济钢中厚板厂十一辊板材矫直机辊缝标定系统改造
2013-08-15郑晓军
郑晓军
(济南钢铁股份有限公司中厚板厂,山东 济南 250101)
0 前言
钢板在热处理及运输过程中,由于温度、变形不均等因素的影响,往往会产生不同程度的弯曲、飘曲、浪形、镰刀弯或歪扭等塑性变形。因此,矫直处理是保证热处理后钢板板型平直度的必要工序。为保证钢板矫直精度,就需要定期对辊系进行标定。济钢中厚板厂3500产线热处理车间矫直机辊系原标定程序工序复杂,耗时较长,且精度难以保证,为此车间分析了原有标定系统存在的缺陷,提出并实施了改造。
1 矫直机设备简介
1.1 机械部分:
该矫直机由太重设计制造,并于2005年5月份负责安装和调试。机械部分主要由机架装配、压下机构(摆动机构)、上下支承辊装置、工作辊装置、前后导辊装置以及传动系统等组成。其中主传动系统主要由万向联轴器、联合齿轮减速机、制动器等设备组成。
1.2 电气部分:
矫直机电气部分主要由由位移传感器、压力传感器、压下电机、主电机、换辊电机以及配套PLC控制系统组成。
1.3 附属设备:
矫直机附属设备主要由干油润滑系统、稀油润滑系统、油气润滑系统和液压系统等组成。
1.4 工作原理:
钢板矫正过程中,根据不同规格钢板设定合适的辊缝值,在此基础上,使得在旋转的矫正辊间运动的钢板经过多次弯曲,以消除其原始曲率。
1.5 主要技术参数:
最大矫直力:3000t
矫直辊辊径:300mm
辊缝最大开口度:280mm
钢板矫直厚度范围:6-60mm
钢板矫直宽度范围:1500-3350mm
钢板矫直温度:0-900℃
矫平精度:矫直后钢板不平度≤3mm/m。
2 改造前标定和设备状况
2.1 标定过程:
矫直机标定时先把标定板(厚度60mm)送入下工作辊上,然后手动调整辊缝至62mm左右,安排钳工用塞尺测量四个角的辊缝。根据测量值打开顶部压下机构联轴器,进行单侧辊缝反复调整,直至入口和出口的两侧调平,要求传动侧和操作侧偏差不大于0.2mm,入口和出口偏差不大于2mm,且出口比入口大。最后把辊缝输入控制画面,进行清零和标定,整个标定过程耗时较长,一般为3-4个小时。
2.2 设备状况:
在辊缝标定过程中,有两个问题比较突出,严重影响了标定工作的效率和质量。一是压下传感器数值显示不准确。原设计采用电磁感应式位移传感器,由于电磁场因素的变化,极易造成显示数据不准确,同时数据显示存在严重滞后现象,且显示数字存在大幅度跳跃式变动,数据显示往往在0.5mm左右波动,无法做出及时判断。二是压下机构传动采用凸缘联轴器连接,每次单侧调整辊缝时,都必须安排人员先打开联轴器然后再连接上,费时费力,严重影响标定工作的效率。
3 改造目标及措施
3.1 改造目标:
(1)把现有的矫直机辊缝标定方式改为轧制力的标定,通过轧制力的标定消除机械间隙;
(2)利用旋转编码器[1]代替原有电磁感应式位移传感器,提高位移反馈精度和灵敏度;
(3)利用牙嵌式离合器[2]代替原有凸缘联轴器,便于快速脱开和连接压下传动,缩短辊缝标定时间;
(4)通过以上几个方面改进,力求在保证标定精度的同时,将标定时间控制在1小时以内。
3.2 改造措施:
首先完成设备硬件部分位移传感器和离合器的选型及安装。
根据矫直机工作条件特性,选用增量型旋转编码器,旋转编码器通过压下螺丝螺距和编码器读数的运算,将最终位移变化反馈到控制画面,达到快速、精准反馈的目的。
在离合器选型方面,考虑到此处传递扭矩较大,转速较低以及现场条件等因素,选用矩形齿牙嵌式离合器。
在完成硬件部分改造后,我们就能够更方便地进行辊缝的标定。把标定板放到位后,打开离合器,以压力传感器反馈回来的轧制力为参考,进行单侧辊缝反复调整,直至标定板四个角上压力基本相同,轧制力均在30吨左右,再从控制画面上进行标定。这样就将辊缝标定的方式变为轧制力的标定,消除了机械间隙,达到标定效果。
4 改造完成后效果
(1)改造后辊缝变动反馈更加灵敏、准确,便于操作人员精确控制;
(2)改造后标定时间较短,最长不超过1个半小时,最短用时不到30分钟,大大缩短了矫直机的标定检修时间,同时采用离合器连接的方式,避免了反复拆装联轴器的工作,降低了工人的劳动强度;
(3)改造后标定工作更加快捷,因此将原有每月一次的标定改为每周一次,达到了精确矫直的目的,提高了钢板一次矫直合格率。
5 结束语
济钢中厚板厂十一辊板材矫直机在当前已属于老式设备,辊缝值反馈和标定方面较落后,费时费力且准确度难以保证。通过此次改造,矫直机标定时间大大缩短,且矫直效果得到有效提高,钢板矫直一次合格率提高了近十个百分点,尤其是在油罐钢、高强板等高级别钢种,矫直效果提高更明显。
[1]传感器与现代检测技术(第1版)陶红艳 清华大学出版社 2009-3-1
[2]机械设计手册(第5版)成大先 化学工业出版社(平装-2008-04出版)