热轧卷酸洗生产线圆盘剪切边 卡钢原因分析及措施 卜彦强李摘要强巩刚伦蔡耀清于建升杨时锋 （首钢股份公司迁安钢铁公司） 根据热轧卷酸洗生产线圆盘剪切边卡钢现象，从工艺、设备和操作角度详细分析了切边卡钢的原 因，并结合现场实际情况提出了相应措施，降低了圆盘剪切边卡钢的故障率，提高了生产效率和产品成材 率，经济效益显著。 关键词圆盘剪切边卡钢纠偏 Ｃａｕｓｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ Ｓｔｒｉｐ Ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｏｆ Ｒｏｔａｒｙ Ｔｒｉｍｍｉｎｇ Ｓｈｅａｒ ｉｎ Ｈｏｔ Ｓｔｒｉｐ Ｐｉｃｋｌｉｎｇ Ｌｉｎｅ ＢＵ Ｙａｎｑｉａｎｇ ＬＩ Ｑｉａｎｇ ＧＯＮＧ Ｇａｎｇｌｕｎ ＣＡＩ Ｙａｏｑｉｎｇ ＹＵ Ｊｉａｎｓｈｅｎｇ ＹＡＮＧ Ｓｈｉｆｅｎｇ （Ｓｈｏｕｇａｎｇ Ｑｉａｎ ａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｓｔｒｉｐ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｔａｒｙ ｔｒｉｍｍｉｎｇ ｓｈｅａｒ ｉｎ ｔｈｅ ｈｏｔ ｓｔｒｉｐ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｌｉｎｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｂｙ ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅｓｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｓｔｒｉｐ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｗｅｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅｒｅｂｙ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｉｇｎｉｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．ｆ Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ｒｏｔａｒｙ ｓｈｅａｒ，ｔｒｉｍｍｉｎｇ，ｓｔｒｉｐ ｂｌｏｃｋｉｎｇ，ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ 热轧卷酸洗生产线的圆盘剪是用于酸洗带钢 切边的设备，卡钢就是圆盘剪在对带钢进行切边 的过程中，板边受到带钢的推力和溜槽内导板的 人员操作设备，将带钢倒回后再进行剪断，并将 剪断后的板边从溜槽中取出，之后才可继续进行 剪切作业，严重影响生产效率，并对设备和产品 质量造成了不利影响。２０１４年７～１２月因圆盘 作用力，随着带钢不断前行，导板对板边的作用 力逐渐加大，并向板边运行的反方向转移，最后 剪切边卡钢所造成的设备故障停机时间总计为 ４２０ ｍｉｎ，月均为７０ ｍｉｎ。 由于带钢推力及导板作用力的合力使得板边产生 塑性变形，形成连续弯曲状而不能被顺利导人到 本文从工艺、设备和操作角度对圆盘剪切边 卡钢的原因进行了详细分析，并且结合现场实际 情况提出了相应的改进措施，降低了圆盘剪切边 卡钢的故障率，提高了生产效率和产品成材率， 经济效益显著。 碎断剪切断，随着带钢继续将板边送入溜槽，导 致板边产生严重折叠，直到溜槽被塞满，板边无 法继续进入到溜槽内，从而造成带钢无法继续前 行而发生卡钢。 首钢股份公司迁安钢铁公司（简称迁钢公 司）热轧卷酸洗生产线投产运行后，频繁发生 圆盘剪切边卡钢故障，卡钢后，操作人员需使用 专用的卡钳将板边剪断，卡钢严重时甚至需操作 ｈ彦强：硕士，工程师。收稿／２０１６－０１－Ｏ６ １ 工艺流程 热轧卷酸洗生产线工艺流程如图１所示。 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ ｌ１ １２ １３ １４ １５ １６ １一开卷机；２－矫直机；３－切头剪；４－废料斗；５－入１２Ｉ活套；６－预清洗段；７－酸洗段；８一漂洗段；９一吹扫段；１Ｏ一烘干机 １１一出口活套；１２一分段剪；１３一废料斗；１４一圆盘剪；１５一废料斗；１６一卷取机；１７一压带辊；１８一升降辊；１９一涂油机； ２Ｏ一张紧辊；２１－５号纠偏夹送辊；２２４号夹送辊；２３＿３号夹送辊；２４＿２号夹送辊；２５—１号夹送辊；２６一切角剪； ２７一导向辊；２８一导向辊；２９一防皱辊 图１ 热轧卷酸洗生产线工艺流程 由图１可见，切边是热轧卷酸洗生产线的 重要环节，圆盘剪影响着整条生产线的生产节奏 和产品的切边质量。 圆盘剪的切边步骤如下： ２．３剪刃间隙不合适和剪刃损坏 圆盘剪两侧剪刃和碎断剪剪刃的间隙不合适 以及各种剪刃的损坏等都会直接影响到剪切过 程，甚至导致卡钢。 ２．４ ＣＰＣ纠正不到位或纠偏过程缓・陧 １）根据酸洗带钢的品种规格调整圆盘剪的 开口度和剪刃间隙。 ＣＰＣ位于５号纠偏夹送辊处，主要对带钢 ２）当带钢到达圆盘剪生产前的纠偏夹送辊 时，纠偏夹送辊压下到位，ＣＰＣ（纠偏系统）投 入到自动纠偏模式，自动纠正带钢到中心位置。 ３）最后圆盘剪和碎断剪开始运转。 起到对中作用，保证带钢能够顺利进入圆盘剪进 行切边作业。ＣＰＣ是通过检测框架将检测到的带 钢位置信号反馈给ＰＬＣ（可编程序控制器）， ＰＬＣ释放驱动信号，由比例阀控制液压缸，使圆 盘剪的纠偏辊发生偏移，对带钢位置进行纠正， ＣＰＣ的工作原理如图２所示。 ２原因分析 从热轧卷酸洗生产线实际运行状况来看，造 成圆盘剪卡钢的原因主要包括原料卷板型缺陷、 上卷位置偏离轧制中心线、剪刃间隙不合适和剪 刃损坏、ＣＰＣ纠正不到位或纠偏过程缓慢、ＣＰＣ 检测框架位置偏移、纠偏夹送辊表面聚氨酯层碳 化、检测设备状态不佳和出口活套自由辊磨损等。 ２．１原料卷板型缺陷 图２ ＣＰＣ的工作原理 在带钢进入圆盘剪之前，若带钢偏离轧制中 心线较严重，则在ＣＰＣ纠偏过程中就会导致纠 正不到位或纠偏过程较慢，由于５号纠偏夹送辊 与圆盘剪的距离较近，且带钢头部在未达到张紧 原料卷常见的板形缺陷有镰刀弯、中间浪和 边浪等，这些缺陷使ＣＰＣ和纠偏夹送辊的纠偏 能力无法满足正常生产，造成圆盘剪在剪切板带 时板带两侧宽度不一致，比较窄的一边受到剪切 应力的影响而发生弯曲变形，甚至出现边丝，在 溜槽内造成堆钢。 ２．２上卷位置偏离轧制中心线 辊之前运行过程中一直处于无张力的自由状态， 从而导致带钢头部进入圆盘剪后ＣＰＣ仍没有将 带钢头部纠正到位，由此导致带钢一侧过窄，在 剪切时被拉断甚至脱离剪刃，最终导致卡钢。 ２．５ ＣＰＣ检测框架位置偏移 钢卷在开卷机处上卷后，若未处在中心位 置，则带钢进入纠偏辊后会导致纠偏辊动作幅度 增大而不能及时准确将带钢对中，当带钢运行到 ＣＰＣ检测框架由４条螺栓固定在框架的底 座上，若因震动和撞击等原因造成紧固螺栓松动 而使检测框架的位置发生偏移，则会导致检测带 圆盘剪后，若仍未能纠偏到位，则将会发生卡钢。 钢的位置不准确，纠偏完毕后带钢也未处于中心 位置，由此造成剪切时带钢两侧宽度不一致，从 而发生切边卡钢现象。 ２．６ 纠偏夹送辊表面聚氨酯层碳化 在生产过程中，５号纠偏夹送辊频繁的纠偏 作用会导致辊身表面聚氨酯层与带钢之间产生强 大的静摩擦力，使辊身与带钢之间产生高温，致 使辊身表面聚氨酯层碳化，出现烧伤甚至剥落。 基于以上原因，在５号纠偏夹送辊纠偏过程中 可能存在打滑的情况，导致５号纠偏辊无法将 带钢纠正，从而发生带钢偏移，出现上述卡钢的 现象。 ２．７检测设备状态不佳 现场检测设备的状态将直接影响其检测精 度。若圆盘剪编码器与剪刃调整电机的连接出现 问题，则将直接影响剪刃间隙检测数值的准确 性，导致剪刃间隙的检测值与实际不符，从而造 成剪切过程中出现卡钢现象。 ２．８ 出口活套自由辊磨损 出口活套的自由辊若发生磨损，则会导致辊 身两侧高度不均，使带钢头部在未达到张紧辊前 处于无张力的自由状态，当带钢头部经过出口活 套自由辊时，将会导致带钢偏离轧制中心线，发 生卡钢。 ３措 施 ３．１ 加强原料卷的控制 通过优化矫直机的压下量来进一步提高带钢 的板形质量，降低带钢板形不良对圆盘剪切边的 影响。当带钢板形较差时，应降低带钢的运行速 度，调整圆盘剪两侧剪刃的间隙量和重叠量，通 过对不同的板形采取不同的间隙及重叠量，减少 板形对剪切质量的影响。 ３．２精细上卷操作 操作人员在将原料卷上到开卷机时，应尽量 确保原料卷处于开卷机的中心位置，避免由于上 料时操作人员操作不精细而导致原料卷严重偏离 轧制中心线，最终造成ＣＰＣ难以纠正带钢。 ３．３优化ＣＯＯ增益参数 ＣＰＣ的增益参数决定伺服阀的响应速度， 增益参数越大，则响应速度就越快，但增益参数 过大就会导致超调，通过大量的数据摸索和现场 的实际运行，优化出合理的增益参数，将其由 ５０提高至６５，从而加快伺服阀的响应速度，进 一步提高了纠偏辊的纠偏响应速度。 ３．４定期检测ＣＰＧ框架位置 要定期检查ＣＰＣ框架４条螺栓的紧固状态 并对其紧固，定期检测ＣＰＣ框架的中 ｔＬ，位置， 防止因ＣＰＣ框架移位产生的中一ｔＬ，点偏移而导致 带钢偏离轧制中心线。 ３．５检查更换纠偏夹送辊 定期对纠偏夹送辊的磨损情况进行检查，确 保ＣＰＣ纠偏夹送辊能够正常投入使用。利用点 检、巡检和检修期间，对ＣＰＣ纠偏夹送辊进行 检查，若发现其表面的聚氨酯层磨损严重或开裂 和掉皮等情况，则应及时进行更换，以防ＣＰＣ 纠偏夹送辊在纠偏过程中打滑，并确保纠偏夹送 辊上下辊的轴线平行。 ３．６确保圆盘剪剪刃检测码盘检测准确 确保圆盘剪剪刃检测码盘正常投入使用，利 用检修时间定期检查码盘的网络接线和码盘与设 备的接线。若出现接线损坏等情况，则需及时进 行更换，并重新进行标定。通过检查圆盘剪剪刃 检测码盘的运行状态和接线的连接情况，确保圆 盘剪剪刃检测码盘对剪刃问隙的测量数值准确。 ３．７优化程序 通过带钢头部的跟踪位置、切边模式和自动 穿带模式等连锁条件控制带钢进入圆盘剪的速 度，降低切边模式下带头进入圆盘剪的速度，从 而延长ＣＰＣ调节时间。通过操作人员的切边选 择和带钢头部的跟踪位置以及在穿带的模式下的 连锁条件，对穿带速度进行限幅，延长ＣＰＣ的 调节时间。优化后切边的穿带速度是毛边的穿带 速度的０．５倍。 ３．８优化剪刃标定流程 确保圆盘剪剪刃标定流程正确，操作人员要 按照工艺要求逐步进行测量标定，同时优化标定 程序，在程序中减少操作人员的手动操作部分， 减少人为出错的可能。只有保证了标定的准确 性，才能确保生产时调节出的剪刃间隙满足现 场生产，进而避免圆盘剪剪刃间隙不合适造成 的卡钢。 （下转第４６页） 次数。 ４ 日常维护 ５结 以前使用磁致伸缩传感器时无法检测和判断 波导管的运行状态，只能依靠维护人员从外观上 检查磁环与波导管有无磨损，并清扫波导管上的 积灰。波导管的更换周期如果长了，则可能造成 语 ＬＶＤＴ具有理论寿命无限长、精度高、线性 度高、重复性好和价格低等优点。与磁致伸缩传 感器相比，ＬＶＤＴ更能客观反映出设备的运行状 故障而影响高炉生产，更换周期如果短了，则可 能造成不必要的浪费，波导管的更换周期无法根 据反映其运行状态的客观数据进行判断。ＬＶＤＴ 态，可为现场设备长期运行提供更好的依据。 ＬＶＤＴ除在ＴＲＴ机组应用外，已在迁钢公司电力 作业部其他汽轮机组中普遍应用。目前，各机组 运行状态良好，保证了高炉安全、稳定运行，降 低了设备故障率。 参考文献 则可通过测量初级线圈和次级线圈的阻值来判断 线圈的运行状态，迁钢公司电力作业部使用的 ＬＶＤＴ的初级线圈电阻为２２０ Ｑ，次级线圈的电 阻为５５０ Ｑ。使用一段时间后，阻值可能会偏大 一些，若阻值超过原阻值的１．３倍以上或者达到 兆欧级，则可判断线圈有问题或线圈开路，必须 进行更换，否则将影响测量。前置器安装在主控 楼伺服控制柜内，环境良好，延长了使用寿命。 这些都能有效减少因设备故障而影响高炉生产的 １张朝晖．检测技术及应用［Ｍ］．北京：中国计量出 版社，２００５． ２陈花玲．机械工程测试技术［Ｍ］．北京：机械工业 出版社，２００２． 编辑／高东梅 英文校对／刘清梅 ●●ｉｌｌ◆ｌＩｌ●●ｌｉｌ◆◆＂ｅ－ｉｌ＇Ｏ－ ●◆ｉｌｌ●ｌｉｌ●●●ｈ●◆◆ｉｉ●ｉｈ◆◆◆◆●ｈ◆ｉｉｌｌ◆］ｉ１◆◆◆ｉｌｌ◆◆◆●●◆◆ｈｉ◆ｉｉｉ‘◆ ｌｉｌ＂Ｏ－ｉｉ Ｉｉ ｉｈ （上接第４３页） 原因都可造成圆盘剪切边卡钢，但大部分原因是 ３．９定期检查剪刃 由带钢偏离轧制中心线所致，且一般发生在带钢 头部。经过３年多的生产实践，总结出了造成圆 盘剪切边卡钢的原因，并提出了相应措施，降低 了圆盘剪切边卡钢的故障率，提高了生产效率和 产品成材率，经济效益显著。 参考文献 在交接班期间，操作人员应对圆盘剪剪刃和 碎断剪剪刃进行检查，并根据带钢的实际切边效 果检查剪刃磨损和崩口情况，并及时进行更换， 确保不因剪刃损坏造成卡钢。 ３．１０确保对中辊起到作用 对中辊位于活套与ＣＰＣ纠偏装置之问，其 通过限制带钢两侧的宽度来保证带钢不偏离轧制 中心线，对带钢的位置起到了很好的限制作用， １庞先进，杨俊益，牛国林，等．圆盘剪卡钢的因素分 因此要确保对中辊的正常投入使用。 析及措施［Ｊ］．河南冶金，２００４，１２（３）：４２－４３． ２邓伟，刘会然．推拉式酸洗机组圆盘剪处带钢跑偏分 ４结 语 析及对策［Ｊ］．一重技术，２０１４，１６０（４）：４５．４８． ３ 李力冰．圆盘剪切边时钢板跑偏原因分析及解决措施 ［Ｊ］．冶金设备，２０ｔ１，１８９（４）：４９—５２． 带钢在热轧卷酸洗生产线运行过程中，很多 编辑／高东梅 英文校对／那劫