熱軋卷取機卸卷困難故障分析及排除

劉海濤

（天津天鐵冶金集團熱軋廠，河北涉縣056404）)

熱軋卷取機卸卷困難故障分析及排除

劉海濤

（天津天鐵冶金集團熱軋廠，河北涉縣056404）)

針對熱軋板卷取機卸卷故障，分析了熱軋板卷取機結構原理和故障產生原因。對卷取機卸卷小車液壓控制回路進行改進，解決了卸卷困難的問題，提高了軋制節奏和鋼卷外觀質量，保證了生產的穩定順行。

卸卷小車；液控單向閥；油缸

1 引言

卷取機是熱軋板公司保證產品質量良好的重要設備。全套設備由中冶賽迪公司設計，二重生產制造，部分關鍵設備，如卷筒接頭、伺服油缸和液壓設備均為進口設備。卷取機主要由側導板裝置、夾送輥裝置、助卷輥裝置、卷筒以及卸卷小車、移送小車組成。卷取機安裝在熱帶鋼連軋線尾部，用于對精軋機軋制完的帶鋼進行卷取，以便運輸和貯存。卷取時，與夾送輥建立穩定張力，保證帶鋼的卷取質量。卷取最大卷重30．4 t，卷取速度13 m/s，卷取溫度350～850℃。

本文將論述的卸卷小車位于卷取機和打捆站之間,其作用是將卷筒上成形的鋼卷卸下，移送到打捆機位進行打捆。它雖然是卷取機的輔助設備，但其使用情況的好壞將直接影響生產節奏，并且鋼卷如果長時間不能從卷筒上卸下，會影響卷筒使用壽命，甚至燒壞卷筒，造成巨大經濟損失。卸卷小車主要由車架、升降裝置、托輥、行走機構、軌道和拖鏈等組成。

2 卸卷小車的工作原理及結構

當卷取機處于待鋼狀態時，卸卷小車處在卷筒的正下方，小車升降體落在最低位，此時為初始位。當卷取快結束時，帶鋼尾部被側導板前激光探頭檢測到時，卷筒減速，卸卷小車快速上升，從最低高壓高速上升到待卷位等待接卷。當帶鋼尾部由安裝在夾送輥上的激光探頭檢測到時，卸卷小車低速上升直到托住鋼卷。然后卷筒低速轉動對尾（讓鋼卷的尾部正好壓在小車的托輥上，以方便打捆機打捆作業）。對尾完成后，卷筒停止轉動，活動支承打開，卷筒縮到最小位，得到卷取機信號后，卸卷小車慢速開出卷取機；待開出卷取機后，快速前進。當卸卷小車得到打捆站減速信號時，卸卷小車減速，慢速開進打捆站。當卸卷小車得到打捆站停車信號時，卸卷小車停在打捆站。卸卷小車托輥下降到最低位后，卸卷小車開始快速后退，鎖緊液壓缸下降松開托輥。得到卷取機減速信號后，卸卷小車減速，慢速開進卷取機。得到卷取機停車信號后，卸卷小車停到卷取機側起停位，等待卸下一個鋼卷。

卸卷小車結構見圖1。

3 卸卷小車卸卷困難的原因分析

卷取機在生產過程中，經常出現卸卷小車托住鋼卷后，當卷筒縮小時，小車向上有一個反彈力，將鋼卷與卷筒之間頂死，從而卸不出卷，這種現象在卷取6 mm以上鋼板時，尤其明顯。經過對升降油缸無桿腔的壓力檢測和分析，發現是卸卷小車升降的液壓控制回路不合理，如圖2所示。

圖1 卸卷小車結構圖

圖2 卸卷小車升降的液壓控制回路

當帶鋼尾部被夾送輥上的激光探頭檢測到時，卷取機減速卷取時，電磁鐵1、4的電卸卷小車從待卷位低壓低速上升直到托住鋼卷，并隨鋼卷直徑增大而下降。電磁閥4失電，無桿腔液控單向閥關閉，使小車鎖住。此時帶鋼尾部還有最后一圈沒有卷完。卷筒繼續低速轉動卷完最后一圈，使小車托輥到卷筒之間增加了一個鋼板的厚度。從而造成油缸與液控單向閥之間的管路中壓力增高，所以在卷筒縮小時，由于高壓作用小車向上反彈，將鋼卷頂死在卷筒上，無法卸下。通過對無桿腔的壓力檢測可以觀察到：卸卷小車上升頂到卷后，在卷取最后一圈和對尾過程中，6 mm以下的帶鋼，壓力沖擊可達8～9 MPa，10 mm以上的帶鋼，壓力可達12 MPa。10 mm以上的帶鋼幾乎每一卷都無法卸下。8 mm以下的鋼卷在卸卷時也比較困難，要通過卷筒低速反轉配合才能卸下卷，而且其中有60%的鋼卷卸下來后變成塔形，嚴重影響了鋼卷的外觀質量。

該問題不但影響了軋制節奏和生產的連續性，降低了產量和質量，還對卷筒和小車托輥的使用壽命有很大影響。

4 改進方案

通過對故障原因的分析，制定了兩套方案，以滿足生產需要。

4．1 方案一

在卸卷小車升降回路無桿腔鋼管上開孔，增加一個溢流閥回路，溢流閥的開啟由一個二位三通閥控制，二位三通閥得電時，溢流閥投用，失電時斷開，見圖3。

圖3 卸卷小車升降回路改進方案一

通過鋼卷重量的換算可知，卸卷小車托住25 t的鋼卷時所需的壓力為6 MPa，因此將溢流閥的壓力調整為6 MPa。當小車從待卷位上升頂到鋼卷后，二位三通電磁閥得電（并從程序上給一個2～3 s的延時，以滿足對尾的需要），溢流閥投用，將對尾產生的高壓卸掉，使小車在卷筒縮小時，升降油缸不至于向上反彈，有效地解決了卸卷困難的問題。

4．2 方案二

改變液控單向閥的控制方式，使液控單向閥在對尾過程中處于反向開啟狀態，這樣對尾過程中產生的高壓就可以通過管路吸收和減壓閥的作用進行消除，不會傳遞到升降油缸的無桿腔。

方案二見圖4。

圖4 卸卷小車升降回路改進方案二

如圖4所示，電磁鐵4得電，卸卷小車上升頂到鋼卷后，得電延時2～3 s，以滿足對尾的需要。液控單向閥的控制油從電液換向閥的控制油引出，所以當電磁鐵4得電時，液控單向閥處于開啟狀態，對尾結束時，電磁鐵4失電，液控單向閥關閉，鎖住小車。

4．3 兩種方案的優劣比較

第一種方案通過溢流閥卸壓，容易產生壓力波動，壓力不穩定，但易于實施改造，能及時解決生產現狀。第二種方案，由于液控單向閥的開啟與電磁閥得失電同步，產生的高壓通過管路吸收和減壓閥的功能進行消除，使液控單向閥最后鎖定的壓力保持一致，穩定性較好。但是實施起來比較困難、訂貨時間長，因為液控單向閥和控制油的連接板都需要在重新定制加工。為了不影響生產，決定兩套方案同時實施。首先采用第一套方案，在使用3個月內效果較好，只出現了幾次卸卷困難的現象。當第二套方案投用后，第一套方案仍可留作備用，繼續保留在設備上，不影響設備功能。

5 實施過程

第1步，在卸卷小車升降回路閥架出口無桿腔油管上開孔，配管選用Φ18的不銹鋼管，截止閥選用JZFS-J15FH型號的高壓截止閥，電磁換向閥選用二位三通電磁換向閥，型號為SEW 6 C24/420 I G24；溢流閥型號為DBDS10 P18/315,均為力士樂產品。溢流閥的回油管直接連在閥架的主回油管上。由圖（方案一）可知，當小車上升到位托住鋼卷后，二位三通電磁閥得電并延時，直到鋼卷對尾過程結束。此時由于鋼卷對尾產生的高壓可通過溢流閥卸掉。卷取機卷取的鋼卷重量在20～30 t之間，所以溢流閥的工作壓力是以任意中間值25 t為基準來標定的。通過計算和生產過程中的實際測量，得出6 MPa的壓力調定值，該值正好能滿足25～30 t之間鋼卷的需要。

第2步，根據方案二的改進要求，重新加工液控單向閥和控制油的連接板，液控單向閥由原來的內控內泄改為外控內泄。在新加工的連接板上增加了一個梭閥，用來選擇控制油的來油方向。在連接板和液控單向閥之間增加了一根Φ8 mm的外控油管。由圖（方案二）可知：當電液換向閥的電磁鐵4和電磁閥1得電時，小車低壓低速上升托住鋼卷，電磁鐵4得電延時，直到鋼卷對尾過程結束。由于電磁鐵4延時，所以液控單向閥一直處于開啟狀態，對尾產生的高壓就通過管路的吸收和減壓閥的功能來消除。此時第一方案卸荷回路中的截止閥已關閉不再使用，但仍保留作為備用。

6 改造后效果

在使用第一套方案的初期，由于施工過程中的雜質造成閥芯卡阻和隨意調整溢流閥壓力，曾出現過不正常現象，后來通過提高油液清潔度，并根據實際情況標定溢流閥的壓力，基本解決了故障現象，使用以來效果良好。第二套方案在實施使用后，也沒有發現異常現象。通過改造，卸卷小車運行正常，克服了對尾產生的高壓，解決了卸卷小車卸卷困難的問題，完全能夠滿足目前的生產需要。

7 結束語

通過對卷取機卸卷小車液壓控制回路的改進和完善，完全解決了以往卸卷困難的問題，提高了軋制節奏和鋼卷外觀質量，確保生產順利進行，為熱軋軋鋼的穩產、高產提供了有力的設備保障。

[1]洪慎章.液壓系統設計元器件選型手冊[M].北京：機械工業出版社，2007.

[2]李育錫.機械設計課程設計[M].北京：高等教育出版社，2011.

Fault Analysis and Elimination of Hot Rolling Coiler Discharging Difficulty

LIU Hai-tao
(Hot Rolling Plant,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County,Hebei Province 056404,China)

Aiming at the fault of hot rolling plate coiler discharging,the author analyzed the reason from the point of view of structure principle．Modification was carried out on the hydraulic control circuit of coil discharging car to solve the difficulty of coil discharging．Rolling interval and coil appearance quality were improved and stable and smooth production was ensured．

coil discharging car;pilot operated check valve;oil cylinder

10．3969/j．issn．1006-110X．2016．06．009

2016-09-08

2016-09-26

劉海濤（1974—），男，主要從事軋鋼維修方面的研究工作。