王明龍，鄂世偉，孟祥東，徐科明

（中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司，重慶 401122）

0 引 言

在帶鋼連續(xù)機(jī)組中，隨著生產(chǎn)工藝及裝備技術(shù)的提升，機(jī)組生產(chǎn)速度越來越快，處理帶鋼的厚度越來越薄、寬度越來越寬，機(jī)組產(chǎn)量也隨之增大，這就使得機(jī)組無故障運(yùn)轉(zhuǎn)、卷取邊緣的對齊等問題更加難于保證。同時由于機(jī)組速度的提高，為了保證機(jī)組的連續(xù)生產(chǎn)還要相應(yīng)地增加活套套量，這進(jìn)一步加劇了帶鋼的跑偏，在大套量活套內(nèi)的"不跑偏"更難以保證。因此，為了滿足生產(chǎn)需要，提高生產(chǎn)效率，本文對機(jī)組帶鋼跑偏的起因、防偏及糾偏的方法進(jìn)行討論研究，為連續(xù)機(jī)組的設(shè)計、生產(chǎn)提供了指導(dǎo)。

1 連續(xù)機(jī)組中帶鋼跑偏的起因

連續(xù)機(jī)組中，帶鋼運(yùn)行過程中通過各種輥?zhàn)?，在此過程中帶鋼與輥?zhàn)颖砻娼佑|產(chǎn)生一定的摩擦阻力，在摩擦阻力界限內(nèi)，帶鋼上各點(diǎn)與輥?zhàn)又行木€成直線行走，帶鋼張力沿輥?zhàn)又行木€截面上分布均勻，此時帶鋼垂直輥?zhàn)又行妮S運(yùn)行，無側(cè)向分力及位移，未產(chǎn)生跑偏現(xiàn)象。

但是在實際生產(chǎn)過程中，由于受到復(fù)雜多變外界因素的干擾影響，使帶鋼的運(yùn)行條件發(fā)生了變化，帶鋼受力情況發(fā)生了改變，進(jìn)而產(chǎn)生了跑偏現(xiàn)象。

在連續(xù)機(jī)組中，帶鋼跑偏現(xiàn)象可通過受力分析的方法來解析。如圖1 所示，帶鋼與輥?zhàn)又g夾角不是90°。

圖1 中，帶鋼主動，輥?zhàn)颖粍樱治鲚佔(zhàn)訉т摰淖饔昧，橫向作用分力F1使帶鋼產(chǎn)生橫向移動（帶鋼中心線偏移輥?zhàn)又行木€，即跑偏）的趨勢，如果橫向分力F1大于輥?zhàn)訉т摰臋M向摩擦力，帶鋼就可移動到新的位置，產(chǎn)生橫向位移，產(chǎn)生跑偏。在實際的連續(xù)生產(chǎn)中，這種微弱的調(diào)整總是在進(jìn)行的，也由于這種調(diào)整作用的存在使得帶鋼的跑偏原因更加復(fù)雜。

圖1 帶鋼跑偏的受力分析

在連續(xù)機(jī)組中，產(chǎn)生跑偏現(xiàn)象的主要因素有以下幾種［1－2］：

1）帶鋼一側(cè)邊緣與直線偏離，即帶鋼鐮刀彎。此種情況下，帶鋼上各點(diǎn)受力方向與帶鋼運(yùn)行方向成一定夾角，將產(chǎn)生橫向作用力，進(jìn)而產(chǎn)生跑偏。這種跑偏量的大小與鐮刀彎的彎曲程度（即帶鋼一側(cè)邊緣與直線的偏離程度）、帶鋼張力的大小以及兩根輥?zhàn)又g的間距有關(guān)。

2）與帶鋼接觸的輥?zhàn)訋缀涡螤钣嘘P(guān)。輥?zhàn)釉诩庸ね瓿珊罂赡艹叔F形或圓柱形，另外輥?zhàn)釉陂L期運(yùn)行中由于單邊磨損大也會呈錐形。而錐形輥對帶鋼摩擦阻力分布不均勻，粗的一端對帶鋼的摩擦阻力要大，使帶鋼總是向粗的一端跑偏。此類跑偏現(xiàn)象中，輥?zhàn)拥腻F度小，帶鋼所受摩擦阻力分布不均勻程度小，跑偏也就??；輥?zhàn)拥腻F度大，帶鋼所受摩擦阻力分布不均勻程度大，跑偏也就大。

3）相鄰兩輥軸向中心線不平行。由于帶鋼總是有與輥?zhàn)虞S向中心線成直角的趨勢，如果帶鋼在兩個互不平行的輥?zhàn)由线\(yùn)行，就會產(chǎn)生帶鋼跑偏。這種跑偏現(xiàn)象由于兩輥軸向中心線不平行，使帶鋼一側(cè)的張力變大，而另一側(cè)的張力減小，從而使帶鋼產(chǎn)生了變形，形成了“鐮刀彎”，而“鐮刀彎”的產(chǎn)生又在一定程度上減小了帶鋼的跑偏量，但是對帶鋼表面的板型產(chǎn)生了不利影響，降低了帶鋼質(zhì)量。

4）輥面質(zhì)量。如果輥?zhàn)颖砻娲植诙炔灰?，同樣會由于帶鋼表面所受摩擦阻力的不均勻而產(chǎn)生跑偏現(xiàn)象。

5）夾送輥兩端壓力不均勻。帶鋼在夾送輥之間夾送時，若夾送輥兩端的壓力不均勻，則帶鋼受到夾送輥的摩擦阻力也不均勻，會產(chǎn)生與錐形輥類似的跑偏現(xiàn)象，即帶鋼向壓力小或兩夾送輥間距大、摩擦阻力小的一側(cè)移動。

除了上述一系列影響因素外，在帶鋼的連續(xù)機(jī)組中還有許多其它各式各樣的擾動因素，這里不再一一列舉。

總之，引起帶鋼跑偏的原因很多，要從量上準(zhǔn)確確定帶鋼的跑偏量非常困難，但是通過對帶鋼運(yùn)行過程中輥?zhàn)拥氖芰η闆r及對帶鋼跑偏的各種因素的分析可知：在其它工況不變的情況下，提高帶鋼的單位張力，可降低帶鋼的跑偏；同樣，帶鋼自由段越長跑偏量也會越大。

2 連續(xù)機(jī)組中帶鋼的“防偏”措施

可以利用帶鋼的跑偏機(jī)理，抑制帶鋼的跑偏。如果防偏措施選擇恰當(dāng)，帶鋼在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的跑偏可以被有效抵消。連續(xù)機(jī)組中常用的“防偏”措施有：

1）采用側(cè)導(dǎo)板或側(cè)導(dǎo)輥裝置。在帶鋼較厚、機(jī)組速度及張力較低的情況下或者在帶鋼的穿帶對中時，可以通過對帶鋼兩側(cè)的剛性限制，使帶鋼在機(jī)組中心線上運(yùn)行。在連續(xù)機(jī)組入口段的穿帶過程中使用廣泛。

2）在機(jī)組中適當(dāng)設(shè)置定心輥。常見的定心輥有雙錐輥和鼓形輥。根據(jù)螺旋作用原理，帶鋼兩側(cè)受到由邊緣指向中心的摩擦阻力，使得帶鋼自動向機(jī)組中心線運(yùn)行，起到定心作用。另外，當(dāng)帶鋼跑偏時，帶鋼與跑偏側(cè)的輥面接觸面積增大，帶鋼邊緣與輥面的線速度差也增大，造成帶鋼在該側(cè)受到指向中心的摩擦阻力增大，從而使帶鋼向輥?zhàn)又行倪\(yùn)行，起到定心作用。

3）調(diào)整托輥軸向中心線垂直度。托輥軸向中心線在水平方向上傾斜了一個角度，根據(jù)帶鋼的受力分析，帶鋼運(yùn)行過程中，托輥為自由輥（無動力），托輥對帶鋼運(yùn)行起到阻礙作用。如果相鄰?fù)休佒g夾角不是90°，帶鋼將受到沿托輥軸線方向的一個橫向摩擦阻力，使帶鋼向輥?zhàn)拥哪骋粋?cè)移動，直到帶鋼與托輥軸向中心線的夾角變成90°。此種防偏措施常用于臥式活套擺動門及底部托輥。

在連續(xù)機(jī)組中，適當(dāng)?shù)姆榔胧┛梢杂行У胤乐箮т撆芷５谴祟惔胧┮苍诓煌潭壬蠒т摫砻娈a(chǎn)生損傷，所以在對帶鋼質(zhì)量要求較高的連續(xù)機(jī)組中應(yīng)用并不是特別廣泛。

3 連續(xù)機(jī)組中帶鋼的糾偏措施

連續(xù)機(jī)組中除了帶鋼的防偏措施外，糾偏措施也是一種行之有效的措施。連續(xù)機(jī)組中的糾偏設(shè)備一般都有各自獨(dú)立的CPC 系統(tǒng)，由該系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，將帶鋼糾正到機(jī)組中心線上。根據(jù)糾偏工作原理的不同，糾偏措施一般可分為比例糾偏（P 型糾偏）、積分糾偏（I 型糾偏）、比例積分糾偏（PI 型糾偏）以及開卷機(jī)、卷取機(jī)糾偏。根據(jù)糾偏設(shè)備分類，一般又可分為單輥、雙輥及三輥糾偏。下面按工作原理的分類方法對其進(jìn)行介紹［3－4］。

3.1 比例糾偏（P 型糾偏）

比例糾偏又叫P 型糾偏，適用于安裝在前后位置較小的場合。比例糾偏的擺動轉(zhuǎn)軸靠近入帶方向，糾偏動作是通過活動框架的旋轉(zhuǎn)帶動出帶側(cè)帶鋼進(jìn)行移動，從而達(dá)到糾偏的目的。該類糾偏的特點(diǎn)是：需要較短的自由進(jìn)帶（一般要求不小于2 倍帶寬）和自由出帶距離即可；只能糾正出帶偏差而不能糾正進(jìn)帶偏差；最大糾偏能力受到進(jìn)帶與出帶間距的制約。圖2 為幾種常見的比例糾偏形式。

圖2 比例糾偏簡圖（P 型糾偏）

3.2 積分糾偏（I 型糾偏）

積分糾偏又叫I型糾偏，該糾偏方式一般應(yīng)用于有較長進(jìn)帶距離（一般認(rèn)為大于20 倍帶寬）的情況下。當(dāng)帶鋼出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象時，活動框架帶動糾偏輥擺動一定的

角度，使進(jìn)帶平面與糾偏輥的輥軸中心線形成一定夾角，通過螺旋作用，形成一個指向機(jī)組中心線的軸向分力，使帶鋼回到機(jī)組中心線上。該類糾偏的特點(diǎn)是：在糾正出帶偏差的同時也能糾正入帶偏差；由于是通過“輥效應(yīng)”進(jìn)行的糾偏使得響應(yīng)較慢，需要較大的安裝位置。圖3 是幾種典型的積分糾偏形式。

圖3 積分糾偏簡圖（I 型糾偏）

3.3 比例積分糾偏（PI 型糾偏）

比例積分糾偏又叫PI型糾偏，該糾偏方式在連續(xù)機(jī)組中得到了廣泛應(yīng)用。此方式通過一四桿機(jī)構(gòu)來擺動裝有糾偏輥的活動框架，使帶鋼橫向移動（P 型糾偏），同時又能使帶鋼與糾偏輥軸中心線之間形成一定角度（I 型糾偏），兩者恰當(dāng)?shù)慕M合就形成了比例積分糾偏。該類糾偏的特點(diǎn)是：既能對出帶進(jìn)行精確糾正，又能對進(jìn)帶進(jìn)行一定的糾正；需要一段較長的自由進(jìn)帶距離（大于8 倍最大帶寬），對于自由出帶距離可以短些（5 倍最大帶寬）。圖4 為幾種典型的比例積分糾偏形式。

圖4 比例積分糾偏簡圖（PI 型糾偏）

3.4 三輥糾偏

三輥糾偏本質(zhì)上是一種比例積分糾偏（PI 型糾偏），一般應(yīng)用于帶鋼張力較大或帶鋼較厚的工況，帶鋼不需要在糾偏輥上包繞較大角度就能起到糾偏作用，減少了帶鋼包繞輥?zhàn)訒r的塑性變形。圖5 就是一種典型的三輥糾偏形式。這種糾偏方式的糾偏效果，需要保證糾偏輥與帶鋼之間有足夠的摩擦力，摩擦力的大小可通過糾偏輥徑和上輥的下壓力來調(diào)整。這種糾偏的特點(diǎn)是既能對出帶進(jìn)行精確糾正，又能對進(jìn)帶進(jìn)行一定的糾正調(diào)節(jié)。

圖5 三輥糾偏簡圖

4 結(jié) 語

在連續(xù)機(jī)組中，帶鋼跑偏是無法避免的，跑偏起因多種多樣，要想完全避免跑偏非常困難。但是通過合理的配置防偏、糾偏裝置，即可卓有成效地控制帶鋼的跑偏。

［1］ 周國盈．帶鋼精整設(shè)備［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1979.

［2］ 張啟富，劉邦津，黃建中．現(xiàn)代鋼帶連續(xù)熱鍍鋅［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2007.

［3］ 陳勇，李天石．帶鋼的糾偏控制［J］．機(jī)床與液壓，2003（6）：191-192.

［4］ 謝忠亮．帶鋼的跑偏及糾正［J］．本溪冶金高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2003（2）：14-16.

（編輯 啟 迪）