酸洗連軋生產線離線檢查站設備功能優化

劉永振 陳甚超 李衛峰

(北京首鋼冷軋薄板有限公司 北京101304)

酸洗連軋生產線離線檢查站設備功能優化

劉永振 陳甚超 李衛峰

(北京首鋼冷軋薄板有限公司 北京101304)

離線檢查站位于酸洗連軋生產線連軋機的出口，平行于出口步進梁，主要用于冷軋鋼板上下表面的質量檢查。主要研究酸洗連軋生產線離線檢查站設備功能，分析設備存在的影響質量檢查準確性、質量檢查節奏、操作方便性等方面問題的原因，提出設備功能優化方案。 設備改造后，消除了設備缺陷，滿足生產線的各項需求。

離線檢查站 質檢 準確性 檢查節奏 設備功能優化

1 引言

冷軋帶鋼是高附加值、高技術含量的鋼材品種，是汽車、家電、建筑等行業所必不可少的原材料。隨著這些行業的飛速發展，不僅對冷軋帶鋼的需求量急劇增加，而且對其內在性能質量、外部尺寸精度和表面質量諸方面提出了嚴格的要求。為了提高產品的市場競爭力，滿足市場上對高質量冷軋產品的需求，冷軋帶鋼生產企業紛紛采用各種手段來提高冷軋薄板的產品質量。因此，對冷軋帶鋼進行離線質量檢查就顯的尤為重要。

目前，國內外冷軋企業的酸洗連軋生產線都配置有離線檢查站，雖然結構形式不同，但最終目標都是保證冷軋帶鋼的產品質量。如蒂森某冷軋廠的離線檢查站，如圖1，能夠帶張力檢查帶鋼表面的質量情況，帶鋼可順利反轉以檢查帶鋼上下表面，檢查節奏比較快。

圖1 蒂森某冷軋廠離線檢查站

2 存在問題

酸洗連軋生產線離線檢查站，如圖2，位于連軋軋機出口，與出口步進梁平行，主要用于冷軋帶鋼上下表面的質量檢查。離線質檢能夠檢查冷軋帶鋼上下表面的擦劃傷、輥印、壓痕、殘鐵、灰塵、油斑、氧化色、勒痕、振紋、乳化液殘留等帶鋼表面質量問題，同時也能夠檢查帶鋼的板型情況。質檢人員將帶鋼上下表面的質量和板型檢查結果反饋給軋機主操人員，軋機主操人員根據離線質檢結果對軋機進行相應調整，從而保證冷軋帶鋼產品質量符合顧客的要求。

圖2 離線檢查站布置圖

1-壓輥; 2-開卷機; 3-開卷器; 4-夾送輥; 5-1#橫切剪; 6-對中裝置; 7-1#皮帶運輸機; 8-3#皮帶運輸機; 9-2#皮帶運輸機; 10-4#皮帶運輸機; 11-轉向輥; 12-皮帶助卷器; 13-2#橫切剪; 14-廢料斗

在實際運行過程中，離線檢查帶鋼時，質檢人員經常發現冷軋帶鋼下表面存在大量劃痕，但這些劃痕都不是軋機軋制時產生的，這擾亂了質檢人員對冷軋帶鋼表面真實情況的判斷。出現這種情況時就需要軋機停機檢查機架間的帶鋼下表面的質量狀態，既造成冷軋帶鋼產品厚度波動又影響產品產量。

酸洗連軋生產線在生產低等級產品時，每5～7卷上離線檢查站1次，離線的檢查節奏基本能滿足檢查要求。但當生產高級別產品尤其是O5板產品時，要求每3卷上離線檢查站1次，離線檢查節奏太慢就需要軋機降速等待檢查結果，這樣既影響質量又影響產量。

離線檢查站檢查冷軋帶鋼表面質量時需在上通道檢查上表面質量，在下通道檢查冷軋帶鋼下表面質量，帶鋼運行軌跡長，質檢人員既需要操作設備又需要上下通道來回檢查帶鋼表面質量，操作繁瑣，勞動強度高。

離線檢查的準確性直接影響酸洗連軋生產線的產品質量，若存在漏檢問題將會造成批量的質量問題；離線質檢的檢查節奏影響酸洗連軋生產線的產量和加工成本，生產高等級產品時檢查節奏慢需連軋線長時間降速軋制，這必然會造成加工成本增加和產量降低的問題；質檢人員工作流程繁瑣，設備操作難度大，存在較大的安全隱患。因此，需要研究離線檢查站設備功能和結構，找到問題的原因并采取措施解決。

3 原因分析

當初設計時考慮到軋機操作室需要方便觀察帶鋼運行的需求，軋機操作室位于離線檢查站與連軋生產線之間，這樣造成離線檢查站距離連軋機較遠。連軋機下線的冷軋鋼卷需要經1#鋼卷小車運行7m的距離送到步進梁位置，然后再由2#鋼卷小車運行15.5m的距離送到離線檢查站開卷機上開卷檢查，檢查完畢后再由2#鋼卷小車運送鋼卷回步進梁位置。冷軋鋼卷上離線檢查的整個過程需要運行38m，運行距離較長，需要較長的時間，是離線檢查站檢查節奏慢的主要原因。

離線檢查站為上開卷設計，連軋機下線的鋼卷需要在運行過程中旋轉180°才能實現上開卷， 2#鋼卷小車接送鋼卷的過程中需要停止位來讓鋼卷旋轉180°兩次。因此，鋼卷在鋼卷小車上運送過程中需要啟停加減速兩次，運行時間加長；鋼卷在鋼卷小車上旋轉，旋轉速度慢以防止掉卷也會導致運行時間長。

離線檢查站上開卷可方便的檢查帶鋼上表面，但檢查下表面時需將帶鋼運轉到下通道。下表面帶鋼運行要經過開卷器、夾送輥、橫切剪導板、1#～2#皮帶運輸機、轉向輥導板、轉向輥、助卷器等設備才能進入下通道的3#～4#皮帶運輸機，期間帶鋼表面可能被上述設備劃傷，質檢人員無法判斷帶鋼表面的劃傷缺陷是來自連軋機還是離線檢查站，擾亂質檢人員對冷軋帶鋼表面真實質量狀態的判斷。

離線檢查站主設備操作控制面板在上通道，質檢人員作業時需要在上通道操作設備在上下通道檢查帶鋼表面質量，檢查一次需要質檢人員上下通道來回跑多次，設備操作難度大，存在一定的安全隱患，同時會影響離線檢查的檢查節奏。

4 設備功能優化方案

4.1 設備改造實現下開卷

離線檢查站原設計為上開卷設計，冷軋鋼卷上離線檢查需要兩次旋轉180°，帶鋼開卷后需要從上通道轉到下通道，冷軋帶鋼運行軌跡長，運行時間較長，且在運行過程中易被離線檢查站設備劃傷而淆亂離線檢查的準確性。

圖3 離線檢查站下通道改造

1-擺動伸縮導板臺; 2-固定檢查平臺; 3-夾送輥裝置; 4-橫切剪裝置; 5-對中裝置

利用離線檢查站原橫切剪下部空間進行設備優化升級改造，在下通道增加擺動伸縮導板臺、固定檢查平臺、夾送輥裝置、橫切剪裝置、對中裝置、連接導板等設備。在下通道及固定檢查平臺處增加本地操作控制面板，方便操作；同時在操作控制面板上設計安裝快停按鈕，質檢人員作業時拍下按鈕停止設備動作，保證作業時的人身安全；下通道上側加裝過橋平臺，方便人員進入檢查站驅動側進行檢查作業；橫切剪下部做封閉，防止上部液壓管路泄漏，影響檢查質量。

4.1.1 擺動伸縮導板臺

增加一個擺動式伸縮導板臺，為型鋼及鋼板焊接結構，可通過液壓缸實現導板臺的擺動，擺動的旋轉中心與夾送輥的下輥一致；一個液壓缸實現導板的伸縮；伸縮導板的前端設計有液壓馬達驅動的壓輥(襯聚氨酯膠輥)，輔助開卷機進行帶鋼的開卷送帶，液壓馬達采用比例閥控制，確保速度控制的精度；伸縮導板臺面設計成帶尼龍滾輪的結構，可有效避免對帶鋼表面的損傷。

圖4 擺動伸縮導板臺

4.1.2 固定檢查平臺

在開卷機與橫切剪之間，擺動伸縮導板臺的上部空間設置一個固定檢查平臺，方便操作人員打磨檢查帶鋼上表面。檢查平臺的外面設置安全欄桿，檢查平臺操作側上裝有小型操作面板，可操作設備的停止和運行。操作人員可通過旁邊設置的樓梯進入檢查平臺，對冷軋帶鋼的上表面進行質量檢查。

4.1.3 夾送輥裝置

在伸縮導板臺的后面設置一對夾送輥，輔助將帶鋼送入原設備下通道的皮帶運輸機；同時，在帶鋼回卷時，建立微張力，防止帶鋼跑偏和實現帶鋼卷緊。夾送輥的下輥由一臺AC齒輪馬達驅動，伸縮導板臺的旋轉中心與下輥中心一致(采用軸承連接)；上輥為非傳動輥，由兩個液壓缸驅動，實現上輥的開、閉動作；夾送輥支撐在鋼板焊接的機架上，機架通過地腳螺栓固定在基礎上。

4.1.4 橫切剪裝置

在夾送輥的后部設置一臺液壓橫切剪，用于帶頭的剪切及取樣。橫切剪的機架與夾送輥機架組合在一起，下刀架通過兩個液壓缸驅動，并在機架的滑道內上下運動，通過同步齒輪齒條機構及導向桿驅動上刀架上下運動，從而實現帶鋼的剪切。

4.1.5 對中裝置

在橫切剪的后部，設置帶鋼對中裝置，保證帶鋼開卷及回卷時不跑偏。對中裝置機架通過螺栓連接固定在夾送輥的機架上。對中裝置由機架、立輥、導向桿及齒輪齒條裝置組成，通過液壓缸推動一側的立輥在導向桿上運動，由齒輪齒條裝置耦合帶動另一側的立輥做相向或相反的運動，實現立輥的開和閉。液壓缸內部裝有線性傳感器檢測缸桿的行程，可根據來料帶鋼的寬度，自動設定立輥的開口度。同時，為了防止帶鋼的邊部損傷，液壓缸采用恒壓控制，當側向力過大時，可以自動容讓。

4.1.6 連接導板臺

在夾送輥機架上設置連接導板臺，方便帶鋼進入3#皮帶運輸機；導板臺的臺面采用尼龍滾輪結構，防止帶鋼的劃傷。導板臺為固定結構，但可通過設計的支撐螺桿，人工調節擺動角度，便于安裝和調整。

4.2 原上通道設備改造避免帶鋼劃傷

保留了原設計的上通道設備，以方便檢查帶鋼質量或者切除冷軋鋼卷的質量缺陷。對上通道設備易與帶鋼表面接觸的開卷刀、導板、滑道等進行改造，使冷軋帶鋼與設備的相對運動由滑動摩擦改為滾動摩擦，避免這些設備對冷軋帶鋼表面的劃傷，減少離線檢查時的誤判。

4.2.1 開卷刀

開卷刀原材質為42CrMo4金屬材質，開卷時與帶鋼接觸，極易劃傷帶鋼表面。考慮到尼龍材質的硬度及耐磨性，改開卷刀材質為尼龍(PA6G)，并在尼龍材質的開卷刀上開孔嵌入萬向鋼球，防止冷軋帶鋼與開卷刀上表面發生摩擦損傷帶鋼表面。

4.2.2 穿帶導板

原設計開卷器、導板臺、橫切剪、對中裝置、轉向輥等設備與帶鋼接觸的導板都為尼龍材質(PA 6G)，在鋼板運行過程中，尼龍導板會在帶鋼上產生輕微劃痕，干擾質檢人員對帶鋼下表面的缺陷情況判斷。對以上設備的穿帶導板改造，增加穿帶導板的厚度并嵌入萬向鋼珠，改造后穿帶導板效果如圖5。帶鋼運行過程中，帶鋼與鋼珠接觸，帶鋼與萬向鋼珠的摩擦為滾動摩擦，不會在帶鋼下表面上產生劃痕。

圖5 嵌入萬向鋼珠的穿帶導板

原設計皮帶運輸機尼龍導板為10塊，皮帶助卷器尼龍導板為6塊。帶鋼運行時帶鋼與尼龍板接觸面積小，多塊尼龍導板高度很難統一，單塊尼龍板與帶鋼之間的摩擦力相對較大，極易在帶鋼表面產生劃痕。修改原多塊尼龍導板設計，改為整塊并在表面嵌入萬向鋼珠，帶鋼運行時與鋼珠接觸，避免帶鋼被導板劃傷。

4.2.3 皮帶導板

離線檢查站共有4個皮帶運輸機，每個皮帶運輸機的皮帶導板都有5塊薄鋼板組成，導板太多不易找平到同一個水平面上，導板太薄質檢人員在上作業時易引起變形。每兩塊導板之間都有過渡縫隙，質檢人員在縫隙附近打磨帶鋼時縫隙處的不平整會反應到帶鋼表面上，影響質檢人員對冷軋帶鋼表面真實質量的判斷。對上通道的1#皮帶運輸機和下通道的3#皮帶運輸機皮帶導板進行改造，將導板調整為兩塊100mm厚大導板，兩塊導板拼接安裝減少縫隙，消除皮帶導板對冷軋帶鋼質檢準確性的影響。

5 結束語

離線檢查站設備優化項目實施后，冷軋鋼卷上離線檢查為下開卷，鋼卷不需要在鋼卷小車上兩次旋轉180°，減少了鋼卷運行時間；鋼卷上到芯軸直接在鋼卷上檢查上表面，開卷檢查下表面，更容易發現下表面的質量缺陷，提高冷硬產品的產品質量；離線檢查時，鋼卷開卷長度減少一半，減少離線檢查的切損，提高產品成材率；在固定檢查平臺和下通道增加操作面板，方便操作人員操作，降低了設備操作難度，降低設備故障率。

離線檢查站設備優化消除了設備問題對離線質檢準確性的影響，降低了設備操作難度，提高了離線質檢的檢測精度與效率，確保高等級冷軋帶鋼離線質檢的檢查節奏，既創造了經濟效益又提高了冷軋產品的產品質量，提升了企業形象。

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[3]鄭光華.冷軋生產新工藝技術與生產設備操作實用手冊[M].廣州:中國科技文化出版社,2006.

[4]趙元國.軋鋼生產機械設備操作與自動化控制技術實用手冊[M].廣州:中國科技文化出版社,2005.

Equipment Modification of Off-line Inspection Station in the PL-TCM

Liu Yongzhen Chen Shenchao Li Weifeng

(Beijing Shougang Cold Rolling Mill Co., Ltd, Beijing 101304)

Off-line inspection station which arranged at the exit side of the TCM parallel to the walking beam, the station conveyors is mainly used for quality inspection of cold-rolled steel. In this paper, the carry research on equipment function of off-line inspection station in the PL-TCM. Find out the reasons that affect the accuracy, the inspection speed and the operation of quality inspection. And then, propose the plan that carrying equipment modification. After equipment modification, equipment defects were eliminated that satisfying the requirements of the production line.

Off-line inspection station Quality inspection Accuracy Inspection speed Equipment modification

劉永振，男，1981年出生，畢業于東北大學機械工程與自動化專業，工程師，從事生產線運行設備維護及管理工作

TG333.72

B

10.3969/j.issn.1001-1269.2014.04.016

2014-03-18)