定尺剪剪切精度的影響因素和改善措施

杜忠新 陰法亮

(萊蕪鋼鐵集團(tuán)寬厚板廠，山東 271104)

定尺剪是厚板軋鋼廠剪切線的關(guān)鍵設(shè)備，其主要作用是對(duì)鋼板成品進(jìn)行定尺剪切、取樣和尾料處理。萊鋼厚板廠在定尺剪的調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)剪切長(zhǎng)度精度偏差較大，經(jīng)常發(fā)生定尺、取樣尺寸不準(zhǔn)，導(dǎo)致產(chǎn)品成材率降低，影響企業(yè)效益。

本文主要分析了影響定尺剪剪切精度的主要原因，并提出了解決方案。

1 定尺剪主要構(gòu)造

萊鋼寬厚板廠定尺剪允許剪切的厚度為(5～50)mm，寬度為(1 500～4 150)mm，最大長(zhǎng)度43 000 mm，定尺后鋼板長(zhǎng)度為(3 000～24 000)mm。最大切頭長(zhǎng)度500 mm，剪切溫度最高200℃。定尺剪的主要部件分別介紹如下。

1.1 主驅(qū)動(dòng)

主驅(qū)動(dòng)為兩個(gè)AC 電機(jī)，每個(gè)功率為850 kW，液壓盤式制動(dòng)。兩個(gè)電機(jī)分別被設(shè)置成主導(dǎo)和輔助，主導(dǎo)電機(jī)確定速度參考值，然后兩個(gè)電機(jī)形成一個(gè)共同的扭矩參數(shù)。

1.2 定尺剪入口夾送輥

入口夾送輥屬于電機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓操作的夾送類型。左、右、下部的夾送輥機(jī)械同步，下部的夾送輥通過(guò)一個(gè)能伸縮的接軸機(jī)械同步，上部的夾送輥沒(méi)有機(jī)械同步但能通過(guò)鋼板有效的同步。夾送輥的四個(gè)電機(jī)是普通驅(qū)動(dòng)，夾送輥在兩重壓力模式正常操作時(shí)是浮動(dòng)的，隨著鋼板波動(dòng)。

1.3 長(zhǎng)度測(cè)量輥

鋼板進(jìn)入時(shí)一定要緊密接觸測(cè)量輥，氣缸通過(guò)杠桿和軸把測(cè)量輥壓在被測(cè)的鋼板上。軸由軸承支撐，軸承在軸承座內(nèi)，軸承座通過(guò)螺栓連接到牌坊上。測(cè)量輥把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)萬(wàn)向軸傳遞給裝在座內(nèi)的位置傳感器，氣缸座連接到牌坊。測(cè)量輥裝有摩擦力高的外部襯套，一個(gè)壓縮空氣吹掃裝置用于保持輥?zhàn)痈蓛粢苑乐够瑒?dòng)，位置編碼器通過(guò)測(cè)量輥的旋轉(zhuǎn)測(cè)量鋼板長(zhǎng)度。

1.4 換刀裝置

換刀裝置基座是一個(gè)焊接結(jié)構(gòu)，包含帶有枕木的三個(gè)梁。在基座的前面布置有換輥驅(qū)動(dòng)車(縱向運(yùn)動(dòng))，三個(gè)主要的支架支撐換輥車導(dǎo)軌?；芡ㄟ^(guò)四個(gè)輪子和導(dǎo)軌上的兩個(gè)導(dǎo)向輪靠近剪子。橫移運(yùn)動(dòng)由一個(gè)連接在基座上的齒輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)鏈輪和布置在基座下面的鏈條帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

1.5 擺動(dòng)輥道

擺動(dòng)輥道長(zhǎng)約5 m，靠液壓升降，維護(hù)時(shí)可手動(dòng)橫移。輥道配合定尺剪的下切運(yùn)動(dòng)，允許碎料清除。輥?zhàn)域?qū)動(dòng)通過(guò)公用的齒輪系統(tǒng)(集體轉(zhuǎn)動(dòng))實(shí)現(xiàn)。輥?zhàn)佑奢S承座中的球軸承支撐，軸承連接到自動(dòng)干油潤(rùn)滑系統(tǒng)，輥道安裝在軌道上，隨時(shí)可拉出。

2 影響剪切精度的原因分析

定尺剪的剪切精度主要受測(cè)長(zhǎng)輥、來(lái)料長(zhǎng)度、鋼板板型等多種因素的影響，各個(gè)影響因素具體分析如下。

2.1 測(cè)量輥使用一段時(shí)間后，由于磨損或者輥面粘上氧化鐵皮等原因，導(dǎo)致測(cè)量輥實(shí)際直徑發(fā)生改變，造成測(cè)長(zhǎng)輥上下微幅彈跳或外徑變大，影響測(cè)量精度。

2.2 部分鋼板由于軋制完成后板型不理想，鋼板在輥道面上打滑，測(cè)長(zhǎng)輥壓下后由于輥身磨損或與鋼板接觸不緊密造成測(cè)長(zhǎng)不準(zhǔn)。

2.3 寬厚板取樣的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為240 mm，定尺長(zhǎng)度則根據(jù)客戶的合同長(zhǎng)度進(jìn)行剪切。定尺剪在進(jìn)行取樣或者定尺操作時(shí)，首先根據(jù)三級(jí)系統(tǒng)中給出的鋼板長(zhǎng)度通過(guò)剪切策略進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出具體的剪切尺寸后進(jìn)行取樣或者定尺操作。由于定尺前的切頭剪也存在定尺不準(zhǔn)的情況，因此三級(jí)系統(tǒng)給出的鋼板長(zhǎng)度往往存在誤差。定尺剪根據(jù)錯(cuò)誤的鋼板長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，對(duì)得到的尺寸進(jìn)行剪切，就會(huì)造成定尺切短、取樣尺寸不夠等問(wèn)題。

2.4 由于生產(chǎn)線的操作工在操作臺(tái)進(jìn)行操作，無(wú)法清楚的看到定尺剪中的鋼板，不能直觀的對(duì)鋼板定位進(jìn)行判斷是否存在問(wèn)題，這樣操作就會(huì)造成剪切精度有誤。

3 提高定尺剪切精度的措施

3.1 為防止測(cè)量輥由于磨損或者粘上異物導(dǎo)致測(cè)長(zhǎng)輥上下微幅彈跳或外徑變大，影響測(cè)量精度，必須定期檢查壓縮空氣的壓力，防止壓力過(guò)大導(dǎo)致測(cè)量輥與鋼板碰撞過(guò)重，造成測(cè)量輥磨損。必須定期清潔、測(cè)量并標(biāo)定測(cè)長(zhǎng)輥外徑。修改測(cè)量程序，當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)量輥直徑有所變化時(shí)，能通過(guò)程序人工設(shè)定測(cè)量輥直徑，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。

3.2 為防止由于上道工序傳輸?shù)娜?jí)系統(tǒng)中的鋼板長(zhǎng)度不準(zhǔn)確造成剪切策略失誤，在定尺剪前的輥道上增加一測(cè)長(zhǎng)光柵。當(dāng)鋼板頭部到達(dá)并觸及該光柵時(shí)開(kāi)始測(cè)量鋼板長(zhǎng)度，用此光柵測(cè)量的鋼板長(zhǎng)度進(jìn)行剪切策略的計(jì)算。

3.3 由于鋼板取樣長(zhǎng)度為240 mm，在距離下刀口線240 mm 處增加一監(jiān)控?cái)z像頭。操作臺(tái)操作人員可根據(jù)監(jiān)控畫面，清楚的觀察到鋼板的定位情況，進(jìn)行正確的剪切操作。

3.4 在距離下刀口線20 mm 處增加一測(cè)長(zhǎng)光柵。鋼板經(jīng)過(guò)刀口線后會(huì)觸動(dòng)該光柵，開(kāi)始測(cè)長(zhǎng)。鋼板在進(jìn)行取樣或者定尺剪切前，將測(cè)量輥與光柵分別測(cè)量的數(shù)值在程序中自動(dòng)進(jìn)行比較。如果兩者相差3 mm 以上，程序自動(dòng)取兩者的平均值作為剪切數(shù)值。

4 結(jié)語(yǔ)

萊鋼寬厚板廠針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的定尺剪剪切不準(zhǔn)的問(wèn)題，在原有定尺剪設(shè)備的測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，通過(guò)增加測(cè)長(zhǎng)光柵、完善程序、增加監(jiān)控畫面等方法對(duì)定尺剪的定尺機(jī)構(gòu)重新進(jìn)行了改造設(shè)計(jì)，取得了良好的效果。實(shí)施上述改進(jìn)措施后，厚板廠成品剪切精度有很大提高，連續(xù)6 個(gè)月的剪切精度偏差不大于1‰。

［1］曹育盛.寶鋼厚板廠提高定尺剪切精度的措施.軋鋼［J］，2007(2):71－73.

［2］劉建磊.提高鋼板剪切精度.寬厚板［J］，2010(1):30－35.