三组挤干辊纠偏在酸洗机组工艺段上的应用

张宏霞

（宝钢工程技术集团有限公司， 上海 201900）

连续酸洗机组经过几十年的发展完善，形成了以浅槽紊流酸洗为主流的工艺流程[1，2]。酸洗机组的工艺段速度一般都比较快[3]，基本在120 m/min左右，在这样高速生产的过程中，一旦出现带钢跑偏现象，就会对后续设备造成损坏，严重时还有可能出现断带事故，机组长时间停车，造成较大的经济损失。本文针对这一问题详细的阐述了设置三组挤干辊纠偏的技术方案。

1 机组工艺段设备及问题现状

1.1 工艺段设备

本项目中的酸洗机组于2005建成投产，年产量220万t，酸洗工艺段长107 m，由4级酸洗、预漂洗、4级漂洗组成，见图1。槽体采用钢衬胶加耐酸砖结构，每一级酸洗由一组挤干辊隔断，阻断酸液进入下一级酸洗。在预漂洗段设计了三组挤干辊，来防止酸液随带钢进入漂洗槽。每一级的漂洗均由一组挤干辊隔断，防止漂洗液随带钢进入下一级漂洗。在漂洗槽的出口也设计了三组挤干辊，挤干带钢上的水分，为下一步吹扫和烘干做准备。

图1 酸洗工艺段简图

1.2 问题现状

带钢在槽内由于多种原因会发生跑偏现象[4，5]，例如带钢来料的的镰刀弯、辊子本身的磨损造成的几何形状不均匀、辊子安装精度差，两辊间不平行有夹角等因素。除停机调整辊系外没有在线手段可以进行纠偏，目前在工艺段的最大跑偏量达到单边100 mm，造成机组多次停机，造成了巨大的经济损失。

2 三组挤干辊纠偏的原理

挤干辊纠偏，因无法实现带钢的包角，一般采用纯积分的纠偏原理，见图2。挤干辊的滚轴与带钢进带方向是垂直的。纠偏辊与带钢进带平面的角度偏移产生了这种“卷效应”[6]。挤干辊的“卷效应”使带钢不停纠正自己向辊子的中心位置移动，当反馈信号显示带钢偏移量为0时，偏移角度α为0，这时带钢将停止偏移的移动，从而达到纠偏的效果。该原理需要根据实际最大的偏移量来计算出带钢与中心位置的最大倾斜角度α。挤干辊一端固定铰接，另外一端则采用驱动缸驱动，使得挤干辊与带钢运行方向出现不大于α的角度，从而产生积分纠偏效果。

图2 纠偏原理

3 三组挤干辊纠偏的设计方案

本项目为机组的年修改造项目，整体设备的安装位置和管道的接口都不变，酸洗段的过渡槽不能拉宽，导致在酸洗段没有位置安装CPC检测装置。现场调研下来决定将把纠偏装置设计在预漂洗段的三组挤干辊处。现有的一些纠偏改造都是采用两组挤干辊的方式，但从生产上来说这样做会存在问题。因为挤干辊均为包胶辊，磨损较快，挤干效果会逐步降低，去掉一组挤干辊后，挤干效果将更低，酸液会跟随带钢进入漂洗槽，造成预漂洗槽的酸浓度增大，增加了酸再生的压力。

本项目在设计时采用了三组挤干辊纠偏的形式。该纠偏装置由纠偏执行机构(挤干辊、滑轨支架以及驱动缸)和CPC对中系统两部分组成[7]，见图3。CPC对中系统由探测头、数字电控器、线性位置传感器、电液伺服阀所构成[8]。CPC对中系统是一个连续的闭环调节系统，由探测头测量出行走带钢两侧的位置变化，将带钢的位置偏差信号输入到数字电控器处理数据；输出带钢的偏差信号给伺服阀[9]，伺服阀控制电动缸驱动纠偏执行机构进行左右摆动，最终实现带钢自动对中功能。探测头的安装受多方的条件制约，距离纠偏执行机构不能过远且在其感应范围内不能有金属装置干扰检测[10]。槽内有漂洗水的喷淋需要对探测头进行保护，并要考虑到探测头检修的方便性。本项目中对探测头的安装如图4所示，上下2根PP管横穿整个槽体，槽体外侧采用法兰密封，探测头可以从PP管的两侧拉出进行检修。根据带钢的宽度确定探测头在PP管内的安装位置。

图3 纠偏设计方案

图4 探测头的安装

纠偏执行机构操作侧的挤干辊牌坊采用原设计不变作为固定支座，其轴承座采用的是调心轴承，可以满足挤干辊摆动夹角的要求。传动侧因为挤干辊需要摆动行成夹角来达到“卷效应”实现纠偏，所以挤干辊的牌坊和底座均需要重新设计，见图5。三组挤干辊整体设计，滑轨底座的下半部分通过螺栓固定在槽体的底座上，滑轨底座上半部分是滑动部分，通过导轨滑动，导轨采用L型，增加稳定性。挤干辊的牌坊通过螺栓固定在滑轨底座的上半部分上，与其一起滑动，带动挤干辊移动，行成夹角。本项目驱动采用电动缸，与滑轨上半部分连接，根据探测头返回的纠偏移动量，来换算出行程，带动牌坊和底座的上半部分移动，实现纠偏功能。因挤干辊的牌坊高约2 m，考虑到牌坊可能出现的倾斜的隐患，在牌坊和槽体之间增加了测导装置起到加固的作用。现场全部安装完成后见图6所示。

图5 纠偏执行机构

图6 现场完工照片

由于传动侧的挤干辊牌坊在带钢运行的方向上前后移动，挤干辊窗口的挡水板需要做相应的适应性设计。挤干辊窗口处的挡水板有两层挡水板，见下页图7。外挡水板为一层PP板通过螺栓固定在槽体上，在挤干辊穿过的位置上开两个椭圆形的洞，留出挤干辊移动的空间。本项目中，挤干辊偏移的最大值为50 mm，外挡水板处辊头直径为217 mm，故椭圆的长轴取值317 mm。该开口尺寸已经比挤干辊上的甩水环大，存在酸液飞溅出来的可能。为解决这一问题，在设计内挡水板时取消原简单挂板的设计，采用迷宫式可移动的组合形式。该结构设计成对开的箱式结构，与挤干辊的甩水环行成迷宫结构，可以有效的阻挡酸液和漂洗液从窗口处飞溅。安装时将两半窗口挂在预埋在耐酸砖内的PP板上，合并后锁扣锁死，在挤干辊移动范围较大时，挤干辊将带动窗口整体在预埋PP板上滑动。换辊时将锁扣打开，拉开内挡水板，外挡水板需要卸下，辊子即可抽出更换。

4 结语

三组挤干辊纠偏技术在宝钢某酸洗机组中成功应用，现机组运行良好，纠偏效果明显，达到设计的要求和业主的要求，本文介绍的优化设计方案希望能给其他酸洗改造项目及新建项目以参考和借鉴。

图7 挡水板