柳钢冷轧卡罗塞尔卷取机定位系统平稳性改造

柳钢冷轧卡罗塞尔卷取机定位系统平稳性改造
张栋梁;帅强翔;唐水清
【摘要】分析了柳钢冷轧生产线卡罗塞尔卷取机在转盘旋转定位过程中入口安全
销频繁断裂的原因,并进行了相应的改造,在改造成本最低的基础上取得了显著的效
果及经济效益.
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2017(000)004
【总页数】2页(P142-143)
【关键词】安全销;止动板;聚氨酯
【作者】张栋梁;帅强翔;唐水清
【作者单位】广西柳州钢铁集团有限公司,广西柳州545002;广西柳州钢铁集团有
限公司,广西柳州545002;广西柳州钢铁集团有限公司,广西柳州545002
【正文语种】中文
【中图分类】TH113.2
柳钢冷轧板带厂酸轧联合机组轧机出口采用的卡罗塞尔双芯轴张力卷取机，自2008年9月投产以来，随着产量的不断提升，卷取机入口安全销频繁被大盘撞断，仅2015年全年安全销共断裂14次，产生故障时间862 min，占全年总故障时间14%，给生产造成了较大的影响，且每月都要投入大量的人力去维护更换。

为解
决该问题，于2016年对整个卷取机定位系统进行了平稳性改造。

如图1所示，钢卷在助卷位卷取到设定长度后，大盘旋转电机输出20%的转矩开
始等待入口锁紧销及入口夹钳打开，随即大盘以慢速逆时针旋转；当旋转到40°时，出口锁紧销及挡块打开后，大盘开始加速旋转到90°时，入口挡块及锁紧销关闭；大盘旋转到160°后开始减速，以慢速将转盘定位块靠上入口挡块，同时电机保持
力矩输出，直至出口挡块及锁紧销完全关闭到位后撤销力矩；此后出口外臂支撑关闭，A芯轴在卷取位进入高速轧制过程，B芯轴在该卷轧制完成后等待飞剪剪切后进入同样的循环，以保持轧机的连续轧制。

整个大盘旋转定位过程为全自动控制（正常生产时），具体流程如图2所示。

从卷取机旋转顺控流程中可以看出，入口挡块在整个定位的过程中扮演着至关重要的角色，而入口挡块的核心在于安全销之上。

造成卷取机入口安全销频繁断裂的原因有很多，如顺控程序由于某个信号的不稳定而突然失效后大盘的突然反转、定位系统中各零部件磨损造成两边定位精度不高，大盘在高速卷取过程中晃动对挡块造成冲击等。

如图3所示，当入口挡块突然受到异常冲击载时，安全销将从准40位置断裂，使大盘呈自由旋转状态，以保证芯轴、旋转传动机构等核心部件不受严重损坏。

经过长期的跟踪排查，发现在无任何上述异常情况时造成入口安全销总是频繁断裂最主要的原因有以下两个方面：
（1）由顺控流程图最后阶段可以看出，大盘慢速旋转到位时要慢慢靠住入口挡块，而大盘如此大的质量由运动变为静止其冲击载荷全部传递给安全销承受，长时间的大负载冲击，易使安全销疲劳断裂。

（2）当一卷带钢轧制结束时，由于卡罗塞尔卷取机采用的是大张力连续轧制技术，当在飞剪完成剪切之后，钢卷后张突然消失，23 t左右的钢卷瞬间有一个逆时针
旋转的冲击力，虽然有出口外臂支撑对钢卷进行了支撑，但由于芯轴的刚性变形及零部件之间的间隙等因素，此时大盘会出现有较大的晃动，受冲击力最大的就是入口夹钳安全销。

该冲击力也是造成入口夹钳挡块安全销易断的重要原因之一。

为了能够完好地实现入口挡块的定位功能，又能够消除转盘定位最后阶段由转动到
静止及带钢剪切后转盘晃动对入口挡块造成的冲击，其改造的核心就在于加装一个机构在冲击力大的时候能够充分吸收载荷，在大盘旋转定位到位静止之后及正常卷取过程中又必须保持正常的尺寸要求。

因在卷取机正常生产时，挡块受力较为复杂很难计算清楚其具体受力情况，在初期想法入口挡块上增加碟簧组时，碟簧的选型及数量等变的比较困难，且空间及结构上很难实现。

由此，具有弹性变形能力的高分子材料聚氨酯进入的考虑范围之内，在与聚氨酯厂家充分沟通后，将图1中的7-入口止动板由原设计中的40CrNiMoA材质改为进口高强聚氨酯材质，在经过现场多次试验之后，发现当硬度为100±5HD时，其在整个转盘旋转定位及生产过程中完美的解决了本次平稳性改造的核心问题且性能达到最佳状态。

自2016年3月份整改完成后至今，卷取机工况稳定，未再出现过因安全销断裂而产生的故障，给机组的连续生产提供了有力的保障。

按每年减少故障15 h，机时产量240 t/h，冷轧卷效益按0.02万元/t计算。

年效益15 h×240 t/h×0.02万元/t=72万元，同时也节省了很大的人力物力去维护该部位。

【相关文献】
[1]张立新，袁付春，孙阳.卡罗塞尔双芯轴卷取机转盘定位挡块的改进[C].第七届中国钢铁年会论文集，2009：132-134.。