于洋

摘要：文章介紹了棒材生產線的定尺剪切系統(tǒng)的主要設備及運行原理，通過設定定尺機、冷剪設備的技術方案，不僅穩(wěn)定設備運行，減少了故障停機時間，更提高了棒材定尺控制精度和工作效率，達到了一舉多得的工作效果，大大提高了設備運行的可靠性及穩(wěn)定性，降低了維修成本和職工維修作業(yè)強度，為穩(wěn)定在線生產、促進指標提升奠定了堅實基礎。

關鍵詞：棒材生產線；定尺剪切系統(tǒng)；冷剪設備；連鎖；制動器 文獻標識碼：A

中圖分類號：TG333 文章編號：1009-2374（2017）10-0077-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.038

1 生產現(xiàn)狀概述

宣鋼精品棒材生產線2012年3月正式投入生產，該條生產線是目前國內工藝技術、自動化水平一流的生產線。整個生產線主傳動全部采用全數(shù)字控制的交流電機。原料采用熱裝熱送、全連續(xù)高速軋制新工藝，軋制速度最高可達每秒18米。主要以生產螺紋鋼為主。軋制品種主要包括∮10×4、∮12×4、∮14×3、∮20×2、∮22×2、∮25、∮36、∮40八個規(guī)格，生產線上冷剪擔負著全部成品材的剪切任務，倍尺剪將成品材成6～15m的成品鋼。定尺機位于冷剪輸出輥道的上方，有液壓馬達帶動其左右運行。該生產線采用固定式冷剪，剪切能力1300噸，剪刃寬度1700mm。冷剪設備主要包括了冷剪主電機、制動器風機、離合器風機、稀油潤滑、干油潤滑、入口壓輥、齊頭擋板、出口升降輥道。定尺機的作用是在確定成品的尺寸后，通過定尺及移動來改變成品的長度。在生產中，經(jīng)常要通過定尺機對成品材長度進行限定和調整，軋制15m、12m、9m成品材時，需要移動定尺機來控制成品材的長度。

精軋機出口棒料經(jīng)過倍尺飛剪分段剪切后通過冷床輸入輥道進行加速，以便于拉開與下一根棒料頭部的距離，當棒料尾部即將到達分鋼點位置時制動裙板開始下降進行分鋼，當制動裙板到達低位后輥道上的棒料沿著輥道斜面滑入制動裙板里開始制動，在下一根棒料頭部到達分鋼點之前制動裙板上升至中位擋住下一根鋼，當制動裙板里的棒料停止運行后制動裙板上升至高位將棒料拋入矯直板中，制動裙板分鋼制動完畢。制動裙板到達高位后冷床動齒延時起動，將棒料向冷床卸料側運送一個齒距的距離。棒料由輸送至排鋼鏈，并在排鋼鏈上形成料層，新的料層形成后排鋼鏈走一大步，將料層與下一個料層分開，此后運料小車將排鋼鏈上的料層托起，并輸送至冷床輸出輥道，冷床輸出輥道啟動，將料層運送至定尺擋板前進行對齊，然后冷剪做單剪切，定尺擋板升起，冷剪后輥道運行，將剪切完成的棒層運送至收集區(qū)。

2 定尺機操作原理

2.1 主要操作

定尺的長度設定，定尺液壓站起停，液壓站風機起停。定尺機編碼器標定。

2.2 就地操作

定尺機可在BM05LCB2就地操作箱進行左右移動，擋板升降，鎖緊松開，液壓站起停，風機起停操作。

2.3 集中操作

集中可控制定尺機左右移動，定尺擋板升降，鎖緊松開，定尺機自動定位。

定尺機自動標定：當定尺在最高位時，按下自動定位按鈕，如果定尺機的位置與設定位置的偏差超過2mm，定尺機鎖緊裝置自動松開，定尺自動運行至設定的長度位置后，自動停止，鎖緊裝置重新鎖緊。定尺機位置標定：當定尺機運行誤差偏大時，需要對定尺機進行重新標定，具體步驟如下：將定尺機停在一個固定的位置，定尺擋板下降，測量出冷剪剪刃至定尺擋板的距離，把這個距離輸入到HMI，然后按下標定按鈕。

定尺擋板自動：定尺擋板處于低位時，將棒材運至定尺擋板前對齊，然后按下單剪切，冷剪做完單剪切后，定尺擋板自動上升，冷剪后輥道運行，當切好的倍尺離開冷剪后3#光柵后經(jīng)過延時，定尺擋板自動下降。

3 冷剪離合器裝配

離合器用于各種機械的主從動軸之間的結合和分離并傳遞運動或動力。除了用于機械的起動、停止、換向和變速之外，還可用于對機械零件的過載保護。棒材車間離合器為氣動形式，氣壓0.6～0.9MPa，0.7MPa為最佳工作壓力，離合器工作間隙9～11mm。

（1）裝配前，清除離合器本體內部的雜物，尤其是側壁齒內附著的殘渣，并用角磨機修磨鋼盤內齒、膨脹縫倒角做以及摩擦片毛邊修整，尤其是重復使用舊摩擦片時必須對外齒進行修磨；（2）在摩擦片安裝過程中，摩擦片的散熱槽要與離合器本體散熱孔對齊達到最好的換熱效果。釋放彈簧安裝位置要避開離合器本體散熱孔，保證釋放彈簧的穩(wěn)固；（3）放入鋼片時要調整好鋼片位置，保證鋼片在離合器位置，不影響擺放釋放彈簧，同時安裝釋放要保證彈簧穩(wěn)固無歪斜；（4）離合器、制動器在線更換后必須進行工作間隙的測量，間隙超出范圍，必須進行在線的調整。

4 設備運行過程中存在的問題

4.1 冷剪存在的問題

4.1.1 壓力不足導致設備運行不穩(wěn)定。棒材線冷剪依靠氣動離合器、制動器的打開、閉合來實現(xiàn)工作。冷剪離合器、制動器的工作壓力要求不低于0.65MPa，當系統(tǒng)壓力低于0.65MPa時，傳遞給離合器、制動器的動力源不夠，導致離合器、制動器內部摩擦增大，從而溫度過高燒毀離合器。離合器初始設計內部摩擦片使用釋放彈簧實現(xiàn)摩擦片的釋放，但在實際的使用中釋放彈簧的往復動作極易導致彈簧本身失效，當摩擦片需要彈開釋放時，釋放彈簧不僅起不到助力的作用。冷剪離合器與制動器正常使用所要求的壓縮空氣系統(tǒng)壓力應在0.65～0.9MPa，由于原使用的管網(wǎng)壓縮空氣壓力低、不穩(wěn)定，頻繁造成冷剪離合器、制動器過熱導致其燒損。

4.1.2 內部結構檢查不便。原二棒線冷剪離合器、制動器需要將整體的防護罩拆除才能實現(xiàn)間隙的檢查，只有當停機時間超過30分鐘時才能停機檢查冷剪，從而不能實現(xiàn)對冷剪的實時監(jiān)護。

4.1.3 冷剪制動器過熱。二棒線冷剪系統(tǒng)是整個精整區(qū)最為關鍵的系統(tǒng)，它運行的好壞關系到整條生產線的產能和穩(wěn)定，而冷剪制動器又是冷剪系統(tǒng)里面最重要的設備之一，所以保證制動器運行穩(wěn)定，冷剪系統(tǒng)才能穩(wěn)定，整條生產線才能有序生產。制動器受溫度的影響非常大，一旦溫度上升到80℃以上，制動器內部摩擦片就會因過熱而抱死，從而導致制動器發(fā)生故障，必須進行搶修更換。制動器冷卻風機就是為了給制動器降溫而配備的，但是由于建廠設計失誤，制動器風機被設計成懸掛式放置，由于冷卻風機全天都在運轉，極易發(fā)生損壞，這種放置方式導致風機發(fā)生損壞時更換起來非常麻煩，而且還有被風機砸傷的風險，既耽誤時間，又給工人帶來很重的工作負擔。

4.2 定尺機存在的問題

由于設計定尺機的油箱較小，環(huán)境較差，油臟，定尺機本身自帶冷卻系統(tǒng)，不能完全起到冷卻效果，定尺機本身管路較復雜不易更換等原因，導致正常使用過程中多次因為定尺機定尺擋板不動作和定尺機壓力較低等原因影響生產。生產中遇到的主要問題如下：

4.2.1 定尺機壓力不足，由于定尺機所在環(huán)境較臟，多次發(fā)生因為油臟堵塞液壓閥導致定尺機擋板不升降和不能前進后退的現(xiàn)象。

4.2.2 定尺機油箱較小，而且自帶冷卻系統(tǒng)為風冷，在定尺機來回的動作時，風冷機不能很好地起到冷卻效果，油箱油溫太高導致密封損壞的現(xiàn)象多次發(fā)生。

4.2.3 定尺機自帶閥臺位置和油管位置不合適，由于密封油管損壞等原因造成漏油時，油管拆裝不便，影響更換效率。

4.2.4 在軋制不同長度的鋼種時，定尺機需要移動位置，在移動過程中有時會發(fā)生溜車和自動行走等現(xiàn)象。

4.2.5 定尺機閥臺完全依靠焊接在閥臺兩側的底板通過連接螺栓實現(xiàn)固定，而定尺機每天要承受數(shù)以萬次的成品材撞擊，致使沒有緩沖元件的閥臺其固定螺栓極易松動或斷裂，閥臺上各部控制閥多次損壞報廢。

5 解決問題

5.1 消除冷剪運行不穩(wěn)定

5.1.1 安裝空壓機穩(wěn)定氣源。通過增加汽包，改造路由等多項措施進行改造，仍未達到預期效果，采取空氣壓力低于0.55MPa時冷剪必須減少剪切支數(shù)，低于0.5MPa讓其自動停車的臨時措施，這樣嚴重制約了生產節(jié)奏。通過增設空壓機，提供獨立氣源、穩(wěn)定空氣壓力，將其壓力穩(wěn)定在0.68～0.73MPa，保證冷剪的正常使用。由于氣路氣壓不穩(wěn)定，時高時低影響制動器、離合器的正常打開和關閉，導致離合器、制動器氣囊的破損，造成大量的事故停機。由于制動器換向閥處于輥道上部，在設備運轉時無法實現(xiàn)對設備的檢查、監(jiān)測。在氣路上安裝氣壓監(jiān)測裝置，實現(xiàn)了對設備的實時監(jiān)護，方便了對設備故障的判斷，縮短了故障停機時間。

5.1.2 增加窺視孔便于觀測。利用電氣焊在離合器、制動器的防護罩上打開一個150*300mm的窺視孔，并用合頁將一個150*300mm的鐵片固定在窺視孔上，在鐵片及防護罩本體上焊接螺母來實現(xiàn)鐵片的固定。這樣當有短時間的停機時也可實現(xiàn)對冷剪離合器、制動器間隙的檢查。

5.1.3 自制風排冷卻制動器。自制風排來代替風機為制動器提供冷卻作用，利用6"無縫管并在管的一側均勻分布許多小風孔，只保留進氣口后固定到制定器上，小風孔朝向制動器，這樣只要將冷剪風包和風排進氣口連通，源源不斷的空氣就從風排吹向制動器，起到冷卻作用。

5.2 摘除油箱改造閥臺穩(wěn)定定尺機運行狀況

將定尺機的油箱摘除，由冷床液壓站取進、回兩根油管和定尺機總的進、回油管相連接，解決了定尺機油臟導致的壓力不足，油溫高導致的密封損壞，以及由于壓力不足時定尺機無法移動和升降的問題；將定尺機原有的油管及其閥臺改造，將原有的閥臺位置移動到油箱摘除后位置，解決了閥臺位置不合適導致更換時的不便；在定尺機移動行走油管上增加截門，解決了定尺機有時自己移動導致的定尺不準的問題。用10mm厚的鋼板重新制作底座，在底座上打通眼，用250mm長的螺栓自制小龍門架插于底座通眼處用螺栓緊固，通過龍門架壓固閥臺，并用廢棄的傳送帶放在閥臺下方起緩沖作用，閥臺得到較好固定，保護了各控制閥，延長了各閥使用壽命，保障了定尺機的正常運行。

6 結語

該區(qū)域設備改造完成后具有使用壽命長和易于維護等優(yōu)點，有效地降低了設備的維護成本和維修人員的勞動強度，保證了生產的正常進行。該項目投入后，生產線各項生產指標水平已達到國內一流水平，各項技術改造措施可以向其他同類生產線推廣應用。

（責任編輯：蔣建華）