劉海濤

（天津天鐵冶金集團(tuán)熱軋廠，河北涉縣056404）)

熱軋卷取機(jī)卸卷困難故障分析及排除

劉海濤

（天津天鐵冶金集團(tuán)熱軋廠，河北涉縣056404）)

針對(duì)熱軋板卷取機(jī)卸卷故障，分析了熱軋板卷取機(jī)結(jié)構(gòu)原理和故障產(chǎn)生原因。對(duì)卷取機(jī)卸卷小車液壓控制回路進(jìn)行改進(jìn)，解決了卸卷困難的問題，提高了軋制節(jié)奏和鋼卷外觀質(zhì)量，保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定順行。

卸卷小車；液控單向閥；油缸

1 引言

卷取機(jī)是熱軋板公司保證產(chǎn)品質(zhì)量良好的重要設(shè)備。全套設(shè)備由中冶賽迪公司設(shè)計(jì)，二重生產(chǎn)制造，部分關(guān)鍵設(shè)備，如卷筒接頭、伺服油缸和液壓設(shè)備均為進(jìn)口設(shè)備。卷取機(jī)主要由側(cè)導(dǎo)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(jī)安裝在熱帶鋼連軋線尾部，用于對(duì)精軋機(jī)軋制完的帶鋼進(jìn)行卷取，以便運(yùn)輸和貯存。卷取時(shí)，與夾送輥建立穩(wěn)定張力，保證帶鋼的卷取質(zhì)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(jī)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(jī)位進(jìn)行打捆。它雖然是卷取機(jī)的輔助設(shè)備，但其使用情況的好壞將直接影響生產(chǎn)節(jié)奏，并且鋼卷如果長(zhǎng)時(shí)間不能從卷筒上卸下，會(huì)影響卷筒使用壽命，甚至燒壞卷筒，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。卸卷小車主要由車架、升降裝置、托輥、行走機(jī)構(gòu)、軌道和拖鏈等組成。

2 卸卷小車的工作原理及結(jié)構(gòu)

當(dāng)卷取機(jī)處于待鋼狀態(tài)時(shí)，卸卷小車處在卷筒的正下方，小車升降體落在最低位，此時(shí)為初始位。當(dāng)卷取快結(jié)束時(shí)，帶鋼尾部被側(cè)導(dǎo)板前激光探頭檢測(cè)到時(shí)，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(dāng)帶鋼尾部由安裝在夾送輥上的激光探頭檢測(cè)到時(shí)，卸卷小車低速上升直到托住鋼卷。然后卷筒低速轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)尾（讓鋼卷的尾部正好壓在小車的托輥上，以方便打捆機(jī)打捆作業(yè)）。對(duì)尾完成后，卷筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)，活動(dòng)支承打開，卷筒縮到最小位，得到卷取機(jī)信號(hào)后，卸卷小車慢速開出卷取機(jī)；待開出卷取機(jī)后，快速前進(jìn)。當(dāng)卸卷小車得到打捆站減速信號(hào)時(shí)，卸卷小車減速，慢速開進(jìn)打捆站。當(dāng)卸卷小車得到打捆站停車信號(hào)時(shí)，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(jī)減速信號(hào)后，卸卷小車減速，慢速開進(jìn)卷取機(jī)。得到卷取機(jī)停車信號(hào)后，卸卷小車停到卷取機(jī)側(cè)起停位，等待卸下一個(gè)鋼卷。

卸卷小車結(jié)構(gòu)見圖1。

3 卸卷小車卸卷困難的原因分析

卷取機(jī)在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)卸卷小車托住鋼卷后，當(dāng)卷筒縮小時(shí)，小車向上有一個(gè)反彈力，將鋼卷與卷筒之間頂死，從而卸不出卷，這種現(xiàn)象在卷取6 mm以上鋼板時(shí)，尤其明顯。經(jīng)過對(duì)升降油缸無桿腔的壓力檢測(cè)和分析，發(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)圖

圖2 卸卷小車升降的液壓控制回路

當(dāng)帶鋼尾部被夾送輥上的激光探頭檢測(cè)到時(shí)，卷取機(jī)減速卷取時(shí)，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(guān)閉，使小車鎖住。此時(shí)帶鋼尾部還有最后一圈沒有卷完。卷筒繼續(xù)低速轉(zhuǎn)動(dòng)卷完最后一圈，使小車托輥到卷筒之間增加了一個(gè)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(shí)，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(duì)無桿腔的壓力檢測(cè)可以觀察到：卸卷小車上升頂?shù)骄砗螅诰砣∽詈笠蝗蛯?duì)尾過程中，6 mm以下的帶鋼，壓力沖擊可達(dá)8～9 MPa，10 mm以上的帶鋼，壓力可達(dá)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(shí)也比較困難，要通過卷筒低速反轉(zhuǎn)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(yán)重影響了鋼卷的外觀質(zhì)量。

該問題不但影響了軋制節(jié)奏和生產(chǎn)的連續(xù)性，降低了產(chǎn)量和質(zhì)量，還對(duì)卷筒和小車托輥的使用壽命有很大影響。

4 改進(jìn)方案

通過對(duì)故障原因的分析，制定了兩套方案，以滿足生產(chǎn)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(gè)溢流閥回路，溢流閥的開啟由一個(gè)二位三通閥控制，二位三通閥得電時(shí)，溢流閥投用，失電時(shí)斷開，見圖3。

圖3 卸卷小車升降回路改進(jìn)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(shí)所需的壓力為6 MPa，因此將溢流閥的壓力調(diào)整為6 MPa。當(dāng)小車從待卷位上升頂?shù)戒摼砗?，二位三通電磁閥得電（并從程序上給一個(gè)2～3 s的延時(shí)，以滿足對(duì)尾的需要），溢流閥投用，將對(duì)尾產(chǎn)生的高壓卸掉，使小車在卷筒縮小時(shí)，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(duì)尾過程中處于反向開啟狀態(tài)，這樣對(duì)尾過程中產(chǎn)生的高壓就可以通過管路吸收和減壓閥的作用進(jìn)行消除，不會(huì)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(jìn)方案二

如圖4所示，電磁鐵4得電，卸卷小車上升頂?shù)戒摼砗螅秒娧訒r(shí)2～3 s，以滿足對(duì)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(dāng)電磁鐵4得電時(shí)，液控單向閥處于開啟狀態(tài)，對(duì)尾結(jié)束時(shí)，電磁鐵4失電，液控單向閥關(guān)閉，鎖住小車。

4．3 兩種方案的優(yōu)劣比較

第一種方案通過溢流閥卸壓，容易產(chǎn)生壓力波動(dòng)，壓力不穩(wěn)定，但易于實(shí)施改造，能及時(shí)解決生產(chǎn)現(xiàn)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(chǎn)生的高壓通過管路吸收和減壓閥的功能進(jìn)行消除，使液控單向閥最后鎖定的壓力保持一致，穩(wěn)定性較好。但是實(shí)施起來比較困難、訂貨時(shí)間長(zhǎng)，因?yàn)橐嚎貑蜗蜷y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(chǎn)，決定兩套方案同時(shí)實(shí)施。首先采用第一套方案，在使用3個(gè)月內(nèi)效果較好，只出現(xiàn)了幾次卸卷困難的現(xiàn)象。當(dāng)?shù)诙追桨竿队煤?，第一套方案仍可留作備用，繼續(xù)保留在設(shè)備上，不影響設(shè)備功能。

5 實(shí)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(hào)的高壓截止閥，電磁換向閥選用二位三通電磁換向閥，型號(hào)為SEW 6 C24/420 I G24；溢流閥型號(hào)為DBDS10 P18/315,均為力士樂產(chǎn)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(dāng)小車上升到位托住鋼卷后，二位三通電磁閥得電并延時(shí)，直到鋼卷對(duì)尾過程結(jié)束。此時(shí)由于鋼卷對(duì)尾產(chǎn)生的高壓可通過溢流閥卸掉。卷取機(jī)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(zhǔn)來標(biāo)定的。通過計(jì)算和生產(chǎn)過程中的實(shí)際測(cè)量，得出6 MPa的壓力調(diào)定值，該值正好能滿足25～30 t之間鋼卷的需要。

第2步，根據(jù)方案二的改進(jìn)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(nèi)控內(nèi)泄改為外控內(nèi)泄。在新加工的連接板上增加了一個(gè)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(dāng)電液換向閥的電磁鐵4和電磁閥1得電時(shí)，小車低壓低速上升托住鋼卷，電磁鐵4得電延時(shí)，直到鋼卷對(duì)尾過程結(jié)束。由于電磁鐵4延時(shí)，所以液控單向閥一直處于開啟狀態(tài)，對(duì)尾產(chǎn)生的高壓就通過管路的吸收和減壓閥的功能來消除。此時(shí)第一方案卸荷回路中的截止閥已關(guān)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(zhì)造成閥芯卡阻和隨意調(diào)整溢流閥壓力，曾出現(xiàn)過不正?，F(xiàn)象，后來通過提高油液清潔度，并根據(jù)實(shí)際情況標(biāo)定溢流閥的壓力，基本解決了故障現(xiàn)象，使用以來效果良好。第二套方案在實(shí)施使用后，也沒有發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。通過改造，卸卷小車運(yùn)行正常，克服了對(duì)尾產(chǎn)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(chǎn)需要。

7 結(jié)束語

通過對(duì)卷取機(jī)卸卷小車液壓控制回路的改進(jìn)和完善，完全解決了以往卸卷困難的問題，提高了軋制節(jié)奏和鋼卷外觀質(zhì)量，確保生產(chǎn)順利進(jìn)行，為熱軋軋鋼的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)提供了有力的設(shè)備保障。

[1]洪慎章.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件選型手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]李育錫.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[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。