棒材線冷床上卸鋼系統常見故障類型及改善措施

張 印，吳 琦，景 偉

（山鋼股份萊蕪分公司棒材廠，山東濟南 271104）

0 引言

在螺紋鋼生產線中，軋機軋制出的螺紋鋼以一定的速度運送至冷床區域，冷床上卸鋼裝置的功能是將前后2 根倍尺螺紋鋼拉開一定距離，再由提升裙板將其逐一卸至冷床上進行冷卻、矯直、平移，等待下一步加工。冷床上鋼裝置由油缸撥叉、同步軸、油缸、連桿撥叉、連桿、輸入輥道、提升裙板、矯直板等部分組成（圖1）。上卸鋼提升裝置有9 個油缸，經同步軸共同完成拋鋼過程。

圖1 上卸鋼系統

1 上卸鋼系統故障

冷床上鋼裝置每隔1.2 m 設置一個變頻輥子，所有輥子均與冷床水平面成120°傾角，以利于螺紋鋼滑入裙板進入矯直板矯直。通過調節輥子轉速實現螺紋鋼第1 根尾部和第2 根頭部的分離。當螺紋鋼靠自身重力作用滑入提升裙板時，利用提升裙板與螺紋鋼之間的摩擦阻力使螺紋鋼制動，并通過提升運動把螺紋鋼送入矯直板的齒槽中。制動的過程和速度根據不同的鋼材品種規格進行調整，以保證整個制動循環具有完善的可重復性。

在冷床上鋼裝置側面每隔12 m 設置—個垂直布置的液壓缸，通過油缸撥叉、同步軸、連桿撥叉、連桿等驅動提升裙板同時作升降運動。在同步軸上設置接近開關，檢測和控制提升裙板的升降位置，保證準確控制提升裙板在垂直方向形成低位、中位、高位3 個工作位置，并按照“中位—高位—低位—中位”的動作規律周期運動將螺紋鋼輸送到冷床。

在生產12 mm 及以下小規格鋼筋時，通常采用多線切分的生產工藝。小規格螺紋鋼具有軋制速度快、斷面小、高溫狀態下柔性高的特點，多支鋼筋以不低于14 m/s 的速度完成拋鋼過程，對整個卸鋼系統的運行穩定性、靈敏性都有極其嚴格的要求。上卸鋼設備涉及到機械、電氣、液壓等多個專業，穩定性控制和故障判斷較為困難。

在生產期間，由于上卸鋼系統運行不穩定，經常在冷床入口出現卸鋼動作誤差造成前后兩支鋼筋追尾的故障，或液壓油缸升降速度不一致造成卸鋼同步性差使鋼材彎曲的問題，提升裙板卡阻、電氣系統故障等原因造成的卸鋼區域軋廢，嚴重制約生產線產能的提升。根據統計，小規格鋼筋生產因卸鋼區域造成的軋廢，影響成材率指標0.1%左右。

2 故障原因及改善措施

上卸鋼設備涉及到機械、電氣、液壓等專業，故障難以快速判斷排除，經過統計分析，介紹可能的故障原因及改善措施。

（1）由于生產線長度限制，冷床本體到3#飛剪距離偏短，前后兩支鋼筋距離近，卸鋼拋鋼時將前后兩支鋼筋同時拋至冷床上，造成兩支鋼發生追尾。為此，安裝一套卸鋼推鋼裝置，平行安裝在輸入輥道一側，包括控制器、氣缸和推板等（圖2）。該系統將飛剪對鋼筋的剪切與推板對鋼筋的推動時間關聯，第1 支鋼筋通過推鋼裝置后，通過計算得出第2 支鋼筋到達推鋼位置的時間，并用推板推動第2 支鋼筋頭部，避免第2 支鋼筋跟著第1支鋼筋同時拋鋼的情況，可以解決2 支鋼因為距離拉不開發生追尾的情況。

圖2 推鋼裝置

（2）固定擋墻設計高度與裙板提升高度相同，容錯能力差，裙板動作稍有偏差就造成刮鋼。改善措施為將擋墻從底部刨去5 mm，高度小于裙板行程，即使裙板高度調節有誤差，也不會出現擋墻刮鋼。

（3）上卸鋼機架受熱膨脹對提升裙板形成夾持，導致提升裙板局部上升、下降阻力增大，動作不到位，不能做到順利卸鋼，影響生產順利進行。為避免此情況，可以將固定擋墻的緊固螺栓孔由圓孔改為長孔，調節擋墻與機架間隙，消除熱變形對裙板的夾持。

（4）液壓缸設計存在缺陷，容易內泄，造成各條液壓缸動作不同步。將CJT 四拉桿油缸改為CD250 系列液壓缸，CJT 四拉桿油缸螺絲預緊力不夠，容易松動，導致外漏；CD250 系列重型冶金液壓缸耐沖擊力、耐高壓（25 MPa），導向長、穩定好，不易偏載。缸徑從63 mm 增至80 mm，增加液壓缸的推拉力。尾部耳環與缸體加工成一體，保證液壓缸的同軸度。格萊圈密封形式不適合高速運動，改為油缸活塞采用銅導向套，減少活塞與缸筒之間的間隙，更耐磨，單邊間隙小、導向性好，活塞增長可增加密封數量，防止油缸內泄（圖3）。

（5）提升油缸布置位置不合理，油缸間距不統一，提升能力不同，造成整體穩定性差。可以增加油缸數量，最好將油缸統一間距，使各段油缸負載基本相同、動作同步。

（6）卸鋼液壓主管道長度一般在100 m 以上，且管徑小，管道末端的液壓壓力波動大，造成卸鋼整體動作不穩定。可以在管道末端安裝蓄能裝置，提高液壓壓力穩定，減少波動。

3 上卸鋼系統的數字化優化

上卸鋼設備點多面廣，涉及到多個專業，提升裙板動作速度快、數量多，很難判斷故障點在哪個部位。為實現故障的快速判斷，可以在上卸鋼動作的數字化方面進行改進，通過壓力檢測、位置檢測、曲線分析等措施，記錄歷史數據，對比故障時的數據變化，快速確定故障區域及原因。

（1）壓力檢測。對上卸鋼各組閥的上升與下降壓力進行實時檢測，可以快速判斷液壓系統壓力波動、閥臺控制方面的故障。

（2）位置檢測。在各提升油缸上安裝位置檢測，可以判斷同步軸的同步性，在發生故障時通過位置檢測信息快速判斷出是哪一條油缸的故障。

（3）狀態分析。在冷床區域建立信號站采集壓力、位置等數據，通過iba 曲線建立趨勢圖，通過分析曲線可以快速判斷故障位置，并通過趨勢變化判斷出設備的劣化趨勢、劣化周期，實現預防性維修。

表1 導向套

4 效果分析

對卸鋼區域故障原因進行分類分析，制定優化措施。通過信息化改善，實現卸鋼區域設備的數字化管理。卸鋼亂鋼、尾鋼不齊頭、鋼材通條彎曲等問題得到消除，軋制速度進一步提高，充分釋放生產線產能，經濟效益顯著。