止位置D2值。通過這些張壓力的優(yōu)化之后，張壓力過渡更加平穩(wěn)，這樣有利于減小張壓力波動帶來的塔形影響。

圖4 錐度張力控制示意圖

3.2 機械設(shè)備的整改

對于機械設(shè)備進行整改，主要包括對卷取機芯軸新增真圓度修整、卷取機橫移缸更換、調(diào)整皮帶助卷器等。

3.2.1 修整卷取機芯軸真圓度

在試生產(chǎn)階段由于操作不當，芯軸中的一塊扇形板棱錐斷裂，后來制造廠新做一塊扇形板。新的扇形板安裝之后，鋼卷塔形概率增加，幾經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)扇形板同軸度達不到設(shè)計要求，為此專門對扇形板進行修磨和調(diào)整，使芯軸真圓度基本達到設(shè)定要求。

3.2.2 更換卷取機橫移油缸

經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)大鋼卷的尾部塔形比較明顯，現(xiàn)場初步確定在卷取機橫移的反應(yīng)速度上存在一定問題。后來雖然經(jīng)糾偏速率調(diào)整、液壓調(diào)整，但仍不能解決該問題。經(jīng)計算橫移油缸在卷取機滾動橫移上基本可以滿足要求，但該卷取機整體固定在滑動底座上進行滑移，局部的卡阻造成影響。最終將橫移油缸進行了更換，橫移油缸缸徑由原95mm改為130mm，糾偏橫移效果非常顯著，塔形得以明顯改善。

3.2.3 調(diào)整皮帶助卷器

皮帶助卷器位置調(diào)整到位與否是鋼卷頭部卷取的關(guān)鍵所在。經(jīng)過現(xiàn)場觀察皮帶助卷器在未纏繞帶鋼進入卷取之前，各個動作都能到位，但只要皮帶漲緊力稍微加大，端頭的壓舌插入位置便會發(fā)生調(diào)整，隨后帶頭隨皮帶纏繞進入卷取機形成一圈時，便會產(chǎn)生“鼓包”，但纏繞幾圈之后，“鼓包”消除，但由此會造成鋼卷內(nèi)圈卷取不緊，有塔形出現(xiàn)。針對這一現(xiàn)象，先對皮帶助卷器的抱臂力、皮帶張緊力、框架橫移力之間的匹配關(guān)系，后來在外支撐上增加一套芯軸固定裝置，使皮帶張緊之后，設(shè)備之間不產(chǎn)生相對運動。其次調(diào)整助卷器端頭壓舌插入位置，盡量使壓舌尖部緊貼芯軸表面。目前對壓舌調(diào)整尚未處理完成，正在進行積極處理。

圖5 生產(chǎn)時助卷器壓舌位置

圖6 實際要求助卷器壓舌位置

1-助卷器上臂; 2-助卷皮帶; 3-壓舌; 4-助卷器下抱臂; 5-下抱臂油缸; 6-卷筒

3.2.4 夾送輥調(diào)整

現(xiàn)場對夾送輥的輥體位置進行了復(fù)測，對夾送輥下壓輥兩側(cè)壓強進行了重新調(diào)整，經(jīng)調(diào)整后帶鋼經(jīng)夾送輥送入卷取機不跑偏，卷取之后觀察卷取機與壓輥之間帶鋼兩側(cè)松緊相當。

4 結(jié)束語

經(jīng)過上述調(diào)整之后，鋼卷出現(xiàn)塔形概率降低50%以上，即使出現(xiàn)塔形情況也得到了改善。但助卷器的壓舌問題尚未得到解決，在進行卷取時鋼卷內(nèi)圈仍舊會“鼓包”，相信在解決卷取“鼓包”問題之后，鋼卷塔形將會進一步降低。

[1]付志剛，孫文彬，劉東輝.CSP板卷錯層產(chǎn)生原因與對策[J].軋鋼，2006，Vol.23(2)：63-65.

[2]孫平,毛新平等.熱軋鋼帶卷取塔形控制方法的研究[J].南方金屬，2004(4):26.

[3]董躍星,賈軍艷等.熱軋薄規(guī)格帶鋼產(chǎn)生的塔形及控制措施[J].商品與質(zhì)量，2012(1):147.

[4]張波.錐度張力控制在熱連軋帶鋼卷取中的應(yīng)用[J].電氣傳動,2010,Vol.40(8):67-69.

Analysis and Countermeasure of the Electrolytic Degreasing Line Coiling Telescope

Xu Yanbo Zhang Mingsheng

(WISDRI Engineering & Research Incorporation Limited., Wuhan 430223)

The coiling telescope appeared in electrolytic degreasing line(EDL) of Beijing Shougang Shunyi cold rolling plant in the early time, which seriously affect the next process. From the production process to the mechanical structure were analyzed, the proposed improvement measures, and ultimately through the process and equipment related adjustments, the coil telescope, greatly reduced has been are put forward, the quality of product are improved.

Coiling telescope Electrolytic degreasing Coiling Solutions scheme

許彥波,男,1979年出生,2003年畢業(yè)于東北大學(xué),碩士,高級工程師，從事冷軋工程設(shè)計工作

TG333.72 TG333.24

B

10.3969/j.issn.1001-1269.2014.06.017

2014-06-16)