梁榮軍

摘要：熱卷箱是將鋼坯從粗軋機(jī)高速送至精軋機(jī)低速開卷的中間過程設(shè)備，具有保溫、縮短輥道長度的功能。而開卷臂是熱卷箱的關(guān)鍵部件之一，對(duì)開卷臂的良好控制能為穩(wěn)定順利開卷提供強(qiáng)有力的保證。本文詳細(xì)介紹了熱卷箱開卷臂液壓控制回路的故障與排除。

關(guān)鍵詞：熱卷箱;開卷臂;液壓系統(tǒng)

熱卷箱主要用于熱連軋機(jī)組中，在一定程度上改善了頭尾終軋溫度差和中間坯溫度的不均勻性，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。熱卷箱設(shè)置在粗軋機(jī)和精軋機(jī)之間，將粗軋機(jī)軋出的厚度在20～40mm的中間坯采用無芯卷取方式卷繞成卷，然后立即反向開卷，送入精軋機(jī)，實(shí)現(xiàn)邊開卷邊軋制?；诖耍疚脑诜治隽藷峋硐溟_卷臂工作過程的基礎(chǔ)上，針對(duì)某鋼廠熱卷箱開卷臂在調(diào)試過程中出現(xiàn)的壓力無法調(diào)整到工作壓力的現(xiàn)象，論述了其產(chǎn)生的原因，并提出了合理的解決方案。

一、熱卷箱作用

熱卷箱是提高熱連軋產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備，它與軋機(jī)及輥道的速度匹配更為重要，直接影響整條生產(chǎn)線的穩(wěn)定性及產(chǎn)品質(zhì)量。其位于粗軋機(jī)之后，又位于切頭飛剪之前軋線中部位置，是軋制工藝中間環(huán)節(jié)。當(dāng)粗軋機(jī)軋出的中間坯（厚度30～45mm）完成最后一道次軋制時(shí)，由輸送輥道經(jīng)過熱卷箱前側(cè)導(dǎo)位進(jìn)入熱卷箱將熱中間坯卷成熱帶鋼卷，然后再將熱帶鋼卷進(jìn)行開卷，經(jīng)托卷輥及夾送矯直輥將中間坯矯直送入切頭飛剪進(jìn)行切頭或切尾，中間坯切頭后除鱗進(jìn)入精軋機(jī)進(jìn)行軋制。

1、具有保溫的作用。在軋制過程中，由于將中間坯卷成卷，所以有效的減小了帶鋼的散熱面積、輻射面積，以及帶鋼頭尾溫差及帶鋼邊部溫降。

2、具有均溫作用。由于中間坯卷成卷，所以中間坯在全長度方向上成卷后發(fā)生熱傳遞、熱輻射，有效地保證了帶鋼的溫度均勻性，同時(shí)有效的減少了加熱爐在燒鋼過程中產(chǎn)生的黑印。

3、具有破鱗作用。由于卷取和開卷過程中中間坯發(fā)生機(jī)械彎曲變形，使帶鋼表面脆硬的二次氧化鐵皮碎裂，同時(shí)由于帶鋼的高速卷取，使氧化鐵皮大部分被拋離帶鋼，其余部分只是附著在表面保證了精軋除鱗的良好效果。

4、由于熱卷箱具有雙站工作特點(diǎn)，能放兩個(gè)中間卷，即縮短了軋線長度，又能作為粗、精軋的緩沖帶。

二、熱卷箱開卷臂開卷工作過程

熱卷箱開卷臂開卷工作過程如圖1所示，熱卷箱的卷取過程完成后，熱卷箱進(jìn)入開卷過程，開卷臂在回轉(zhuǎn)液壓缸的驅(qū)動(dòng)下，使開卷刀首先與中間坯熱卷外徑接觸，當(dāng)回轉(zhuǎn)液壓缸繼續(xù)帶動(dòng)開卷臂向下運(yùn)動(dòng)時(shí)開卷刀沿著中間坯熱卷外徑浮動(dòng)下滑，直至開卷刀插入中間坯熱卷的頭部，開卷刀繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到極限位置，將中間坯熱卷的頭部打開，完成開卷。

三、熱卷箱開卷問題及原因

1、熱卷箱開卷問題。某鋼廠在熱卷箱投用調(diào)試初期，當(dāng)中間坯完成卷取后，開卷失敗問題主要表現(xiàn)為：開卷刀首先與中間坯熱卷外徑接觸，當(dāng)回轉(zhuǎn)液壓缸繼續(xù)帶動(dòng)開卷刀向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，開卷刀沒有沿著帶卷外徑浮動(dòng)下滑，而是把熱卷推離開卷位置，從而無法繼續(xù)完成開卷。

2、熱卷箱開卷過程受力分析。熱卷箱開卷過程受力分析如圖2所示，由力的平衡條件可得開卷?xiàng)l件為：

G=N1 cosα+N2 cosβ-F sinθ-fsinα（1）

F cosθ≤N1 sinα-N2 sinβ+f cosα（2）

式中：G為鋼卷的重量（N）;

N1為輥道對(duì)鋼卷的壓力，（N）;

N2為輥道對(duì)鋼卷的壓力，（N）;

F為開卷刀對(duì)鋼卷的推力，（N）;

f為鋼卷與輥道的摩擦力，（N）。

由式（2）可知，當(dāng)開卷刀沿著帶卷外徑浮動(dòng)下滑時(shí)，θ角的數(shù)值變小，F(xiàn)cosθ的值增大，當(dāng)θ角的數(shù)值為0時(shí)，F(xiàn)cosθ的值為最大F，此時(shí)如果仍能滿足式（2），則表示滿足開卷?xiàng)l件，反之，則不滿足開卷?xiàng)l件。

3、開卷臂液壓控制回路分析。通過上述分析可知，導(dǎo)致開卷失敗的原因是開卷刀對(duì)鋼卷的推力F偏大，推力F是由開卷臂擺動(dòng)液壓缸來控制，其液壓原理圖如圖3所示。

元件1在拆換閥臺(tái)元件時(shí)切斷主壓力管路;元件2控制開卷臂擺動(dòng)液壓缸伸出和縮回;元件3控制液壓缸伸出和縮回的速度;元件4鎖定液壓缸停位;元件5控制節(jié)流流量;元件6控制液壓缸無桿腔壓力;元件9為二級(jí)壓力調(diào)節(jié)閥，遠(yuǎn)程控制元件6的溢流壓力。

當(dāng)開卷臂準(zhǔn)備開卷時(shí)，電液換向閥2上的電磁鐵b得電，壓力油通過單向節(jié)流閥3和液控單向閥4進(jìn)入液壓缸的無桿腔，液壓缸上的無桿腔壓力通過溢流閥6來調(diào)節(jié)。溢流閥6上的油口X接到比例溢流閥9上，通過給定比例溢流閥9控制信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)溢流閥6遠(yuǎn)程壓力調(diào)節(jié)，控制開卷刀推力F的大小。

開卷故障出現(xiàn)初期，懷疑開卷臂液壓缸壓力無法減小的原因是比例溢流閥9給定的信號(hào)偏大，導(dǎo)致溢流閥6的設(shè)定壓力偏大，減小比例溢流閥9的信號(hào)，通過壓力傳感器10讀的數(shù)值為2.1 MPa，當(dāng)繼續(xù)減小比例溢流閥9的給定信號(hào)時(shí)，壓力傳感器10的數(shù)值仍為2.1 MPa，問題沒有得到解決。經(jīng)過排查，初步確定導(dǎo)致液壓缸無桿腔壓力無法減小的原因是無桿腔供油流量和溢流流量不匹配造成的。

產(chǎn)生液壓缸無桿腔壓力無法減小的原因描述如下：當(dāng)熱卷箱準(zhǔn)備開卷時(shí)，壓力油通過電液換向閥2進(jìn)入液壓缸的無桿腔，同時(shí)給定比例溢流閥9控制信號(hào)，設(shè)定溢流閥6的溢流壓力，當(dāng)回轉(zhuǎn)液壓缸帶動(dòng)開卷刀向下運(yùn)動(dòng)，開卷刀沿著帶卷外徑下滑時(shí)，液壓缸在外力的作用下迫使有桿腔縮回，此時(shí)，溢流閥6需要溢流的流量小于通過電液換向閥2的流量和液壓缸有桿腔縮回產(chǎn)生的流量之和，導(dǎo)致液壓缸無桿腔的壓力只能減少到2.1 MPa，無法繼續(xù)減少。

分析原因后，在不改變?cè)O(shè)計(jì)回路的基礎(chǔ)上，只要適當(dāng)減少進(jìn)入液壓缸無桿腔的流量，就可以解決此問題。在調(diào)試現(xiàn)場，調(diào)試人員適當(dāng)調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥3，減少進(jìn)入液壓缸無桿腔的流量后，在不改變比例溢流閥9設(shè)定值的情況下，液壓缸無桿腔的壓力可以減小到1.3 MPa，問題得以解決。

四、結(jié)語

熱卷箱是現(xiàn)代化板帶鋼軋制工藝中用于將中間坯卷取并開卷的設(shè)備，位于粗軋機(jī)之后切頭飛剪之前。此工藝是將從粗軋機(jī)過來的高速中間坯卷成帶卷，然后再開卷將中間坯以低速送入精軋機(jī)組。而開卷臂液壓系統(tǒng)的作用為通過改變壓強(qiáng)增大作用力，為此，本文首先闡述了熱卷箱開卷臂的工作過程，結(jié)合某工程熱卷箱開卷問題，詳細(xì)分析了開卷臂液壓控制回路開卷問題產(chǎn)生的原因，為今后熱卷箱的調(diào)試和設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

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