卷取機夾送輥纏鋼及活門穿鋼分析與解決方案

針對本鋼熱連軋廠2 300mm機組卷取機多次發(fā)生薄帶鋼纏繞在上夾送輥上以及帶鋼從活門穿出的設(shè)備事故，通過對幾次事故的數(shù)據(jù)整理，對現(xiàn)場實際情況的觀察、分析，總結(jié)出了事故發(fā)生的規(guī)律，并制定了解決方案。

本鋼熱連軋廠2 300mm機組是一條具有國際先進水平的熱軋帶鋼生產(chǎn)線，軋制線工藝和機械設(shè)備由德國西馬克德馬格公司（SMSD）負責設(shè)計，其產(chǎn)品特點為高強度、高精度、高質(zhì)量。

此條生產(chǎn)線共設(shè)置3臺卷取機，卷取機被設(shè)計為帶液壓踏步控制的三助卷輥式卷取機。其中，1#卷取機與2#卷取機結(jié)構(gòu)完全一樣，3#機較1#、2#機有所強化，能夠卷取一些高強度帶鋼。1#、2#卷取機設(shè)計卷取帶鋼厚度為1.2mm～25.4mm，3#卷取機設(shè)計卷取帶鋼厚度為3.0mm～25.4mm。自2008年年末投產(chǎn)以來，1#、2#卷取機相繼出現(xiàn)多次薄帶鋼（≤2.5mm）纏繞上夾送輥及活門穿鋼事故，給設(shè)備及生產(chǎn)造成了極其不利的影響。

設(shè)備介紹及事故描述

圖1為2 300mm機組卷取機夾送輥及導(dǎo)板裝置示意圖。

卷取機上夾送輥直徑設(shè)計為900mm，堆焊層厚度15mm，使用范圍880～900；下夾送輥直徑設(shè)計為500mm，堆焊層厚度20mm，使用范圍470～500。上、下夾送輥中心設(shè)計偏移量為200mm（見圖2），這樣會引導(dǎo)帶鋼沿著上、下夾送輥中心連線的垂線方向順利進入卷取機。帶鋼走向如圖所示。

正常卷鋼時：活門抬起，與上夾送輥間留有較小間隙，上導(dǎo)板落下，活門、上導(dǎo)板與上、下夾送輥及下夾送輥后兩塊導(dǎo)板間形成一個通道，如圖所示，帶鋼經(jīng)過上、下夾送輥的夾送，沿此通道運行從活門及上導(dǎo)板下方進入卷取機進行卷取。

上夾送輥纏鋼：帶鋼經(jīng)過上、下夾送輥夾送后，沿著上夾送輥圓周方向運行，穿過活門與上夾送輥間的縫隙，在上夾送輥輥身上纏繞多圈。

活門穿鋼：帶鋼經(jīng)過上、下夾送輥夾送后，穿過活門與上夾送輥間的縫隙，造成卡鋼，不能正常進入卷取機。

因為活門穿鋼與上夾送輥纏鋼事故類似，且產(chǎn)生原因相同，所以在此一并分析。

歷次事故情況

1#卷取機上夾送輥纏鋼20110808

1）事發(fā)經(jīng)過：2011年8月8日04：30，1#卷取機卷取Q235B/1.8mm*1 250mm帶鋼時，帶鋼纏繞在上夾送輥上約6圈，停機處理130分鐘，產(chǎn)生廢品兩塊。

2）現(xiàn)場測量：（1）帶鋼頭部呈刀刃狀，最薄處0.67mm。（2）帶鋼頭部測量2m長度，寬度約1 280mm。（3）夾送輥輥縫設(shè)置為0時：上、下輥兩側(cè)各約600mm長度接觸，中間約1 100mm長度輥縫為0.6mm；活門與上輥傳動側(cè)約200mm接觸，操作側(cè)縫隙約0.15mm，中間縫隙約0.5mm。

3）數(shù)據(jù)查詢：此套夾送輥上機時間為2011年6月15日，上輥φ890.24，下輥φ480.03。

2#卷取機上夾送輥纏鋼20111203

1）事發(fā)經(jīng)過：2011年12月3日03：20，2#卷取機卷取DC53D+Z/2.5*1380帶鋼時，帶鋼纏繞在上夾送輥上約8圈，停機處理155分鐘，產(chǎn)生廢品2塊。

2）現(xiàn)場測量：（1）帶鋼頭部呈刀刃狀，最薄處約0.75mm。（2）夾送輥輥縫設(shè)置為2.5時，活門與上輥間隙約為3.2mm。

3）數(shù)據(jù)查詢：此套夾送輥上機時間為2011年12月1日，在機運行不到兩天，上輥φ898.51，下輥φ475.68。

2#卷取機活門穿鋼20120206

1）事發(fā)經(jīng)過：2012年2月6日06：20，2#卷取機卷取SPHC/1.83*1520，活門穿鋼，停機處理50分鐘，產(chǎn)生廢品兩塊。

2）現(xiàn)場測量：上、下夾送輥輥縫設(shè)置為1.8時，活門與上夾送輥間隙在0.2～0.3之間。

3）數(shù)據(jù)查詢：此套夾送輥上機時間為2011年12月1日，上輥φ898.51，下輥φ475.68。

1#卷取機活門穿鋼20120418

1）事發(fā)經(jīng)過：2012年4月18日14：20，1#卷取機卷取Q235B/1.48*1500mm帶鋼時，活門穿鋼。停機處理40分鐘。

2）現(xiàn)場測量：輥縫設(shè)置為0時，活門與上夾送輥間隙約1.0mm。

3）數(shù)據(jù)查詢：此套夾送輥上機時間為2012年4月17日，上機僅一天，上輥φ895.06，下輥φ492.63。

2#卷取機上夾送輥纏鋼20121212

1）事發(fā)經(jīng)過：2012年12月12日11：25，2#卷取機卷取Q235B/1.5*1500帶鋼時，帶鋼纏繞在上夾送輥上約20圈，導(dǎo)致設(shè)備損傷，單獨更換上夾送輥。1#機單機生產(chǎn)，軋制節(jié)奏慢，時間累計155分鐘。

2）現(xiàn)場測量：對下機上夾送輥直徑進行測量：中間897.08，兩端897.53。

3）數(shù)據(jù)查詢：此套夾送輥上機時間為2012年11月13日，上輥φ897.72，下輥φ478.59。

2#卷取機活門穿鋼20130111

1）事發(fā)經(jīng)過：2013年1月11日17：58，2#卷取機卷取DQ2J/2.5*1240帶鋼時，活門穿鋼，停機處理20分鐘，產(chǎn)生中板1塊，冷卷1塊。

2）現(xiàn)場測量：輥縫設(shè)置為0時，活門與上夾送輥間隙小于0.5。輥縫設(shè)置為2.5時，活門與上輥間隙小于1.8。

3）數(shù)據(jù)查詢：此套夾送輥上機時間為2012年11月13日，其中上輥于2012年12月12日因纏鋼更換，在機上輥φ894.94，下輥φ478.59。

數(shù)據(jù)對比endprint

如表1、表2所示。

分析總結(jié)

1）由上文可知活門與上夾送輥間隙對纏鋼的產(chǎn)生并非主要影響因素，如果間隙調(diào)整過小，還會造成“啃輥”。且通過上文可知薄板頭部要比目標厚度薄很多，即使活門間隙小于帶鋼厚度，也不能絕對小于帶鋼頭部厚度。（注：此處的“啃輥”指活門與上夾送輥輥面接觸、摩擦造成輥面損傷。2012年2月6日，1#機活門間隙調(diào)整過小造成“啃輥”，臨時更換上夾送輥。）

2）通過表1對夾送輥上機時間及事故發(fā)生時間的對比，可知纏鋼及穿鋼的產(chǎn)生與夾送輥在使用中的磨損無必然關(guān)系。

3） DC53D+Z、SPHC與Q235B等鋼種含碳量較低，硬度小，粘度大，帶鋼頭部撞擊上夾送輥并經(jīng)過擠壓有粘在上夾送輥上的可能，且薄板更易變形，粘在輥面上后，會隨輥卷起。

4）根據(jù)工藝要求，軋制1.8mm及以下帶鋼，夾送輥咬鋼時，無冷卻水。帶鋼與夾送輥之間無水阻隔，容易粘連，且薄板速度快、質(zhì)量輕、張力小，增大了纏在夾送輥上的可能性。另外，卷取1.8以上厚度的帶鋼，咬鋼時擦拭器的投入，減少了夾送輥輥面的水量，薄板也可能粘在夾送輥上。

5）通過表2可以發(fā)現(xiàn)：

（1）在上輥max/下輥min狀態(tài)時咬入角最大，為16.94o。在上輥min/下輥max狀態(tài)時咬入角最小，為16.33o。

（2）發(fā)生纏鋼或穿鋼事故時，咬入角都大于理論設(shè)計值（16.59o），易于帶鋼向下彎曲進入正常通道，但相應(yīng)增加了咬入難度，帶鋼更易沖擊上輥。

6）2012年12月12日發(fā)生的上夾送輥纏鋼事故，發(fā)現(xiàn)上夾送輥輥面有明顯的擦拭器摩擦痕跡，對帶鋼粘在輥上應(yīng)該起到了一定的輔助作用。

7）夾送輥輥面堆焊材質(zhì)的選擇：之前發(fā)現(xiàn)，有些夾送輥在使用過程中輥面會產(chǎn)生一層褐色類似水銹的物質(zhì)，能夠有效避免輥面產(chǎn)生粘鋼情況，也就意味著能夠避免帶鋼粘在上夾送輥上造成纏鋼或穿鋼。

解決方案

1）上、下夾送輥輥徑合理搭配，盡可能避免較大輥徑上夾送輥與較小輥徑下夾送輥搭配，且盡量使咬入角在16.33o～16.59o之間。

2）如1）實施中遇到困難，可適當調(diào)整下夾送輥輥標高，以及通過墊片調(diào)整下夾送輥與上夾送輥的偏移量，來保證咬入角。

3）活門與上夾送輥間隙在設(shè)備允許的條件下盡可能調(diào)小，或改進設(shè)備實現(xiàn)間隙為0。

4）降低擦拭器風壓，避免輥面異常磨損。

5）調(diào)整夾送輥冷卻水及擦拭器的投入時機，保證帶鋼與夾送輥接觸瞬間有足夠的水量。

6）對夾送輥輥面硬度及堆焊材質(zhì)的進一步研究，選擇合適的堆焊材質(zhì)，能夠避免夾送輥纏鋼及活門穿鋼的發(fā)生。

結(jié)論

通過對歷次事故的分析，總結(jié)出了一定的規(guī)律，并提出了解決方案。經(jīng)過資料搜集，發(fā)現(xiàn)很多熱軋帶鋼廠礦，存在同樣問題，但是原因不盡相同。希望通過此文，能給設(shè)計廠家在此類問題上一些指導(dǎo)意見。同時，給同類廠礦的類似故障分析及設(shè)備改進，提供一些技術(shù)參照。

參考文獻

[1]付志剛，孫文彬，王景林，等.帶鋼纏夾送輥事故分析與改進措施[J].軋鋼，2006，23（4）：55-57.

[2]萬飛.夾送輥接觸應(yīng)力分析計算[J].重型機械科技，2001（z1）：39-43.

[3]張相福.熱軋夾送輥專用堆焊材料的研制與應(yīng)用[J].現(xiàn)代焊接，2011（8）：43-44.

（作者簡介：侯偉光，本鋼熱連軋廠。）endprint