酸轧线直头机堆钢问题研究及优化过程

2024-01-08田玉珠刘景波田晓男

设备管理与维修 2023年23期

田玉珠，刘景波，田晓男

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063200）

0 引言

直头机用来在穿带时通过上辊与下辊啮合矫直带钢头部和尾部，使得带钢头尾部不至于太弯而不能穿带，可以顺利到达焊机并与前带带尾焊接。矫直辊啮合情况是根据二级传来的带钢厚度、钢种数据和预先存储的各种矫直啮合设置数据来设定矫直啮合数据，矫直的啮合通过电机来控制。

1 直头机结构和工作原理

直头机由基架、移动框架、矫直辊系、调速电机及1 个输入轴和7 个输出轴的减速机组成（图1），由电机驱动矫直辊，恒速齿轮电机用于调整上矫直辊。

图1 直头机结构

直头机为组式结构，采用平行辊矫直方法，将间断的压力矫直转化为辊式连续矫直，从入口到出口交错布置互相平行的矫直辊。根据来料规格，通过调整2#和6#辊获得合适的啮合量，并进行多次反复压弯，保证带钢的矫直效果（图2）。直头机矫直带钢的实现过程非常复杂，主要涉及原料厚度和屈服强度、插入量、压入时序等方面。

图2 矫直辊结构

2 存在的问题

某酸轧线由于产品钢种和规格范围跨度较大，同时受直头机设备结构的限制，部分钢种直头机矫直效果不良，经常造成入口段堆钢，处理时间较长且影响带钢成材率，同时头尾板形不好严重影响焊接质量，造成重焊和断带问题。堆钢问题的影响因素如下：

（1）标定块变形。标定块材料影响零位标定精度，造成插入量的误差。

（2）零位标定作业方法不规范。四班操作人员零位标定技能水平差异是影响堆钢次数的重要因素。

（3）直头机二级参数按照原料厚度和屈服强度分档，其分档跨度范围大，部分钢种无法达到良好的矫直效果。

（4）直头机初始二级参数设定不合理，受插入量限幅调整的限制，需要操作工每次人为调整较大的补偿量，但仍存在带钢头尾下翘的问题。

（5）2#辊插入量不变，增大6#辊子插入量值，存在直头效果不良和出口6#辊磨损严重问题。

3 改进设计及现场应用效果

3.1 标定块材料更换

整改前，标定块材料为Q235B 钢，材料较软，易变形，影响零位标定精度。将标定块材料换成了高锰合金钢，硬度提高，保证了零位标定精度，减小了因标定块变形而引起的插入量误差。标定块整改前、后对比如图3 所示。

图3 标定块整改前后对比

3.2 优化零位标定作业方法

统计1 年内甲、乙、丙、丁四个班组分别造成的堆钢次数，得出丙班次数最多，其次为乙班，其中丙班一班的堆钢次数比其他三个班组之和都多，说明操作人员零位标定技能水平是影响堆钢次数的重要因素之一。为此制定了零位标定作业方法，并对标定人员进行了培训，定期由专人按照零位标定作业方法进行标定，减小了因个人因素导致的插入量的误差。零位标定方法如下：

（1）定期由专人按照零位标定作业方法进行标定。

（2）打开直头机，清洁直头机工作辊与标定块表面。

（3）放入标定块，调整到合适的位置。

（4）点动直头机入口、出口MESH JOG DOWN，缓慢压下直头机，直到直头机上辊即将和标定块接触，停止操作，锁定面板。

（5）由机械人员，用塞尺测量C 的大小，分别测量直头机入口值C1和出口值C2。

（6）压下直头机，测量C1、C2间隙0.05 mm 时结束。

（7）矫直机标定在矫直机界面的Calib Gap Ref 内输入实测值，再按下Calibrate At Zero 标定即可。

3.3 屈服强度分档细化

酸轧直头机参数主要按照原料厚度和屈服强度分档，利用现场试验数据分析得出插入量与屈服强度和厚度的关系具有以下规律：同一屈服强度，厚度与插入量接近线性关系；同一厚度，屈服强度越大，直头机插入量越大（图4）。

图4 插入量与屈服强度和厚度的关系

整改前屈服强度以100 MPa 为分档单位，分档跨度范围大，对部分钢种的矫直效果较差。为了改善这个问题，把屈服强度分档单位细化为50 MPa，使矫直效果提升23%（图5）。

图5 屈服强度分档

3.4 插入量限幅调整

整改前直头机设定参数不合理，插入量调整限幅为5 mm，导致在生产高强钢时，人工补偿量达到最大仍存在带钢下翘问题。经过现场试验研究，对直头机设定参数进行优化，将程序中的限幅从5 mm 增加到10 mm，人工补偿量由1～7 mm 缩窄到0～0.5 mm，可以满足屈服400 MPa 以下直头效果，高强钢直头效果提升了16%（图6）。