浅析棒材冷床裙板稳定性控制罗应义刘晶

浅析棒材冷床裙板稳定性控制罗应义刘晶
发布时间：2023-05-27T06:58:17.833Z 来源：《中国科技信息》2023年6期作者：罗应义刘晶[导读] 介绍了螺纹棒材生产线的冷床裙板结构及工作原理，裙板升降动作的执行机构以及实现动作的控制原理。

探讨了影响冷床裙板稳定性的典型问题，论述了裙板升降动作同步的重要性，不同步可能存在的风险因素。

最后提出对裙板保持同步性控制的解决策略。

宝武集团中南钢铁股份有限公司广东韶关 512123摘要：介绍了螺纹棒材生产线的冷床裙板结构及工作原理，裙板升降动作的执行机构以及实现动作的控制原理。

探讨了影响冷床裙板稳定性的典型问题，论述了裙板升降动作同步的重要性，不同步可能存在的风险因素。

最后提出对裙板保持同步性控制的解决策略。

关键词：棒材；冷床；裙板；油缸；稳定性
引言：
棒材生产线的冷床是重要生产设备之一，它的主要功能是对轧制成型的钢材进行冷却。

轧机将钢坯轧制成钢材，由倍尺飞剪剪切分段后，通过冷床输入辊道输送，再通过冷床裙板拨钢动作，实现钢材转入冷床进行冷却。

裙板是钢材从输入辊道到冷床本体的过渡设备，其状态的稳定与否决定了钢材是否能平稳的拨入冷床，关系到整个生产组织节奏以及产品质量。

因此对棒材冷床及裙板的稳定性研究优化成为重要方向。

1冷床及工作原理
棒材生产线冷床主要由输入装置、冷床本体及输出装置三部分构成。

输入装置布置在倍尺飞剪后，用于将倍尺后的钢材送上冷床进行冷却，主要包括圆柱辊道和裙板，分钢器和落料溜槽等。

冷床本体主要包括动静冷床面、动齿、对齐辊道等。

输出装置主要包括卸料装置及输出辊道等。

冷床的工作原理为：钢材从冷床输入辊道经过裙板拨钢落入第一个稳定矫直板齿槽内，动齿台按设定周期，将钢材沿直径方向分步送到静齿台面上，再随动、静齿交替，钢材得到冷却并逐渐被移动到冷床输出端，经过对齐辊将钢材对齐后，再通过冷床卸料装置将钢材放到输出辊道上，输出辊道将冷却后的钢材送入冷剪按产品规格尺寸要求进行剪切。

图1 冷床布钢示意图
2冷床裙板设备及工作原理
冷床裙板是冷床输入装置的重要部分，轧制成型的钢材经倍尺飞剪剪切后，由轧线输出辊道送到裙板输入装置辊道上。

裙板位于输入辊道一侧的一条可在垂直方向上下运动的板，利用板与钢材之间的摩擦阻力使钢材制动，再通过裙板的升降运动把钢材拨入冷床矫直板。

图2 冷床裙板结构示意图
裙板升降运动主要通过升降油缸的伸出缩回动作实现。

一般棒材冷床裙板分多段设置，每一段均有一条升降油缸执行裙板的升降动作。

裙板升降动作在垂直方向上有三个位置，即高位、中位、低位。

高位是裙板的初始位及停止位，接收到启动命令后，裙板迅速下降到低位并执行等待，此时钢材由输入辊道跑槽落入裙板跑槽并继续前滑，通过程序命令，裙板上升至中位，执行中位等待。

当前钢材已完全落入裙板跑槽，而随后跟进的下一只钢材受裙板中位隔离，处于输入辊道跑槽内。

随中位等待命令结束，裙板升到高位，将跑槽内钢材拨入冷床矫直板上，完成整个裙板拨钢动作。

裙板升降由液压油缸执行，液压泵站提供动力源，液压阀件进行方向及流量的控制。

由于钢材在输入辊道上速度很快，而裙板需要快速将钢材拨到矫直板上，并恢复到原位置等待下一只钢材的到来，因此普通液压阀件难以达到这种快速响应的要求，多采用液压比例阀来进行控制。

液压比例阀不仅能够实现控制响应速度快，同时可以通过电气控制信号的大小来调整阀芯开口度，保证整个冷床裙板各段之间的速度同步性，避免出现各段升降快慢不一造成的不同步出现乱钢、钢材不能正常拨入冷床等问题。

3裙板稳定性典型问题分析及对策
冷床裙板动作周期时间极短，其状态是否稳定，制约着整个生产节奏，影响生产作业效率。

在实际中，典型的裙板问题主要在于各段的同步性和各段裙板在中位、高位等待时位置是否水平。

冷床长度较长，裙板是分成多段连接，分段控制，如果每一段裙板升降油缸的速度快慢不同或起落时间不一致，必然导致缺乏同步性，那么整个裙板机构就会出现在同一时间某处高，某处低的错落不平现象，甚至出现机械连接部件互相拉扯，造成设备损坏，同时使在运动滑行中的钢材撞击裙板造成通行受阻出现乱钢或堆钢事故。

实现裙板各段的同步性一方面保证程序给定电气控制信号到每一段裙板升降油缸比例阀的同时性，并且信号延迟要小，相对于裙板升降基本可以忽略不计。

当前电气信号传输的准确快速对裙板升降控制来说是非常成熟简单的，但是避免控制信号线路干扰却是非常必要的。

一旦出现线路信号干扰，可能造成信号延迟，所控制的裙板升降油缸动作迟缓，将引起裙板机构的不同步。

另一方面控制液压比例阀阀芯开口度大小起到控制流量的作用，流经升降油缸的流量将决定油缸动作的快慢，流量大，速度快，流量小，速度慢。

由于每一个比例阀本身阀芯的磨损，使用时间的状态差异，其内泄漏量都有所不同，同时油缸本身也存在同样的问题，新油缸与使用较长时间的油缸，动作灵敏度都有差异，导致动作快慢有别，因此，采用比例阀而不是采用普通液压阀进行控制，每段裙板的比例阀开口度调整也并不是完全一致的，应当根据现场实际进行优化调整，最终以实现各段裙板同步动作为目标。

各段裙板停留在中位、高位位置时保持一致水平，最终才能保证整个裙板位置的水平，方能保证钢材不受阻碍平顺的被裙板拨入冷床。

前面所述非同步状态下也能体现每段裙板位置的高低不同，主要是因控制或信号问题产生，而且往往是在升降油缸动作过程中体现出来快慢差异来。

而裙板升降油缸升降到中位、高位时的稳定保持，则是从静态维持方面研究裙板在中位、高位的水平。

一方面是油缸自身行程差异造成的高低不同，比如某段裙板升降油缸的最大行程比其它段裙板升降油缸的最大行程小，则该段裙板在高位时将始终低于其它段裙板，如果行程差值越大，高低表现就越明显。

因此新油缸制作时必须确保尺寸规格的一致。

另一方面是油缸安装位置发生变化，导致即使同样尺寸规格油缸最后也会体现出位置高低差异，这在油缸安装连接部件出现磨损走位后体现尤其明显，因此日常对设备维护的精度控制显得极其重要，出现磨损的部件要及时修复或更换。

再者油缸内泄漏可能造成裙板无法在中位、高位保持，裙板慢慢下降，最终出现高低不平，油缸按周期更换非常必要，定期对油缸内泄漏进行检测是提前预防此类问题的有效手段。

冷床裙板保持稳定性的关键在于动作的同步性及中位、高位的长时间保持，现场设备维护应当从完善设备精度的要求标准来对待，而不仅是单纯的从设备功能来对待。

结束语：
棒材冷床是棒材生产的关键设备之一，冷床冷却收集能力和效率影响整条生产线的生产能力。

裙板作为冷床的核心设备，其稳定性直接影响到冷床设备的效率。

本文简明扼要的阐述了棒材冷床及裙板设备的结构及工作原理，根据现场经验对裙板各段保持同步性和裙板位置高低两类典型问题进行了详细的分析，并对应的提出了相应的解决措施，为棒材冷床裙板状态研究与优化提供了参考。

参考文献：
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