内蒙古包钢钢联股份有限公司薄板坯连铸连轧厂 内蒙古包头 014010
摘要：废边卷取机是薄板厂硅钢生产线重分卷机组的重要设备，建线之初，硅钢重分卷生产过程中，废边卷取机面临芯轴挡盘卡带、压辊弹跳过大、排线装置铜滑板磨损等设备问题，经过对废边卷取机相关功能重新设计改进，成功解决了以上设备缺陷，从而有效降低设备故障率，提高设备备件使用周期，提升重卷生产线生产产能。
关键词：废边卷取机、芯轴挡盘、压辊、排线装置
薄板厂硅钢生产线分为连续退火涂层线和重卷线，重卷线是硅钢全流程生产工序中的最后一环，主要用于对连续退火涂层后的硅钢卷进行切边和重分卷，其产能的释放直接关系到全流程硅钢成品的产量。通过对硅钢重卷生产线每班班产数据统计，重卷线实际产能无法满足产能释放的要求，小组成员对2015年7～12月份重卷线各月平均班产进行了统计，结果显示平均仅为260吨/班，其中11月份最高也才293吨/班，无法与硅钢主线产能实现有效匹配。通过对制约重卷生产线产能因素进行分析，发现问题主要集中于废边卷取机上。
在薄板厂硅钢重卷机组中废边卷取机是非常重要的设备，通常离线设置在圆盘剪附近，用来收集具有一定韧性的带材【1】，由圆盘剪切下来的带钢废边，一般有两种处理方法；带钢厚度在2mm以上时，一般将其碎边，切成小块；带钢厚度在1mm以下时，采用废边卷取机，将其卷取成捆【2】。本文主要围绕第二种废边处理方式进行改造说明。废边卷取机能否稳定、可靠的工作，将直接影响相关设备备件的使用周期、设备故障率的控制、生产线的生产节奏，进而整条生产线的生产产能。本文主要针对薄板厂硅钢重卷生产线生产过程中，废边卷取机所存在的主要设计缺陷，进行分析、改进。
1.废边卷取机的工作原理及现状
1.1废边卷取机工作原理
由圆盘剪剪切下的带钢两侧废边，进入废料收集地坑，待废料收集地坑有一定的存料后，通过人工将废边插入卷轴端部狭缝口中，然后由操作人员操作压辊液压缸将压辊放下，并将主电机启动，使废边卷取机芯轴转动，废边围绕芯轴开始卷取，卷取过程中调整压辊下压，确保卷取中的废球压实，同时启动排线液压缸，使其在排线液压缸的作用下废边来回往复运动，将带钢废边在芯轴上沿径向均匀分布，随着废球直径的不断增大，压辊的下压高度逐渐上升，当压辊摆臂触及设定高度的限位开关，将信号传递给传动电机，使电机停止转动【3】；之后由操作人员将废边卷取机芯轴拔出，通过液压缸控制的推料装置将废球推入废料槽内。
1.2废边卷取机的现状
薄板厂硅钢重卷生产线于2015初开始投入使用，由于废边卷取机是首次在生产线投入使用，重卷生产线运行初始阶段，废边卷取机故障频发。通过一段时间的观察统计、分析，引起故障原因主要为废边卷取机设备本身存在设计缺陷，直接影响了废边卷取机的连续正常运转。造成废边卷取机故障率居高不下的原因主要有：1）废边卷取机压辊弹跳过大，容易损坏设备；2）废边卷取机芯轴挡盘卡废边，影响正常生产节奏；3）废边卷取机排线装置无有效润换。排线铜滑板易磨损。成为当时设备相关人员的当务之急。
2.废边卷取机故障描述及改进措施
2.1废边卷取机压辊弹跳过大
2.1.1故障描述
废边在卷取过程中，由于废边在卷取芯轴上卷取不均，造成废边卷取机压辊振动、弹跳较大，同时压辊升降由一个液压缸单侧控制，缸杆受力不均，发生多次缸杆掉落、脱扣的事故，甚至出现了液压缸缸杆从端面拉断的情况，造成停线，严重影响生产；正常生产过程中每分切一卷废边卷取机压辊跳动平均值UB≤100mm，压辊跳动值均值为X=109.5mm，下控制界限LCL=100.52mm，超出验证标准。
2.1.2改进措施
1）将控制压辊抬起的驱动液压缸的液压阀，从普通的电磁换向阀更换成伺服阀，并在HMI上增加手动实时调整压辊抬起高度的控制程序，有效缓解压辊振幅过大情况。
2）根据压辊振动情况，制作了限制压辊超出极限位的挡块，防止其跳动量超过液压缸行程，保护液压缸缸杆，考虑到支撑臂与挡块之间的钢性接触，因此在挡块下方加装胶管进行缓冲，该善后再未发生液压缸缸头蹦断损坏落等事故。
2.1.3实施效果
通过图1可知，上述措施实施后，从2016年3月12日开始，压辊跳动值均值为X=80.3mm，上控制界限UCL=91.03mm，始终未超出上限UB=100mm，达到使用要求。
图1 改进后压辊跳动值控制图
由于压辊弹跳造成的剧烈振动其传动减速机、芯轴使用寿命最多使用1年即出现芯轴变形下挠、减速机轴承损坏等问题需要停线进行更换。改善后的废边卷取机压辊、减速机、芯轴、液压缸正常使用寿命至少为3年，有效延长设备使用寿命。
2.2废边卷取机芯轴挡盘卡带
2.2.1故障描述
重卷废边卷取芯轴上缠绕的废边经常卷至挡盘与机架之间造成废边卡死，在芯轴旋转过程中卡死的废边极易损坏芯轴轴承密封进而进入轴承造成芯轴轴承损坏，同时卡死的废边清理起来非常困难，需要耗费大量的时间及人力，对生产影响较大；未改善前频率较高每班发生1-2次。
2.2.2改进措施
针对废边经常缠入芯轴挡盘卡死的情况，在芯轴挡盘周边焊接挡圈彻底杜绝废边缠入芯轴，现使用情况良好，改善后再未出现废边进入芯轴挡盘的情况。
2.2.3实施效果
改善前每班处理废边卡死至少1.5时，改善后彻底解决该问题，全年按340天作业时间计算可减少事故处理时间：340*2*1.5=1020小时，按设备改造后平均班产330吨计算，全年重卷提高产能2.8万吨。有效解决重卷产能过低问题。
2.3排线铜滑板磨损
2.3.1故障描述
生产线运行过程中，重卷废边卷取机排线油缸工作时间长且滑道润滑设计不合理，铜滑板无法达到及时润滑，造成铜滑板磨损严重。且铜滑板更换过程费时费力，增加劳动强度。
2.3.2改进措施
制作滑道润滑装置，通过控制油瓶的滴油速度，润滑装置由槽钢及饮料瓶组成，来实现废边排线油缸滑道能够保证实时润滑，通过一个阶段月的使用发现单纯滴油装置无法满足润滑要求，因此又在此基础之上设计了铜板浸油装置
2.2.3实施效果
通过改善废边卷取机排线系统润滑系统的改造，达到了非常好好的效果。极大的减缓铜板磨损，将铜滑板使用寿命由6个月延长至少2年。
3结论
通过对废边卷取机相关设备的自主改进，有效实现了设备稳定运行，延长设备的使用寿命、减少生产事故时间的目的，为生产线的稳产、高产奠定了坚实基础。根据去年近一年的生产数据统计，重卷最高班产为480吨，最低班产为220吨，平均班产为330吨，小时平均产量为27.5吨/小时。达到了设备改造前的预期设想。
参考文献：
[1]冶金工业部武汉钢铁设计研究院.板带车间机械设备设计M.北京：冶金工业出版社，2007.
[2]贺毓辛.冷轧板带车间M.北京.机械工业出版社，2007.
[3]薛培，刘熙明，锥形轴拔出式废边卷取机的设计[J].鞍钢技术，1992.
论文作者:王龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/23
标签：液压缸论文; 硅钢论文; 设备论文; 生产线论文; 产能论文; 排线论文; 薄板论文; 《基层建设》2018年第4期论文;