冷轧带钢_拉矫机横向振动纹_的成因分析

冷轧带钢“拉矫机横向振动纹”的成因分析①

唐成龙②

(上海交通大学机械及动力工程学院　上海200030)

摘要　分析了宝钢2#电镀锌机组中拉矫机“振动纹”的产生原因,指出了造成该缺陷的根源是带钢的张力波动,表现为带钢与张力辊之间的摩擦打滑。通过理论分析和现场试验,明确了三个主要因素,即拉矫机的入口出口张力波动,拉矫机张力辊辊面状态,以及力矩电机的设定,为随后的控制系统改造提供了依据。

关键字　拉矫机　振动纹　摩擦打滑　张力

中图分类号　TG333.23 文献标识码　A

Forming Analysis of T ransverse Vibrating G rains

of Cold Strip in T ension Leveler

T ang Chenglong

(Shanghai Jiaotong University Mechanical&Dynamic institute)

ABSTRACT　Serious”transverse vibrating grains”appeared on the strip sur face after the strip passed the T ension Leveler in Baosteel’s N o.2Egl.This article analyzed the reas on that the problem formed and pointed out that it was the friction slide that caused tension unstable.Via the analysis and experiments,3main factors are clear:the entry and exit tension force unstable of T ension Leveler,the sur face state of tension rolls and the set points of torque m otors.S o s ome di2 rections are ready for the subsequent m odification of control system.

KE YWOR DS　T ension Leveler　Vibrating G rains　Friction-slide　T ension

1　引言

宝钢股份冷轧厂2#连续电镀锌机组用于在冷轧退火带钢表面采用电镀的方式在带钢表面镀上一层锌,以延长钢板的使用寿命。该机组的成品主要用于汽车工业,如Passat、Buick等品牌汽车的外板以及家电工业,如冰箱,洗衣机等。经退火的冷轧带钢(厚度通常0.3～2.0mm,宽度800～1850mm的超低碳钢)在经过开卷,预清洗脱油,酸洗除表面氧化物之后进行电镀处理。由于下游汽车及家电业对镀锌板的表面形态要求严格。为确保带钢的板形良好,在进入到电镀段实现镀锌之前该机组装备了拉伸弯曲矫直机(以下均简称拉矫机)。该机组装备拉矫机的主要目的即为消除冷轧带钢表面的三维缺陷,获得良好的板形。另外,该电镀锌机组采用了重力法立式镀槽。此种电镀槽中,镀槽与带钢之间没有安装用于消除边部增厚的边缘罩装置,此举极大地降低了带钢与阳极之间的间隙,机组的阳极-带钢间隙上为9mm,下为7mm。但同时该装备对来料带钢的浪度也提出了高的要求。总而言之,若来料

T otal N o1144 April2004 冶　金　设　备

MET A LLURGIC A L E QUIP ME NT

总第144期

2004年4月第2期

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②作者简介:唐成龙,男,1971年出生,1995年毕业于包头钢铁学院,工学学士,现上海交通大学机械及动力学院在读硕士研究生,工作单位:宝钢股份公司冷轧厂,工程师

高等学校博士点基金资助项目(20020248048)

带钢的板形质量较差,则必须要求拉矫机能良好地投入工作。2　设备组成2.1

拉矫机本体

图1　拉矫机本体设备组成

图1为拉矫机本体的设备示意图。主要有机架,1#、2#弯曲辊组,横弯矫平辊组(即一矫),纵弯矫平辊组(即二矫)。前稳定辊,后挤干辊组,以及辊子的动作调整系统等。2.2拉矫机张力辊及机械传动系统

图2为拉矫机的张力辊系及传动齿轮箱轮系图,张力辊共有8根,分为前后张力辊组各4根,按照带钢的走向分别为R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8。其中入口辊组的R2以及出口辊组的R7

用于张力补偿,这两个辊子是被动的。张力辊的辊面材质为聚胺脂。表面硬度Shore A 85±5,表面粗糙度Ra1.6。张力辊的辊径允许范围为990～1000mm

。

图2　拉矫机张力辊及传动系统示意图

由于该拉矫机的驱动模式为集中驱动加差动齿轮结构。图2中,共有6台电机,即主电机M1(以下编号同),延伸率电机M2,以及力矩电机M3,M4,M5,M6,见图2。共有一级齿轮箱1只,二

级齿轮箱2个,另外M2的减速箱1个,4个力矩马达各有1个减速箱。在一级减速箱中,延伸率减速箱的输出为延伸率差动齿轮结构中太阳轮的输入。M3,M4,M5,M6对应的减速箱的输出为二级减速箱中对应的差动齿轮机构的太阳轮的输入。出口主动转速,辊子R1,R3,R6,R8的转速分别为上述5个差动齿轮结构的行星轮的公转速度。

3　横向振动纹的产生

该拉矫机自2000年6月投入使用后,运转良好,直到2002年12月,拉矫机开始不能正常工作,实际使用中发现的主要问题有:

1)带钢下表面,有时上下表面,出现严重的横

折纹,纹理方向基本上与带钢运行方向成90°。在横向方向上,纹理呈断续状,间隔为10～20mm 不等。经分析,纹理发亮处是在拉矫机本体弯曲工作辊处产生的,是在滚动过程中带钢速度发生瞬时变化,接触应力不均匀造成的。

2)有时张力辊辊系之间带钢存在抖动、松套

现象,有时带钢有“窄尺”现象,即带钢受到的张力波动过大,张力辊轴承受到的冲击大,声音响。

3)张力辊辊面粗糙度下降严重,特别是R4

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