酸軋機組帶頭竄出問題的分析及改進

董 智，秦 疆

（河鋼集團邯鋼邯寶冷軋廠，河北 邯鄲 056003）

邯寶冷軋廠2180酸軋線引進SMS技術，代表著國際最先進的冷軋生產水平，其核心設備是五機架六輥CVC軋機。軋機出口的設備也非常重要，主要包括板型儀輥、出口夾送輥、滾筒剪、驅動轉向輥、磁力皮帶、皮帶助卷器、卡倫賽卷取機等。近幾年來，軋機出口助卷皮帶帶頭竄出問題一直影響著酸軋線的生產節奏，已經對酸軋線創高產形成了明顯制約，針對此情況，本文主要對軋機出口助卷皮帶帶頭竄出的原因進行分析，并做出了相應的改進措施。

1 助卷皮帶帶頭竄出故障表現

軋機出口助卷皮帶帶頭竄出后，將直接導致生產線停機、竄出帶鋼報廢、產線作業率下降等問題。由于帶頭上翹，每次穿帶時帶頭都會猛烈撞擊助卷皮帶，造成皮帶嚴重損壞報廢（如圖1），從而造成事故停車。更換皮帶需要停機4 h左右，且助卷皮帶價格昂貴，每條皮帶12萬元。如果帶頭竄出過長，操作人員需要打開輥縫，手動將帶鋼倒回，由于倒帶過程屬于無張力點動，很容易造成工作輥劃傷。穿帶后軋機啟車，重復啟車還會造成帶鋼厚度超差，產生廢品。近三年帶頭竄出事故時間統計如表1所示。

圖1 破損的助卷皮帶

表1 帶頭竄出事故時間統計

經過長時間觀察總結，出現帶頭竄出的規格鋼種中，95%的帶鋼竄出情況發生在寬度小于1 100 mm，厚度為1.6 mm的DC04、DC06鋼種，且生產“窄、厚、軟”鋼種帶頭竄出最為嚴重。

2 具體改進措施

針對影響帶頭竄出的主要設備：出口夾送輥，滾筒剪，驅動轉向輥，磁力皮帶（如圖2），逐個進行分析討論，從以下6個方面進行改進，以解決帶頭竄出的問題。

圖2 影響帶頭竄出的主要設備

2.1 增加磁力皮帶磁鐵

磁力皮帶加裝合適的磁鐵，增強帶頭吸附力。2020年1月份，利用檢修時間，在磁力皮帶下面增加了磁鐵，如下頁圖3所示。原先一塊磁鐵對厚帶鋼吸力不足，但也不能過多地增加磁鐵，否則薄帶鋼會被直接吸住不走，易在磁力皮帶處造成堆鋼，還會因磁力皮帶電機扭矩過大過載而發生停車事故。同時對磁力皮帶底座進行改造，將磁鐵增放在軋制中心位置，從而緩解帶頭上翹問題。

圖3 磁力皮帶處增加磁鐵

2.2 優化剪切速度

對于不同規格的產品，歸納總結出一套合適的剪切速度，以控制帶鋼上翹幅度。剪切時張力過大，滾筒剪下剪刃對帶鋼向上的力就越大，翹頭現象也就越嚴重。剪切速度越快，磁鐵對帶頭吸引力作用時間變短，無法起到好的效果，理論上剪切速度越慢越有利于磁鐵吸帶頭，但也不能將各種規格產品的剪切速度都降至最低，會不利于連續穩定生產。因此通過觀察摸索，對不同鋼種厚度規格，總結了一套優化速度方案（見表2），剪切速度優化后帶頭上翹竄出情況大大降低。

表2 剪切速度和張力優化方案

2.3 測量夾送輥輥徑

對上下夾送輥輥徑進行周期測量，以保證與設定值一致。若上下輥徑不同，就會產生速度偏差，從而引起翹頭現象。夾送輥上輥一直與帶鋼接觸，而下輥只有在剪切前抬起，然后與上輥一同夾緊帶鋼進行剪切狀態下，才會與帶鋼接觸，上夾送輥長時間運行，輥徑相對下輥會更快地變小，使得與下輥產生速度偏差，帶鋼下表面速度比上表面速度要快，造成上翹。所以通過周期性測量上下輥輥徑，及時修改設定值使其與實際相符，來避免夾送輥速度差引起的帶頭上翹問題。

2.4 調整標定滾筒剪剪刃間隙

滾筒剪刃間隙重新調整標定，實際剪刃間隙與標定的間隙存在誤差也會引起翹頭現象。完善滾筒剪的裝配過程，保證滾筒剪的裝配精度。創造一種新型的滾筒剪剪刃安裝方法，保證剪刃在安裝過程中，標定值與實際值相符合。

2.5 優化剪刃間隙設定值

剪刃間隙設定值優化。不同厚度不同鋼種，帶鋼剪切部分和撕裂部分應合理分配（見表3）。

表3 剪刃間隙設置值優化方案

2.6 調整帶鋼與剪刃接觸位置

滾筒剪剪切過程中要調整好帶鋼與上下剪刃接觸位置（如圖4）。剪切時帶鋼與下剪刃相對高差要小，因為帶頭上翹主要就是由于剪切后下剪刃以及固定塊將帶頭頂起，給帶尾向上的力，導致帶頭上翹，所以控制剪切時帶鋼與下剪刃的高度十分重要。而控制帶鋼與下剪刃高差主要是通過調整夾送輥與驅動轉向輥的標高來實現（如圖5），利用檢修時間將夾送輥和驅動轉向輥整體標高上調5 mm，減小了帶尾上翹的幅度。

圖4 調整帶鋼與上下剪刃位置示意圖

圖5 調整夾送輥與驅動轉向輥的標高

3 效果和效益

對酸軋機組皮帶助卷器帶頭竄出問題進行分析并做出相應改進后，壓減了事故時間，顯著提高了生產效率，并減少了因事故產生的廢品量，同時節約了備件費用，獲得了可觀的經濟效益。

3.1 效果

1）減少了事故時間和因事故產生的廢品量。通過以上六個方面的措施改進，根據2020年全年事故報表統計，帶頭竄出一共造成事故時間為150 min，而此前每年因帶頭竄出造成的事故時間都在15 h以上，節省事故時間約12.5 h，保證了產線的穩定運行。每個月帶頭厚度超差產生的質量損失由原來的10 t降到2 t，質量損失金額按3 900元/t來算的話，每年可減少的質量損失總金額為：（10-2）×3 900×12=37.44萬元。

2）降低了備件消耗。經過改進后，每年可節省4條皮帶，每條皮帶價格為12萬元，共計可節省12×4=48萬元，節約了備件成本。

3.2 效益

改進后，全年壓減事故時間約12.5 h，按設備影響系數100%、噸鋼效益200元/t、每小時生產245.5 t鋼計算，壓減事故期間所產生的效益為：200×245.5×12.5×100%=61.375萬元，再加上備件節約成本，共計產生效益61.375+48+37.44=146.815萬元。