鄭玉福

(濟(jì)鋼冷軋板廠，山東 250101)

冷卻塔裝置的主要功能是采用風(fēng)冷及水冷方式冷卻從鋅鍋出來(lái)的鋼帶。其冷卻工藝過(guò)程為:鋼帶從鋅鍋熱浸鍍并經(jīng)氣刀控制鍍層厚度以后，垂直向上經(jīng)1#垂直風(fēng)冷段(兩組風(fēng)箱)到達(dá)1#水冷糾偏轉(zhuǎn)向輥，鋼帶溫度降到250～300℃。鋼帶從1#水冷轉(zhuǎn)向輥轉(zhuǎn)向后，進(jìn)入水平風(fēng)冷段(一組風(fēng)箱)，鋼帶溫度降到200℃左右。再通過(guò)2#轉(zhuǎn)向輥進(jìn)入2#垂直風(fēng)冷箱(兩組風(fēng)箱)，鋼帶出2#垂直風(fēng)箱后的溫度應(yīng)降到120℃左右。鋼帶進(jìn)入水淬槽，經(jīng)噴淋、浸沒(méi)方式進(jìn)行水冷，再經(jīng)擠干及熱風(fēng)烘干后達(dá)到43℃左右，通過(guò)5#糾偏輥進(jìn)入4#張力輥。冷卻塔帶鋼冷卻示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 冷卻塔帶鋼冷卻示意圖Figure 1 Schematic drawing of cooling tower strip steel cooling

1 鍍鋅線冷卻塔帶鋼跑偏數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

1.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

為掌握第一手跑偏數(shù)據(jù)，2010 年11 月，按照帶鋼運(yùn)行的順序我們對(duì)氣刀、1#水冷轉(zhuǎn)向輥、2#轉(zhuǎn)向輥、水淬轉(zhuǎn)向輥、水淬擠干輥、糾偏輥、?500 mm 轉(zhuǎn)向輥七個(gè)位置的跑偏情況進(jìn)行了7 次跟蹤記錄。帶鋼跑偏數(shù)值見(jiàn)表1。

1.2 數(shù)據(jù)整理

根據(jù)跑偏數(shù)值，我們計(jì)算出各個(gè)位置的帶鋼偏移量，偏移程度通過(guò)數(shù)值得以量化。帶鋼跑偏量見(jiàn)表2。

為使得各個(gè)位置的帶鋼跑偏情況更加直觀，把跑偏數(shù)值表生成數(shù)據(jù)折線圖，如圖2 所示。

2 糾偏系統(tǒng)的分類

糾偏系統(tǒng)按糾偏輥的數(shù)量可分為單輥糾偏和雙輥糾偏，按糾偏過(guò)程的工作原理可分為比例糾偏系統(tǒng)(P 糾偏)、積分糾偏系統(tǒng)(I 糾偏)及比例積分糾偏系統(tǒng)(PI 糾偏)。濟(jì)鋼冷軋板廠鍍鋅線冷卻塔為防止帶鋼跑偏，分別在冷卻塔頂層和四層采用了比例積分式的單輥糾偏和雙輥糾偏，糾正帶鋼跑偏，防止帶鋼跑偏刮帶。

2.1 比例糾偏系統(tǒng)

比例糾偏系統(tǒng)的特點(diǎn):

(1)比例糾偏系統(tǒng)使用兩支輥?zhàn)樱措p輥糾偏。

表1 帶鋼跑偏數(shù)值統(tǒng)計(jì)(單位:mm)Table 1 Statistics of strip steel misalignment values(unit:mm)

表2 帶鋼跑偏量統(tǒng)計(jì)(單位:mm)Table 2 Statistics of strip steel misalignment amount(unit:mm)

圖2 數(shù)據(jù)折線圖Figure 2 Broken line graph of values

(2)兩支糾偏輥的框子轉(zhuǎn)動(dòng)軸只能在糾偏系統(tǒng)入口帶鋼所在的平面內(nèi)，即入口鋼帶是繞著生產(chǎn)線的中心線發(fā)生扭轉(zhuǎn)的。

(3)在糾偏輥轉(zhuǎn)動(dòng)糾正鋼帶的過(guò)程中，輥?zhàn)尤肟趥?cè)鋼帶的運(yùn)轉(zhuǎn)方向保持與糾偏輥軸線垂直狀態(tài)進(jìn)入輥?zhàn)樱礇](méi)有任何偏角使鋼帶在輥?zhàn)由习l(fā)生積分偏移。

(4)通過(guò)旋轉(zhuǎn)糾偏輥，使原來(lái)偏離生產(chǎn)線中心的鋼帶走正，但對(duì)于糾偏輥?zhàn)陨肀砻娴匿搸Ф?，卻隨著入口鋼帶的偏移而發(fā)生偏移現(xiàn)象。

2.2 積分式糾偏系統(tǒng)

積分式糾偏系統(tǒng)的特點(diǎn):

積分式糾偏系統(tǒng)與比例式糾偏系統(tǒng)有本質(zhì)區(qū)別，它不是通過(guò)平移鋼帶來(lái)糾正鋼帶的位置的，而是通過(guò)使糾偏輥軸線與鋼帶運(yùn)行方向發(fā)生傾斜，鋼帶在糾偏輥上產(chǎn)生積分偏移現(xiàn)象而產(chǎn)生橫向平移動(dòng)，使鋼帶恢復(fù)到生產(chǎn)中心線上。

(1)純積分式糾偏輥框的轉(zhuǎn)軸垂直于輥?zhàn)尤肟阡搸诘钠矫妫挥诩m偏輥軸線與生產(chǎn)線中心線的交叉點(diǎn)上。只有轉(zhuǎn)軸位于這一特殊點(diǎn)上，才是純積分式糾偏輥。

(2)不管入口側(cè)鋼帶是否偏離生產(chǎn)線中心線，鋼帶通過(guò)純積分式糾偏輥后離開(kāi)輥面時(shí)，由于積分偏移的作用，均會(huì)回到生產(chǎn)線中心線，所以純積分式糾偏輥?zhàn)陨砩系匿搸У钠圃絹?lái)越小。

(3)糾偏輥前必須保持一定的自由段跨距，防止鋼帶產(chǎn)生塑性變形，影響板形，甚至造成斷帶事故。

圖7所示為成型前后秸稈炭的N2吸脫附等溫線。通過(guò)與未成型之前的吸附等溫線進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者并無(wú)明顯差別，唯一區(qū)別在于成型之后的等溫線低壓段斜率略小于未成型的，這也說(shuō)明了添加 CMC粘結(jié)劑后會(huì)減少成型秸稈炭的微孔數(shù)量。根據(jù) IUPAC（何余生等，2004）劃分的吸附等溫線類型可知，成型后秸稈炭吸脫附等溫線同樣符合Ⅰ型等溫吸附線，相對(duì)壓力P/P0在低壓區(qū)開(kāi)始大量吸附氣體，隨著P/P0增大達(dá)到吸附飽和，當(dāng)吸附壓力達(dá)到氣體的飽和蒸汽壓時(shí)發(fā)生液化，吸附量有所上升，而高壓段存在的滯后環(huán)說(shuō)明秸稈炭中存在大量的中孔，這說(shuō)明大量的微孔及中孔的存在，使得成型秸稈炭仍具有較好脫臭活性。

2.3 比例積分式糾偏系統(tǒng)

比例積分式糾偏系統(tǒng)(PI 糾偏)糾偏鋼帶時(shí)，既使鋼帶產(chǎn)生一定位移，又利用了鋼帶在軸線與生產(chǎn)線中心傾斜的輥?zhàn)由袭a(chǎn)生積分偏移的作用。

比例積分式糾偏輥的工作原理是，帶鋼向左跑偏以后，糾偏輥繞旋轉(zhuǎn)軸O 順時(shí)針擺動(dòng)α 角，可使糾偏輥上出口側(cè)的鋼帶產(chǎn)生一個(gè)向右的初始偏移量。比例積分式糾偏輥如圖3 所示。

圖3 比例積分式糾偏輥Figure 3 Proportional integral type of rectifying roller

式中，F(xiàn)0是初始偏移量;P 是糾偏旋轉(zhuǎn)軸線與輥?zhàn)咏鼈?cè)表面的距離;D 是輥?zhàn)拥闹睆健?/p>

帶鋼進(jìn)入出口糾偏輥后發(fā)生兩種不同方向的運(yùn)動(dòng):一是回跑現(xiàn)象的作用，使鋼帶往左側(cè)發(fā)生偏移;二是積分現(xiàn)象的作用，使鋼帶往右側(cè)發(fā)生偏移。若沒(méi)有回跑現(xiàn)象，積分糾偏的結(jié)果，就使鋼帶由入口偏于輥?zhàn)拥淖髠?cè)，轉(zhuǎn)變?yōu)殡x開(kāi)輥?zhàn)訒r(shí)處于輥?zhàn)拥闹行木€上。但加上回跑現(xiàn)象的共同作用，就會(huì)使鋼帶離開(kāi)輥?zhàn)訒r(shí)也偏離輥?zhàn)又行囊恍《尉嚯x。

3 比例積分式糾偏系統(tǒng)在冷卻塔上的應(yīng)用

鍍鋅冷卻塔采用了兩套比例積分式糾偏系統(tǒng)。第一套為水冷糾偏轉(zhuǎn)向輥(圖4)，帶鋼從鋅鍋沉沒(méi)輥出來(lái)，熱鍍鋅完成后，垂直到達(dá)冷卻塔頂層的水冷糾偏轉(zhuǎn)向輥，垂直跨度36 m。若帶鋼板形不好，張力不穩(wěn)很容易造成帶鋼的跑偏。

第二套糾偏系統(tǒng)是位于冷卻塔四層的雙輥糾偏系統(tǒng)(圖5)，它是比例式糾偏系統(tǒng)的改進(jìn)，主要區(qū)別在于雙輥比例式糾偏系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸在糾偏系統(tǒng)入口鋼帶所在的平面內(nèi)的生產(chǎn)線的中心線上，即入口鋼帶繞著生產(chǎn)線的中心線發(fā)生扭轉(zhuǎn)。

圖4 水冷糾偏轉(zhuǎn)向輥Figure 4 Rectifying and deflecting roller with water cooling

圖5 冷卻塔雙輥糾偏系統(tǒng)Figure 5 Rectifying system with two rollers in cooling tower

4 帶鋼跑偏原因分析

(1)帶鋼出鋅鍋沉沒(méi)輥后，經(jīng)氣刀控制鍍層厚度，然后垂直向上經(jīng)1#垂直風(fēng)冷段(1#、2#風(fēng)機(jī)組風(fēng)箱)到1#水冷糾偏轉(zhuǎn)向輥。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在1#水冷轉(zhuǎn)向輥位置帶鋼跑偏嚴(yán)重，跑偏量達(dá)20 mm～50 mm。水冷糾偏輥未達(dá)到實(shí)際的糾偏效果。檢查發(fā)現(xiàn)，控制糾偏動(dòng)作的傳感器的中心位置和機(jī)組中心線位置發(fā)生偏移，造成糾偏效果不好。

(2)帶鋼從頂層轉(zhuǎn)向經(jīng)過(guò)4#、5#風(fēng)機(jī)冷卻后進(jìn)入水淬槽，帶鋼跑偏量增加。檢查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)4#、5#風(fēng)機(jī)停下來(lái)后，此段的帶鋼跑偏量明顯減小，同過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)帶鋼兩側(cè)風(fēng)箱的開(kāi)口度大小不一致，導(dǎo)致帶鋼受扭，產(chǎn)生偏移方向分力。

(3)鍍鋅線在剛起車時(shí)，由于帶鋼的板型很差，跑偏比較嚴(yán)重，經(jīng)常在冷卻塔四層的雙輥糾偏位置造成刮帶停車。帶鋼在糾偏輥?zhàn)陨砩系钠屏坎坏珱](méi)有減小反而加大了，是造成此處刮帶的主要原因。

(4)生產(chǎn)過(guò)程中打開(kāi)水淬擠干輥，關(guān)停冷卻風(fēng)機(jī)，相應(yīng)各段的跑偏量都有一定量的減少，說(shuō)明水淬擠干輥和冷卻風(fēng)機(jī)也是造成帶鋼跑偏的一個(gè)重要因素。

5 改進(jìn)措施

(1)首先，找正1#水冷轉(zhuǎn)向輥、2#轉(zhuǎn)向輥，水平度控制在0.03 mm/m 以內(nèi)。然后以頂層的設(shè)備的基準(zhǔn)中心點(diǎn)擺線找正輥?zhàn)优c機(jī)組中心線的垂直度，垂直度控制在0.05 mm/m 以內(nèi)。

(2)水淬轉(zhuǎn)向輥水平度控制在0.03 mm/m以內(nèi)?？紤]到冷卻塔鋼結(jié)構(gòu)及平臺(tái)變形引起的七層和二層機(jī)組中心點(diǎn)的偏差，若以各自基準(zhǔn)點(diǎn)找正垂直度，則無(wú)法保證2#轉(zhuǎn)向輥與水淬轉(zhuǎn)向輥的平行度。帶鋼經(jīng)過(guò)2#轉(zhuǎn)向輥垂直向下進(jìn)入水淬轉(zhuǎn)向輥，垂直跨度29 m，這就要求必須保證兩根輥?zhàn)拥钠叫卸?，所以，?#轉(zhuǎn)向輥為基準(zhǔn)掛線調(diào)整水淬轉(zhuǎn)向輥的垂直度。

(3)雙糾偏輥的水平度、平行度調(diào)整控制在0.03 mm/m 以內(nèi)。雙輥糾偏的輥?zhàn)右?guī)格為?600 mm×1 500 mm，由于帶鋼在糾偏輥?zhàn)陨砩系钠屏坎坏珱](méi)減少反而加大了，所以將輥身長(zhǎng)度增加為?600 mm×1 700 mm，同時(shí)配套調(diào)整糾偏輥框架的尺寸。

(4)首先，兩對(duì)水淬擠干輥內(nèi)側(cè)輥是通過(guò)絲杠調(diào)整的固定輥，外側(cè)輥是通過(guò)氣缸控制的可動(dòng)輥，將外側(cè)輥直接靠到內(nèi)側(cè)輥，以水淬轉(zhuǎn)向輥為基準(zhǔn)掛線調(diào)整與兩對(duì)擠干輥的平行度，并標(biāo)示出內(nèi)側(cè)軸承座的位置，作為換輥后的調(diào)整基準(zhǔn)。其次，調(diào)整風(fēng)機(jī)兩側(cè)的開(kāi)口度，保證兩側(cè)風(fēng)壓一致。

6 實(shí)施效果

設(shè)備改造后運(yùn)行平穩(wěn)，冷卻塔帶鋼跑偏明顯改善，基本杜絕了起車時(shí)冷卻塔的刮帶現(xiàn)象，取得顯著效果。

［1］李九嶺.帶鋼連續(xù)熱鍍鋅.北京:冶金工業(yè)出版社，1995.

［2］歐陽(yáng)克誠(chéng).轉(zhuǎn)向單輥糾偏裝置效果分析.重型機(jī)械，2000.

［3］許秀飛.帶鋼熱鍍鋅技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社.

［4］張啟富，劉邦津，黃建中.現(xiàn)代鋼帶連續(xù)熱鍍鋅.北京:冶金工業(yè)出版社，2007.