2019.6 设备监理
40
Technological Process
技术工艺
0 引言
1880mm 热轧地下卷取机（以下简称：1880mm 卷取机）设计为3助卷辊液压式卷取机。在卷取的过程中，助卷辊的主要作用是帮助卷筒建立张力，使带钢更紧密地缠绕在卷筒上，提高卷取质量。在卷取前几圈，助卷辊的QOC 功能能使助卷辊在带钢头部通过时抬起，头部通过后又重新压上，保证头部质量。QOC 控制器的位置控制和压力控制时序由带钢跟踪回路决定。这一系统包括以下几个检测元件：夹送辊前的Laser 传感器（LSR5002），检测下夹送辊转速的脉冲发生器（PLG）和安装在卷筒和夹送辊之间的传感器(LSR5103)。其中，LSR5002信号为跟踪开始信号；LSR5103信号用于修正跟踪误差，消除因带钢打滑起拱所造成的不利影响；PLG 自始至终记录着带钢的卷取速度。在卷取尾部时，助卷辊的压尾功能使带钢尾部卷得更紧，防止尾部松卷的发生。 表1、表2是助卷辊的一些基本数据，通过这些数据能对助卷辊的大小形状、动作能力有一个具体的了解。1 问题的提出
2014年7月10日，1730mm 冷轧连退机组反映1880mm 卷取机供料头尾20m ~ 70m 范围内（对应热轧卷15m 范围内）存在短条状缺陷，严重影响表面质量。根据缺陷形貌及分布规律分析这应该是热轧卷取机助卷辊对带钢的压痕所致。
高放废液1880mm 助卷辊压痕控制技术探讨
■ 吴江
摘要：在热轧卷取过程中，助卷辊的正常工作至关重要。它帮助卷筒建立张力，防止松卷。通过对1880mm 卷取机助卷辊压痕现象产生原因的分析，得出通过改变助卷辊压速度来减小接触的瞬间压力，消除压痕，提高产品质量。关键词：助卷辊 接触压力 产品质量
表1：助卷辊数据表
助卷辊
助卷辊数据3－直径380mm×辊身长度1880mm 驱动马达3-AC74kW×600/1050r/min 操作数据
1050r/min 20.9m/s
针对压痕问题，1880mm 卷取机前期采取的主要措施是人工修磨助卷辊辊面。但是人工修磨会产生一定的停机时间，影响生产的正常进行，另外人工修磨还需要检修人员进入卷取机内部，涉及高危作业，会带来一定的安全隐患。因此，有必要研究助卷辊的控制方式，对其进行优化以达到消除压痕的目的。
2 助卷辊压痕产生的原因
1880mm 卷取机在卷取过程中，助卷辊以一定的速度向带钢表面压靠，随着带钢圈数的增加，助卷辊不停地在位置控制和压力控制之间切换。当带钢头部快到达助卷辊时投入位置控制，保证质量；在带钢头部离开后又投入压力控制，以保证卷型。当助卷辊与带钢表面接触后，产生压力反馈值，此时助卷辊压靠信号继续，压力反馈值也继续增大。在图2的L 2中设定了一个额定压力，当压力反馈值大于额定压力时，助卷辊压靠信号切断，助卷辊就往外打开；当压力反馈等于0kN 时，压靠信号重新投入，助卷辊再以一定速度压靠，压力反馈值再次增大。如此反复，从而保证助卷辊能紧紧地压住带钢，确保卷取质量。但是经研究表明助卷辊与带钢接触的瞬间会产生一个压力波峰，这个过大的压力值就是造成助卷辊压痕的直接原因。
助卷辊向卷筒的额定压靠速度为100mm/s，我们分析了有压痕钢卷的ODG 的曲线，曲线如图1所示。
表2：助卷辊摆动
液压油缸
1号助卷辊：
1－φ200/112mm×1140mm 2号助卷辊：
1－φ200/112mm×1430mm 3号助卷辊：
1－φ200/112mm×1200mm
操作数据油缸速度：100mm/s
助卷辊压力反馈曲线
助卷辊压靠信号
助卷辊位置曲线
图1 助卷辊的压力图
其中，图2中L 2设定的额定压力是50kN。但是从如
PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2019.6
41
Technological Process
技术工艺
1的曲线中可以看出，在助卷辊的运动速度为100mm/s 时，助卷辊与卷筒的瞬间接触压力为613kN，是额定压力的12倍，这是十分大的压力，它将严重影响带钢表面质量，甚至对机械设备造成伤害。
3 助卷辊压痕的解决方案
由于压痕解决方案的目的是要减小助卷辊对卷筒的压力，实现助卷辊与卷筒的软接触，因此，我们称压痕的解决方案为助卷辊的“软着陆”。3.1 “软着陆”的思路
吊扣
通过上面的分析得出，助卷辊和卷筒接触时过大的压力是造成助卷辊压痕的直接原因，那么如何减小
这个压力就成了解决问题的关键。下面就是助卷辊压力的计算方法（图2）。
(下转第50页)
F CYL =A 2×P 2 - A 1×P 1
F R =(L 9×W + L 6×F CYL )/L 7=α×F CYL + β
式中，F CYL ——液压缸压力，N；W——助卷辊重力，N；
F R ——助卷辊压力，N ；α——液压缸压力系数；P 1——液压缸有杆腔压力，N ；
β——重力系数；P 2——液压缸无杆腔压力，N ；A 1——液压缸有杆腔面积，m 2；A 2——液压缸无杆腔面积，m 2。
助卷辊对卷筒的压力F R 与液压缸的推力和助卷辊的重力有关，它与卷筒对助卷辊的阻力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，F R 就等于卷筒对助卷辊运动的阻力。根据动量守恒定理：
FT =mv 2-mv 1
式中，F——物体所受外力，N ；T——接触时间，s ；
m——物体质量，kg ；v 2——碰撞后的速度，m/s ；v 1——碰撞前的速度，m/s。
由于助卷辊与卷筒碰撞后，助卷辊相对于卷筒的速度
表3：助卷辊ξ值实验表助卷辊动作
时间/s
助卷辊动作速度/mm •s -1
接触压力/kN
10
1.468.723615 1.664.819420 1.960.312125止水环
2.156.911530
2.3菱角剥壳机
51.4
134
为0，即v 2为0，则FT =-mv 1。
式中，F——指的是卷筒对助卷辊运动的阻力，由上可知，助卷辊对卷筒的压力F R 就等于F ，由此不难得出结论：接触时助卷辊相对于卷筒的速度越大，助卷辊对卷筒的压力就越大，产生带钢压痕的风险就越大。因此，只要让助卷辊以合适的速度向带钢压靠，就能解决接触压力过大引起的压痕问题。3.2 “软着陆”的设计
根据以上分析，1880mm 卷取机对助卷辊压靠速度进行了优化，把压靠速度从原来恒定的100mm/s 修改成一个随助卷辊辊缝减小而衰减的变化速度，从而在不影响产品质量的前提下，达到减小压靠瞬间压力的目的。
“软着陆”功能的助卷辊压靠速度由以下公式计算可得出：
v =v 0(D -d )/ξ
式中，D——助卷辊辊缝，mm ； d——钢卷直径，
mm；
ξ——助卷辊速度系数；v 0——助卷辊额定速度，m/s。在以上公式中，v 0是一个定值100mm/s，ξ是一个可调的参数。当
ξ确定时，
助卷辊的速度v 就取决于（D -d ）即助卷辊离钢卷的距离。通过这个公式，助卷辊的压靠速度v 就会随着助卷辊离钢卷距离（D -d ）的减少而减小，从而达到调控压力的目的。3.3 “软着陆”的实现人脸识别安装方法
在助卷辊的L 1控制中，助卷辊的压靠速度是由一个定量控制，在此把压靠速度用以上的计算公式的计算值代替，但为了安全起见，“软着陆”功能中把输出速度值加了个限幅即速度在10mm/s ~ 100mm/s 的范围内输出。由
于速度计算公式其他值都是固定的或者是客观决定无法修改，因此，参数ξ的选择就显得至关重要。如果ξ太大，助卷辊的速度就太小，在带钢通过时助卷辊还没能靠上，造成尾部松卷。反之，如果ξ值太小，助卷辊的速度就太大，那样就不能解决本质问题，甚至还会加重压痕，造成质量损失。
由表3我们可以得出，ξ值在选取10时，助卷辊的动作时间短，接触压力也比较大，根据质检反馈，压痕现
象还是存在。
ξ值在选取30时，助卷辊的动作时间比较长，ξ值
图2 助卷辊压力计算示意图
Practice
实 务
煤油对螺栓的表面进行清洗。在运行过程中适当加热控制温度，在机器使用过程中减少使用时间，避免其过载运动。而针对螺栓裂纹以及断裂现象，应该禁止运用各种化学物质进行直接加热，而应该采用间接方法来进行加热。一旦出现螺栓裂纹及断裂现象，一定要及时采取相应措施，对裂纹进行处理，避免裂纹越变越大。在进行断裂以及裂纹处理过程中一定要认真仔细。在这一过程中应该选择合适的电动液压扳手来进行处理，避免因为在检修过程中导致对螺栓的二次损害。 （3）螺栓裂纹及断裂问题策略。在汽轮机螺栓检修过程中，要利用相关的检测仪器对所有螺栓进行全面详细的检查，主要检查螺栓有无出现裂缝或断裂情况，一旦发现这样的问题，就要进行及时处理，对于情况较为严重的或不可维修的螺栓，可对其进行直接更换。另外，在球面垫圈过程中，相关人员要注重仔细查看其表面是否有毛刺或凹凸不平，如果有就要进行及时正确的处理，以避免产生预加应力。在螺栓拧紧过程中，还要注重结合螺栓的实际大小及材质，选择对应的扳手将其拧紧，以保证螺栓拧紧的有效性。在拧紧过程中，还要避免出现紧固力度过大的问题，以免螺栓再次断裂。
（4）汽轮机分面泄漏问题策略。在该类问题的解决过程中，一定要了解汽轮机螺栓的合理力矩，并在此基础上，按照相关标准，对螺栓进行科学紧固。在螺栓紧固的过程中，相关人员还要保持注意力的集中，对空缸情况进行实时观察和测量，以此确保螺栓紧固力度的科学性，这样不仅能够保障螺栓的紧固性优良，还能够避免汽缸产生泄漏问题。
4 结束语
气轮机的使用对于我国经济发展十分重要，其中螺栓的损坏会导致汽轮机的整体崩溃，因此，在进行维修过程中必须对其原因进行具体分析，并结合实际情况制定具体对策，以保证汽轮机的正常运行。
参考文献
偶极子天线[1] 郑琳. 汽轮机检修中螺栓损坏原因剖析及应对策略[J]. 工业技术创新, 2016,3(5):892-895.
[2] 刘志武. 汽轮机检修中螺栓损坏的原因及应对策略分析[J]. 企业技术开发, 2015,34(30):104.
[3]闫江涛. 汽轮机检修中螺栓损坏原因分析及对策[J].内燃机与配件, 2017(10):61.
[4]李雅丽. 汽轮机检修中螺栓损坏原因分析及对策[J].建材与装饰, 2016(40):208-209.
作者简介：
朱柏林，伊犁新天煤化工有限责任公司。
(上接第41页)
接触压力倒是比较小，但是据操作反应，这个速度有松卷的危险。因此ξ值最终选取20，助卷辊的动作时间适中，接触压力也合适，完全能达到设计要求。
4 结论
选取与上面有压痕现象的带钢具有相同质量号、相同层别的带钢做对比观察，检验改进后的效果。这块带钢的L2额定压力同为50kN，经过分析可以看到，助卷辊的“软着陆”功能投入后，由于压靠到带钢表面时速度变小，助卷辊压力反馈最大值为84kN，仅大于上限30kN左右，比前期的大于额定压力10倍有很大改善。
从2014年9月助卷辊的“软着陆”功能投入使用后，1880mm卷取机卷取时产生助卷辊压痕的现象已经基本消除，人工修磨工作也停止了，实际使用效果十分明显。
5 后续工作方向
通过以上分析可知，1880mm卷取机助卷辊压痕问题虽已经解决，但是2号卷筒状态的劣化趋势已十分
明显。在接下来的工作中，将着重研究助卷辊控制与卷筒状态的关系，希望能出通过优化助卷辊的控制来弥补卷筒状态劣化的途径，并形成在卷筒使用末期助卷辊控制调整的固化措施。
参考文献
[1]王勇勤，张辉，严兴春，等.卷取机助卷辊液压踏步位置控制系统动态特性分析[J].重型机械, 2006(4):16-18,26.
[2] 黄徐晶.超薄热轧带钢生产技术[J]. 四川冶金, 2004(2):21-24.
[3] 周东，李斌.莱钢宽带卷取负荷平衡及恒张力开发
[C]//2009年全国热轧板带生产技术交流会论文集, 2009.
[3] 于贤朝，杨晓明，黄庆学.热轧带钢生产状况分析及发展趋势预测[J].机械工程与自动化, 2005(6):124-126.
[4]赵宝军.配有液压助卷辊的热带钢卷取机的研究[J].本溪冶金高等专科学校学报, 2002(4):8-10,74.
[5]刘应.卷取机助卷辊支臂有限元分析[D].武汉：武汉科技大学，2012.
作者简介：
吴江，宝钢股份公司热轧厂。
2019.6 设备监理50
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议