广东韶钢松山股份有限公司特轧厂
摘要：结合韶钢高二线3#飞剪几种典型堆钢故障现象进行分析，总结出了相应的堆钢故障处理方法。针对3#飞剪区域设备存在的问题利用年修期间进行了改进，有效地减少了堆钢故障的发生，大大提高了生产作业率和产品成材率。
关键词：高速线材；3#飞剪；堆钢；故障分析；处理方法；改进
1.前言
韶钢特轧厂线材分厂高二线是全连续平立交替布置，采用仿摩根五代45°顶交精轧机的国产高速线材轧线，轧制速度为90m/min，其中3#飞剪安装在精轧机前，用于轧件切头、切尾和事故碎断。自投产以来，3#飞剪在2016年前堆钢故障频繁，平均月堆钢次数多达8次，轧件碎断量非常高，严重制约了生产的顺利进行，影响产品成材率。为此，依据飞剪工作原理，对现场事故进行分类分析和总结，优化了设备操作参数，从而逐步减少了堆钢故障。
2 3#飞剪的有关性能参数和飞剪剪切控制过程及动作原理
3#飞剪位于预精轧机至精轧机之间，其工艺流程为：预精轧机组——1#预水冷水箱——3#飞剪（其中包括碎断剪）——侧活套——精轧机组。
3#飞剪区域工艺流程布置简图见图1
图1 3#飞剪区域流程布置简图
1-预精轧机组 2-1#预水冷箱 3-热金属检测器（HMD1） 4-热金属检测器（HMD2） 5-3#飞剪 6-碎断剪 7-侧活套 8-精轧机组
2.1 3#飞剪的有关性能参数
飞剪形式：回转式；
工作制度：启停式工作制；
剪切速度：9.5～15m/s；
剪切断面：16.9～22.6mm；
剪切温度：≥800℃；
最小剪切长度：400mm；
碎断长度：～400mm；
切头精度：+50mm。
2.2 3#飞剪剪切控制过程及动作原理
3#飞剪剪切过程：飞剪前装有送钢导槽，通过气缸驱动，1#预水冷箱至3#飞剪本体中间导槽前段装有两个热金属检测器，当高温轧件被热金属检测器探测到时，输入信号至PLC控制系统，通过PLC系统控制飞剪前送钢导槽向下运动至剪切位，电机启动飞剪剪切，切头顺着飞剪后固定转辙器下方进入切头收钢导槽，飞剪剪切动作完成后，送钢导槽向上运动至轧线位，轧件通过剪切上下回转臂上的圆弧托板进入固定转辙器上方导槽而贯穿侧活套进入精轧机轧制。飞剪固定转辙器后有一活动转辙器，由气缸驱动，当后道工序出现故障时，由此将飞剪切断后的轧件导送到碎断剪进行碎断。
飞剪动作原理：上下剪刀分别装在对称布置（对称轴为轧线）的回转臂上，回转臂固定在剪体机架上伸出的两根悬臂轴上，悬臂轴经齿传动装置由直流电机传动，每次剪切剪刀刃从静止位置开始加速，剪切后减速，并回到初始位置，准备下次剪切。
3 3#飞剪常见堆钢故障
3.1 飞剪切头出现切不断或切头切口带毛刺现象。
3.2 飞剪剪切后轧件头部弯曲堆钢。
3.3 剪切不稳定，切头长度长短不一。
3.4 轧件钻筒，飞剪剪切无动作或者轧件未到剪切位提前剪切堆钢。
3.5 切头被带入飞剪后导槽、侧活套、卡断剪内碰撞而堆钢。
3.6 飞剪发生误切现象。
4 原因分析及处理方法
在生产中，飞剪堆钢故障原因比较复杂，由于影响因素的多样化，快速准确找出故障产生的原因非常重要，总结现场实际生产情况，可以把常见的堆钢故障分为三类：机械原因、电气原因、工艺原因。出现故障时，首先要通过现场采样，观察切头长短、弯曲、切痕状况和切头后轧件头部是否弯曲，轧件是否符合工艺要求，轧件头部的切痕状况，头部碰撞痕迹是圆状碰撞还是尖锐棱角痕迹等情况，初步简易区分是机械原因，还是电气原因、工艺原因造成。再仔细观察送钢导槽（拨钢器）动作，飞剪剪切是否异常，剪刀的安装是否正常完好，导槽是否横移，热金属检测器信号是否正常等情况，应从多方面入手分析，最终找出真正原因。
常见的几种堆钢故障原因分析及处理方法如下：
4.1 飞剪切头出现切不断或切头切口带毛刺现象
机械方面：检查刀片剪刃间隙和剪刃是否钝化，如有此现象则应调整剪刃间隙或更换刀片。
电气方面：检查飞剪剪刃是否定位或定位后剪刃位置是否正确，剪刃起始剪切位置不正确，检查电机编码器和检测剪刃位置信号的接近开关及相应的挡铁是否正常，否则需要重新标定剪刃零位置。当剪刃间隙和剪刃都正常时，可以通过调整剪切的超前和滞后系数来调节剪切速度而解决。
4.2 飞剪剪切后轧件头部弯曲堆钢
机械方面：轧件剪切后遇到某种阻力造成，检查剪后转辙器内壁是否平滑，飞剪剪刃是否出现钝口，水箱内冷却水件导管是否松动，导槽是否横移。
电气方面：超前设置不当或者切头过长，剪切时轧件已偏离轧制方向。
工艺方面：轧制时轧件头部已微弯，剪切时在通过剪前送钢导槽和剪后固定转辙器下方导槽时被阻，轧件偏离剪切线。产生原因：
（1）轧件上下或左右冷却水不均匀。
（2）轧制线不一致，进出口导卫中心线与孔型不在同一直线上，轧件头部在短距离运行过程中不断被强迫改变方向而引起弯头。
（3）左右辊环外径不一致，轧机咬钢时出现左右辊转速瞬间不同步现象。处理方法：生产中注意轧件冷却要均匀，及时检查水量。加强导卫的安装质量及监护，换辊前要确认轧辊的辊径是否相同，方可更换。
4.3 剪切不稳定，切头长度长短不一
（1）主操室面板上人机接口设置剪切长度是否正确。
（2）检查飞剪前热金属检测器安装的角度或信号是否正常（检测点处的导槽被高温钢轧件长时间烘烤.摩擦而温度上升，以及轧制中水蒸气太大，也可导致热金属检测器误信号使飞剪异常启动）。
（3）通过主操面板调整剪切的校正系统补偿剪切的长度误差。
4.4 轧件钻筒，飞剪剪切无动作或者轧件未到剪切位提前剪切堆钢。
送钢导槽有动作，飞剪剪切无动作时，检查飞剪前的热金属检测器（HMD2）信号是否正常，检查热金属检测器（HMD2）的灵敏度和插接头接线是否紧固，热金属检测器（HMD2）安装角度是否正确，能否检测到红钢信号，否则适当调节安装角度，热金属检测器（HMD2）是否正常工作，不能则更换。轧件未到剪切位提前剪切，检查飞剪前的热金属检测器处的两个导槽口是否发红。
4.5 切头被带入飞剪后导槽.侧活套.卡断剪内碰撞而堆钢
（1）切头长度正常，导槽无动作，切头随惯性进入剪后过钢通道，未把切头导入留槽。检查热金属检测器（HMD1）是否有信号，送钢导槽动作是否异常，送钢导槽动作异常，则检查气缸和电磁换向阀。
（2）切头长度比正常值短，头部正常剪切随惯性进入剪后过钢通道或翻跟头进入（切头切口朝轧制方向），按上述4.3条检查电气方面。
4.6 飞剪发生误切现象
轧件在正常的生产过程中，飞剪发生误切而造成堆钢，主要是飞剪前热金属检测器（HMD2）信号发生中断，造成的主要原因有，其一：热金属检测器镜头脏，需要定期对热金属检测器的镜头进行清洁。其二：轧制中水蒸气太大，影响热金属检测器灵敏度，可利用压缩空气对热金属检测器方向进行吹扫。
5 改进措施
针对涉及到3#飞剪区域机械和电气原因造成飞剪堆钢故障，在2016年年修时，我们采取了以下一些改进措施。
5.1 经过建模计算，调整超前率1.20为与3#剪刀相匹配的1.18，使轧件经3#飞剪切头后头部不弯曲、不跳动，避免轧件撞击通道。
5.2 优化固定偏转器的弧线曲线及安装角度，使轧件经过剪切后不会撞击固定偏转器或下钢通道而产生弯头。
5.3 给热金属检测器加带有压缩空气吹扫的防护罩，被检测的轧线空过导槽口增设小水滴沐，防止光线、表面附着氧化铁皮和发红的导槽口等因素干扰信号，造成误触动，轧件头部定位不准或轧件头部未到剪切位提前剪切。
5.4 1#水箱反吹器加大气管增大气量，防止带出冷却水，影响热金属检测器信号，造成飞剪不切或误切。
5.5 将轧件头部剪切长度400mm改为更符合实际的500~600mm.有效防止切头随惯性带入通道，避免堆钢。
5.6 飞剪的下刀臂弧形托板向竖直方向提升8mm。飞剪后通道导管处偏心托轮取消，改成直管。因考虑精轧机组至飞剪刀刃距离只有6m，卡断剪意义不大，取消卡断剪刀片，改成直管通道。
5.7 18#轧机出口的缓冲导槽内孔直径为φ35mm，1#水箱进口内孔也为φ35mm，但喇叭口最大尺寸却只有φ45mm，且缓冲导槽出口至1#水箱进口的喇叭口距离达到65mm，如轧件头部微弯，极易撞喇叭口边缘而冲钢或给3#飞剪切头带来问题，现将水箱进口喇叭口最大尺寸改为φ60mm。
6 结束语
经过对3#飞剪区域的不断改进，维修人员能逐步掌握堆钢故障原因分析与处理方法，以及故障判断水平的不断提高，目前堆钢故障逐步减少，3#飞剪堆钢故障减少至平均每月约为2次，大大提高了成品的成材率。在实际生产过程中对堆钢故障的快速而准确的判断不仅可以有效地减少故障的处理时间，而且还可以有效制定预防措施，为生产的顺利进行提供良好的设备保证。
论文作者:谭龙海,陈帆
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/18
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