蔣小宇，龐劍爽，朱繼賢，黃 棱

(廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司熱軋板帶廠，廣西 柳州 545002)

柳鋼2032 mm熱連軋生產(chǎn)線卷取機(jī)組為2臺具有AJC功能的擺臂式地下卷取機(jī)，主要設(shè)備包括：卷取機(jī)入口輥道、卷取機(jī)前側(cè)導(dǎo)板、夾送輥、卷取機(jī)、帶鋼攔截裝置、卸卷小車、打捆機(jī)等。卷取機(jī)基本時序控制點(diǎn)包括：F1咬鋼信號發(fā)出、夾輥前熱檢檢得、帶鋼頭部進(jìn)入夾送輥、帶鋼頭部卷取、精軋末機(jī)架拋鋼信號發(fā)出、夾輥前熱檢信號檢失、鋼卷定尾完成、卸卷小車卸卷、卸卷完成打捆。卷取機(jī)組基本控制時序如圖1所示。

圖1 卷取機(jī)組基本控制時序圖

卷取機(jī)組在實(shí)際的生產(chǎn)過程中存在卸卷打滑現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為鋼卷的內(nèi)圈或外圈在卸卷小車橫移出卷筒時不跟隨小車一起運(yùn)動[1]。這會造成鋼卷內(nèi)圈劃傷或外卷松圈,直接影響實(shí)物卷型，嚴(yán)重時對步進(jìn)梁或托盤小車運(yùn)輸造成影響，出現(xiàn)堵鋼、甚至翻鋼，降低生產(chǎn)節(jié)奏，影響生產(chǎn)效率。在卸卷過程中出現(xiàn)打滑的直接原因是鋼卷內(nèi)圈與卷筒間隙過小、存在相互干涉，也受到卷筒漲徑不穩(wěn)定、卸卷小車狀態(tài)異常、帶鋼軋制時板型不穩(wěn)定、帶鋼頭部溫度過低以及控制參數(shù)調(diào)節(jié)不合理等綜合因素的影響。由此可見，熱軋鋼卷出現(xiàn)卸卷打滑現(xiàn)象是多種因素共同作用的結(jié)果，因此對卷取機(jī)組卸卷穩(wěn)定性提升的研究，從卸卷設(shè)備狀態(tài)、卸卷控制原理出發(fā)，探索卸卷打滑的產(chǎn)生機(jī)理，并對卸卷打滑制定有效的防控措施，在實(shí)際的卷取生產(chǎn)中顯得尤為重要。

1 卸卷過程控制原理

卷取機(jī)組的卸卷過程是通過卸卷小車進(jìn)行的，當(dāng)帶鋼卷取3～5圈完成踏步后No.1、No.2、No.3助卷輥打開，此時卸卷小車從下降位置高速上升到待機(jī)位置，等待位高度由系統(tǒng)設(shè)定。當(dāng)卷取即將完成時，No.1、No.3助卷輥壓緊帶鋼尾端，助卷輥位置由計算得出，帶鋼尾端在指定位置自動停止。具體原理是根據(jù)PLC計算得到的鋼卷卷徑數(shù)值，估算卸卷小車上升接觸鋼卷的高度，以及從待機(jī)位置上升到觸鋼位置所需要的時間，通過觸鋼時間乘以帶鋼線速度即可得到卸卷小車上升觸鋼啟動時帶鋼尾部位置。卸卷小車從待機(jī)位置低速上升，托住鋼卷并達(dá)到設(shè)定壓力后自動停止，并轉(zhuǎn)換為位置控制，同時No.1、No.3助卷輥打開到最大位置，卷筒停止轉(zhuǎn)動并縮徑，活動外支撐打開極限開關(guān)發(fā)出信號，卸卷小車向打捆位置橫移，前進(jìn)到打捆機(jī)位置時，卸卷小車升降缸退回到下降位置發(fā)出信號，卸卷后卷筒直徑再擴(kuò)大到待卷直徑，3個助卷輥閉合，活動外支撐閉合至待卷位置，卸卷小車返回到卷取機(jī)內(nèi)準(zhǔn)備下一次卸卷。卸卷過程控制流程如圖2所示。

圖2 卸卷過程控制流程圖

2 卸卷打滑原因分析

產(chǎn)生卸卷打滑的直接原因是鋼卷內(nèi)圈與卷筒間隙過小、存在相互干涉[1]，也受到卷筒漲徑不穩(wěn)定、設(shè)備功能異常導(dǎo)致的卸卷小車狀態(tài)不穩(wěn)定、精軋來料板型不穩(wěn)定導(dǎo)致的卷形松圈、帶鋼頭部溫度過低以及控制參數(shù)調(diào)節(jié)不合理等綜合因素的影響。出現(xiàn)卸卷打滑時需要人工手動卸卷，由于人工手動卸卷產(chǎn)生的誤差影響，小車向上頂?shù)母叨炔缓线m，會導(dǎo)致鋼卷內(nèi)圈輕微劃傷，甚至出現(xiàn)內(nèi)圈塔型、外圈松卷等實(shí)物卷型缺陷，如圖3所示。

圖3 卸卷打滑卷型缺陷

2.1 卷筒漲徑不穩(wěn)定

卷筒漲徑過小是導(dǎo)致卸卷打滑的原因之一。2#卷取機(jī)卷筒目標(biāo)漲徑在742 mm～752 mm、3#卷取機(jī)目標(biāo)漲徑在748 mm～754 mm，當(dāng)2#卷筒漲徑≤742 mm或3#卷筒漲徑≤748 mm時，在卷筒縮徑后，卷筒與鋼卷內(nèi)圈會出現(xiàn)間隙過小的現(xiàn)象，導(dǎo)致相互干涉，極大的增加了卸卷打滑的產(chǎn)生概率。卷筒與成型板間隙過小、卷筒干油管堵塞、干油分配器損壞以及卷筒冷卻不充分都會直接影響卷筒，導(dǎo)致卷筒漲徑不穩(wěn)定，進(jìn)而出現(xiàn)卸卷打滑。

2.2 卸卷小車狀態(tài)不穩(wěn)定

2.2.1 卸卷小車水平不穩(wěn)定

理想狀態(tài)下，在卸卷過程中，卸卷小車托卷輥需要與鋼卷下弧面平行接觸，整個卸卷過程均勻受力，平穩(wěn)卸卷。但當(dāng)卸卷小車水平度較差或卸卷小車的橫移軌道不平時，卸卷小車對鋼卷施加的壓力分布不均勻，出現(xiàn)局部壓力過大，嚴(yán)重時會出現(xiàn)卸卷小車橫移方向晃動，使鋼卷內(nèi)圈與卷筒不平行，擠壓卷筒，在卸卷時鋼卷與卷筒之間的摩擦力大于卸卷小車與鋼卷之間的摩擦力，卸卷小車與鋼卷之間產(chǎn)生相對滑動。

2.2.2 卸卷小車壓力不穩(wěn)定

卸卷小車壓力波動會導(dǎo)致在卸卷過程中小車在垂直方向上產(chǎn)生位移，從本質(zhì)上分析，是卸卷小車的接卷高度不平衡造成卸卷打滑。在正常卸卷狀態(tài)下，卸卷小車壓力和卸卷小車高度保持穩(wěn)定地向打捆位置橫移，前進(jìn)到打捆機(jī)位置時，卸卷小車升降缸退回到下降位置發(fā)出信號卸卷完成。但當(dāng)卸卷壓力不合適或產(chǎn)生波動時，卸卷小車高度也隨即產(chǎn)生變化，造成小車高度不一致，直接導(dǎo)致鋼卷擠壓卷筒產(chǎn)生摩擦制約鋼卷運(yùn)動，此時鋼卷不再跟隨小車同步橫移，從而產(chǎn)生卸卷打滑。

2.3 軋制帶鋼板型不穩(wěn)定

帶鋼的板型控制是通過調(diào)整板凸度和平直度來實(shí)現(xiàn)的。板凸度是指板材的橫截面形狀，具體表現(xiàn)為楔形、中心凸度、局部高點(diǎn)；平直度是指在延伸方向有凹凸不平起伏的程度，具體表現(xiàn)為波浪度、翹曲度和橫向厚差[2]。當(dāng)帶鋼楔形較差時，在帶鋼卷取后，多層楔形累積后會使鋼卷兩側(cè)存在較大的厚度差；當(dāng)中心凸度較大時，帶鋼多層累積后會使鋼卷中間相對兩側(cè)存在較大厚度差。鋼卷的厚度差會導(dǎo)致卸卷小車與鋼卷下弧面只能局部接觸，摩擦力不足，最終導(dǎo)致卸卷打滑。

2.4 軋后實(shí)物卷型不穩(wěn)定

軋后實(shí)物卷型缺陷也是造成卸卷打滑的主要因素之一。當(dāng)軋后實(shí)物卷型出現(xiàn)松卷或鋼卷呈面包狀、碗狀時，鋼卷實(shí)際的卷徑大于理論計算卷徑，會引起卸卷小車接觸鋼卷時的高度降低，直接導(dǎo)致卷筒縮徑后的鋼卷重心下移，造成鋼卷內(nèi)圈與卷筒的上表面接觸，卸卷小車在橫移卸卷時多數(shù)會出現(xiàn)嚴(yán)重的卸卷打滑現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼卷內(nèi)圈出現(xiàn)嚴(yán)重抽芯，外松鋼卷會出現(xiàn)外圈嚴(yán)重錯層[2]。

2.5 帶鋼頭部溫度過低不穩(wěn)定

帶鋼頭部溫度不穩(wěn)定對卸卷的影響，主要表現(xiàn)在帶鋼頭部溫度過低時造成卷筒漲徑偏小，引起的卸卷打滑。當(dāng)帶鋼頭部溫度過低時，硬度相對較高，此時卷筒在執(zhí)行二次擴(kuò)張時，在漲縮缸施加相同壓力情況下，卷筒擴(kuò)張阻力較大，漲徑過小，同樣導(dǎo)致了卷筒縮徑后鋼卷與卷筒間隙過小，卸卷時鋼卷刮蹭卷筒導(dǎo)致卸卷困難。

2.6 卷取控制參數(shù)調(diào)整不穩(wěn)定

控制參數(shù)的調(diào)節(jié)在一定程度上也會影響帶鋼卸卷。當(dāng)助卷輥壓力補(bǔ)償過大、踏步圈數(shù)較多時，會導(dǎo)致助卷輥對卷筒的壓力較大，造成卷筒漲徑偏??；當(dāng)卷筒二擴(kuò)設(shè)定距離較大時，帶鋼卷的圈數(shù)過多，此時卷筒才進(jìn)行二擴(kuò)也會導(dǎo)致卷筒漲徑偏小。

3 卸卷打滑防控措施

3.1 維護(hù)設(shè)備狀態(tài)穩(wěn)定

(1)保持卷筒正常漲縮徑穩(wěn)定

加強(qiáng)對卷筒漲徑情況的監(jiān)控，保證在卷筒工作中干油輸送正常，冷卻充分，同時利用檢修對卷筒進(jìn)行維護(hù)，更換損壞的干油分配器，疏通堵塞的卷筒冷卻水噴嘴，從而保證卷筒的使用性能。

(2)保持設(shè)備功能精度穩(wěn)定

利用每次檢修對成型板與卷筒間隙進(jìn)行測量，當(dāng)成型板與卷筒間隙過小時及時進(jìn)行調(diào)整，這樣能夠較好地防止在卷筒漲徑時由于成型板擠壓卷筒導(dǎo)致漲徑過小現(xiàn)象的發(fā)生。此外，當(dāng)出現(xiàn)較為頻繁的卸卷打滑現(xiàn)象時，需考慮是否為卷筒水平或者卸卷小車水平存在偏差，需對其進(jìn)行精確測量，避免由于水平度較差導(dǎo)致持續(xù)出現(xiàn)卸卷打滑的情況。

(3)保持液壓設(shè)備穩(wěn)定

影響鋼卷卸卷的液壓系統(tǒng)是卷筒漲縮缸壓力系統(tǒng)和卸卷小車壓力系統(tǒng)。卷筒漲縮缸壓力不穩(wěn)定影響卷筒漲徑，卸卷小車壓力會導(dǎo)致鋼卷卸卷過程小車高度發(fā)生變化，通過觀察壓力曲線，檢測液壓閥臺壓力，及時更換磨損嚴(yán)重的部件，能夠有效的減少卸卷打滑現(xiàn)象。

3.2 調(diào)整帶鋼板型穩(wěn)定

(1)提高精軋來料溫度均勻性

來料溫度均勻性會影響帶鋼的板型。各品規(guī)的不合理過渡、冷熱坯混裝等問題，均在很大程度上造成加熱溫度不均。提高加熱爐腔壓力的控制穩(wěn)定性、板坯在爐保溫時間，避免出現(xiàn)板坯局部加熱不均勻的情況，保證出鋼時的溫度均勻性。同時加大爐后、粗除磷及精除磷系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控，定期進(jìn)行除磷效果的評估試驗，確保上下排除磷水集管距軋件上下表高度控制在合理的范圍內(nèi)，根據(jù)各工序溫度控制要求優(yōu)化除鱗制度，避免因除鱗造成軋件溫度不均勻。

(2)保持精軋機(jī)組設(shè)備穩(wěn)定

帶鋼的板型最終體現(xiàn)在精軋機(jī)組。通過定期測量精軋機(jī)組設(shè)備精度，檢查機(jī)組除磷水、冷卻水使用情況，及時更換磨損嚴(yán)重的切水板，制定合理的壓下分配制度，此外在不影響帶鋼性能的情況下，適當(dāng)提高帶鋼頭部卷取溫度，能夠有效的改善帶鋼板型，提高卷筒漲徑，從而間接避免由于板型導(dǎo)致卸卷困難的情況出現(xiàn)。

3.3 合理調(diào)控卷取控制參數(shù)

通過對助卷輥壓力補(bǔ)償、踏步圈數(shù)、卷筒二擴(kuò)設(shè)定距離、卷取張力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，在保證卷取時鋼卷不出現(xiàn)失張打滑的情況下，使卷筒漲徑相對增大，從而使卷筒在縮徑后與鋼卷內(nèi)圈間隙增大，避免卸卷打滑。

4 卸卷打滑處理操作

當(dāng)出現(xiàn)卸卷打滑時，可按照以下操作進(jìn)行調(diào)整。先按下操作面板的“卸卷保持”，現(xiàn)場確認(rèn)鋼卷內(nèi)圈碰擦的痕跡，以判斷鋼卷在卸卷過程中是與卷筒的上表面還是下表面碰擦，再按下操作面板的“終漲”后，按下卸卷小車操作面板的“下降”。此時根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場確認(rèn)情況進(jìn)行“前進(jìn)”或“后退”操作，卸卷小車調(diào)整到合適位置后，按下操作面板的“上升”，接觸鋼卷后，按下操作面板的“縮徑”，最后按下操作面板的“卸卷啟動”，由此可調(diào)整初始時由于卸卷小車接卷高度偏差導(dǎo)致的卸卷打滑。

5 結(jié)語

鋼卷出現(xiàn)卸卷打滑現(xiàn)象是多種因素共同作用產(chǎn)生的，各種因素相互影響疊加，提高了卸卷打滑出現(xiàn)的概率。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，通過維護(hù)芯軸使用狀態(tài)保持液壓設(shè)備穩(wěn)定性、調(diào)整卸卷小車水平及接卷壓力、調(diào)整精軋板型、提高精軋來料溫度均勻性等，保證卷筒在卷取過程中能夠正常漲徑，為卸卷提供足夠的間隙，同時合理調(diào)控卷取控制參數(shù)，保證卸卷過程中卸卷小車不刮蹭芯軸，水平運(yùn)動完成卸卷，便能極大減少卸卷打滑的產(chǎn)生。

柳鋼2032 mm熱連軋通過開展卷取機(jī)組卸卷打滑改善攻關(guān)，優(yōu)化卸卷控制機(jī)制，對設(shè)備功能及工藝性能進(jìn)行穩(wěn)定性調(diào)整，目前得到了良好的控制，卸卷打滑的發(fā)生概率大幅度減少，由日均1～2卷降低到月均3～5卷。同時，通過總結(jié)卸卷打滑處理操作，能有針對性地處理異常，有效縮短了故障處理時間，提高了軋后實(shí)物質(zhì)量。