带钢重卷机组产品质量问题的原因分析及解决措施

左玉璞

摘  要：针对带钢重卷机组中，影响产品质量的划伤、跑偏、张力波动、表面防护失效等问题，对产生原因进行分析，并通过改善生产工艺和改进设备等手段解决了影响产品质量的问题。

关键词：重卷机组;带钢跑偏;带钢划伤;张力波动

中图分类号：TG33         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）28-0110-02

Abstract： The cause of the problems such as scratch， strip deviation， tension fluctuation， and surface protection failure in strip steel recoiling line are analyzed， and these problems affecting the quality of product are solved by means of improving operation process and equipment.

Keywords： recoiling line; strip steel deviation; strip steel scratch; tension fluctuation

1 概述

重卷检查机组用于对镀锌汽车板进行分切、切边、分卷、在线缺陷检查、涂油等操作，既能实现产品表面质量监控，又能灵活生产提高镀锌机组生产效率，是生产镀锌汽车板的重要组成。机组由开卷机、开头夹送辊、矫直机、入口侧导装置、入口分切剪、稳定夹送辊、检查站、侧导装置、纠偏辊、圆盘剪、涂油机、出口分切剪、出口侧导装置、出口夹送辊、卷取机、助卷器以及上卸卷小车等设备组成。开卷机装有CPC对中装置、卷取机装有EPC边部对齐装置。

2 产品常见质量问题

与连续生产线不同，在重卷检查机组的生产中，需要进行频繁的分卷、穿带、甩尾、卷取、上卷、卸卷等操作。同时由于检查功能特性的要求，重卷检查机组不能使产品产生新的质量缺陷。在实际生产中，会出现以下的质量问题：（1）带钢表面划伤。因为划痕会影响汽车板的深冲性能，高精度高质量的镀锌汽车板对于表面划痕有严格的规定。在对带钢进行表面检查操作时，需要辨别发现前序镀锌生产中带钢是否带有表面缺陷，并及时判断该缺陷是否因为镀锌生产设备问题而产生，进而及时纠正前序生产，排除缺陷，避免导致产生大量废卷。（2）成品钢卷卷形超出要求。钢卷卷取精度应在小于3mm（不齐度）范围内。每一卷带钢的最初5圈及最后3圈不齐度不超过6mm，卷的层与层之间的错动将不超过±1mm。钢卷打捆前，内圈和外圈不能松卷，带尾形状不能影响打捆。（3）切边跑偏。重卷检查机组设置有圆盘剪用于同时剪切带钢的两边，将板型超差区域和不规则边部去掉，并调整产品宽度规格。机组在圆盘剪前配置有带CPC装置的纠偏辊，用于使带钢在圆盘剪剪切时对中，从而保证剪切效果。实际生产中，因为带钢跑偏导致两边剪切量不同甚至单边脱剪，影响成品质量的情况时有发生。

3 质量问题原因分析

3.1 带钢表面划伤产生的主要原因

（1）在穿带甩尾过程中，支撑带钢的非金属导板硬度过高，表面光洁度过低，平面不整齐或带有毛刺，在与带钢的相对摩擦中产生划伤。（2）衬胶托辊在穿带甩尾过程中因为转动阻力过大、辊面硬度过高等原因也会产生划伤。（3）在带钢建张后机组运行中，带钢应当与导板及托辊保持足够距离。当距离不够时，带钢由于抖动接触到导板及托辊，由于高速的相对移动也会大量产生划伤。（4）在线带传动的主动辊由于速度与机组速度不匹配，与带钢产生了相对滑动，这样也会产生划伤。（5）在建张生产工程中，开卷机上的钢卷层与层之间打滑，导致张力不断波动，特别是检查站内的带钢由于相邻托辊距离较远，带钢抖动较大与本不应接触的导板和托辊刮擦划伤。

3.2 成品钢卷卷形超标的主要原因

（1）穿带过程中，带钢在前进过程中跑偏过大。在建张后EPC边部对中投入前，钢卷内圈已经跑偏导致内圈溢出。这样在EPC投入，钢卷内圈与外圈也会出现偏移。（2）助卷过程中，助卷器皮带跑偏，将助卷的带钢带偏。由于助卷器上与环形皮带接触的辊子与卷取机卷筒形位公差超差，或是由于环形皮带在宽度方向上周长差异过大，当超过助卷器纠偏装置的纠偏能力时，都会导致皮带跑偏。（3）CPC对中投入过晚。CPC对中的工作原理时不断检测带钢边部的位置，如果当前带钢边部与前一时刻带钢边部位置有偏差，通过私服液压系统驱动开卷机和纠偏辊沿带钢宽度方向不断移动来纠正带钢偏差，从而保证卷取边部对齐。CPC对中工作的前提条件是带钢建张。张力能使带钢拉直，从而保证EPC检测的准确性和纠偏的有效性。在穿带过程中，机组并没有建立整体张力，CPC并不投入工作，仅靠三组侧导装置依次约束带头部分的位置在机组中心。在进入卷取机前，带头到开卷机卷筒之间约20米的带钢都缺乏约束，此段带钢产生偏斜影响钢卷内圈卷形。（4）甩尾卸卷控制不当，带尾失张跑偏。甩尾操作时，在卷取机和入口分切剪之间的带尾容易出于自由状态。卷取机卷取带尾时，卷取机和出口夹送辊之间失去张力，导致EPC装置过早退出使用。在甩尾时，卷取机压辊和卸卷小车托辊共同压住钢卷防止外圈松卷。一般的，卷取机压辊和卸卷小车托辊都是被动辊。卷取的钢卷可能存在偏心，即静平衡不稳。钢卷落到卸卷小车托辊上后，可能会在托辊上旋转，导致外圈松卷。

3.3 切边跑偏的主要原因

（1）圆盘剪区域张力波动，带钢抖动。由于钢卷错层打滑、机组前后设备速度不匹配等原因导致的张力波动和带钢抖动，会影响圆盘剪的剪切效果。特别是剪切边部宽度较小时，带钢抖动产生影响更加明显。（2）圆盘剪剪刃调整不当，导致带钢在圆盘剪处跑偏。与连续生产线中的圆盘剪不同，重卷機组中的圆盘剪始终处于主动剪切的状态，而不是被动拉剪。主动剪切的圆盘剪剪刃兼具剪切功能和夹送功能。由于圆盘剪剪刃位于带钢的两侧，相比通常的夹送辊，其调整要求更高，一般会有如下问题：a.圆盘剪两侧上下剪刃的垂直重合量不同，对于带钢的两边的加送压力不同，会导致带钢向压力更小的一侧跑偏。b.圆盘剪两侧剪刃转速有偏差，会导致带钢向速度较慢的一侧跑偏。c.圆盘剪剪刃相对于机组中心面的夹角不适当，会导致带钢跑偏。对于主动剪切的圆盘剪，两侧剪刃相对机组中心面呈八字形夹角，出口侧向带钢两侧外扩。这样能保证带钢在剪切时宽度方向始终张紧。如果剪刃夹角不当，呈反八字或平行布置，带钢在剪切时就会跑偏。

4 改进产品质量的措施

结合问题原因分析和实际生产中的经验总结，我们对重卷机组进行如下改进以提高产品质量。

（1）改进带钢的穿带环境。修磨穿带导板表面，使导板表面光滑，无毛刺或凸起，杜绝穿带异常卡阻。更换聚氨酯导板为硬度适中的聚乙烯材质，同时将穿带辅助用的导辊表面衬胶层也更换为相同材质，以避免过硬的导板、辊面划伤带材。针对距离较长的固定导板，在导板表面镶嵌成组穿带导轮。导轮上表面略微高出导板表面，同时转动灵活，能够有效地较少带钢通过导板时的滑动摩擦距离。全面检查并调整穿带用导辊和导轮的轴承座装配情况，保证导辊和导轮转动尽可能自如，减小穿带摩擦阻力。根据带钢运行时的悬垂情况，适当降低带钢下垂低点附近导板和导辊的标高，增大间距防止带钢可能抖动时产生划伤。（2）科学控制机组张力，增加带钢运行稳定性。重卷机组开始并没有设置张力辊，整个机组张力有开卷机和卷取机控制产生。这种情况下开卷张力就等同于卷取张力。实际生产中，开卷张力的设定既需要考虑产品性能和规格，也需要匹配前道工序原料卷取时的卷取张力。而卷取张力的设定既需要考虑产品性能和规格，也需要根据卷取的不同阶段变化。一般而言，为防止内圈松套打滑，在卷取的初始阶段应当选择较大的卷取张力保证内圈的卷取紧固，使钢卷内圈形成“硬芯”。随着卷取卷径的不断扩大，张力逐渐减小为固定值以适应产品规格的要求，保证钢卷卷形的稳定。在机组张力不分段的情况下，开卷张力等于卷取张力，会导致卷取的初期开卷张力过大，开卷机上的钢卷外圈在大张力作用下不断收紧，钢卷产生打滑，这样会严重影响机组张力的稳定性。同时对于前序退火生产中钢卷可能产生的粘连现象，也会不断地破坏开卷的稳定性。针对上述情况，首选的办法是增加张力控制装置，如三辊张力辊，使开卷张力与卷取张力隔离并动态调节，同时满足开卷和卷取不同的张力控制需求。同时为了应对来料可能的粘连状态，需要在开卷机和开头夹送辊之间增加一个压辊。压辊通过压力控制，在带钢上压出一个包角，从而改善开卷带钢的角度并减少带钢粘连所产生的抖动。（3）改进穿带和卷取控制，改进产品卷形。穿带过程，在带头经过三台侧导装置时，会进行对中操作，对正带头位置。穿带过程的跑偏出现在带头和开卷机之间的带钢，缺乏张力约束，在自由状态下跑偏。为了控制自由状态的带钢，在穿带过程中需要采用下面两种措施。一是控制开卷机、卷取机和之间夹送辊在穿带时的速度匹配，保证从开卷机到卷取机线速度逐渐增加。带头经过每一个夹送辊后，当前夹送辊压紧带钢后，当前夹送辊和开卷机之间的其余夹送辊都打开。这样能保证带钢带头和开卷机之间的带钢总能保证一定的张力，处于张紧的状态。二是带钢依次通过开卷机CPC、纠偏辊CPC和卷取机EPC检测装置后，依次将纠偏功能投入，从而保证穿带的整体对中效果。卷取过程，分阶段有不同的控制要点。在助卷阶段，要注意助卷器皮带的跑偏纠正，并保证助卷皮带抱住卷筒后，皮带上有足够的张紧力，使皮带对带钢产生足够的压紧力，保证卷取内圈卷形不偏，并且内圈足够张紧不会松卷。在卷取阶段，要避免机组张力波动，减少带钢抖动摇晃，避免对EPC产生影响。EPC的纠偏控制要根据机组速度进行匹配，避免补偿不足或过度补偿。在甩尾阶段，要严格执行甩尾操作。当机组甩尾失去张力时，机组所有的夹送辊要压紧，避免带钢松脱甩动。所有夹送辊和卷取机的线速度要按照带钢前进方向依次递增进行匹配，保证卷取机和出口夹送辊之间的带钢始终张紧。在带尾通过出口夹送辊之前，EPC纠偏功能需要始终投入。带尾通过出口夹送辊前，卷取机压辊、卸卷小车托辊要压紧钢卷保证钢卷外圈不松卷。带尾通过出口夹送辊后，要保证钢卷上的带尾被卸卷小车托辊压住。卸卷小车托辊可以转动，需要增加一个抱闸，在钢卷重量转移到托辊上时，抱闸抱死托辊避免钢卷因偏心而转动。最后钢卷放到出口鞍座上，完成打捆。（4）保证圆盘剪处钢卷稳定，改善圆盘剪剪切效果。作为主动剪切的圆盘剪，相比较被动圆盘剪更容易产生带钢跑偏两侧剪切不一致的问题。一方面要调整圆盘剪自身精度，包括圆盘剪的速度与机组速度匹配、圆盘剪的剪刃倾斜角度等。另一方面，尽管圆盘剪前设置有纠偏装置保证带钢对中，圆盘剪区域带钢前后悬垂距离较长，容易产生抖动。在圆盘剪前后各增加一组稳定輥，在带钢上产生S弯曲，从而稳定带钢张力，避免抖动。

参考文献：

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[2]王鹏，孙亚波，刘渭苗.带钢精整机组渐变张力助卷新技术[J].重型机械，2017（06）：12-14.

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