钢板气动压头机的研发与应用.pdf

总第 1 4 7期 2 0 1 4年 第1 期 山西冶金 S HANXI ME T AL L URG Y T o t a l 1 4 7 No ． 1，2 01 4 生产 实践 应 用技 术 钢板气动压头机的研发与应用 常 山东工业职业学院， 升 山东淄博2 5 6 4 1 4 摘要 针对Q4 6 0 C4 G 5 9 0等 1 6 I n n l 以下低合金高强度钢板在单道次轧制过程中出现钢板翘头改判和影响时 问问题， 从优化设备控制方面进行了研发与应用。通过对轧帝 J 频率、 设备工艺布置7 L_ x - 序设置等进行分析论证 ， 在精轧机后设计安装气动钢板轧头机， 有效释放 了轧机潜能， 稳定了生产节奏， 对降低轧制改判起到重要作用。 关键词 钢板翘 头轧制频率气动压 头机 中图分类号 T G 3 3 3 ． 5 2 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 2 1 1 5 2 2 0 1 4 0 1 0 0 8 7 0 3 随着钢铁行业的不断发展 ， 优化产品结构， 提高 轧制效率， 降低生产成本， 生产高附加值产品等， 成 了钢铁行业提升竞争力的重要途径。最大可能地挖 掘轧机潜能，减少生产工序设置，优化生产设备控 制， 是降低生产成本的一个关键。 目 前国内中板厂，四辊精轧机几乎普遍都是双 道次轧制成材， 其原因就是钢板咬人的一端 板头 部 往往呈翅起状态 一般称 “ 翅头” ， 若单道次轧制 成材，则最后一道轧完向机后送钢时，钢板头部翅 起 ， 很难咬人矫直机 ， 并造成停产处理。 因此 ， 中板轧 钢厂一般采用双道次轧制方式 ，即用双道次轧完钢 板 ， 最后单道次向机后空跑送钢。 双道次轧制成材除增加一道空跑送钢时间、 降 低了生产效率外， 还有一个缺点是增加了薄规格板的 温降， 使钢板头尾温度差增加 ， 造成厚度不均、 性能 不匀或板型不 良， 影响产品质量 。 在双机架距离较短 的情形下， 还会造成轧制成品与粗轧机轧制的中间坯 相撞 或交叉重叠 ， 形成握头 、 折叠等半成 品缺陷。 为解决以上问题 ， 济钢中板厂采用单道次轧制技术。 因此 ， 研究和改进钢板 自动压头机设备 ， 对提高 生产效率、 稳定钢板质量、 降低劳动强度以及降成本 等方面将起到积极作用。同时为济钢中板厂增加突 出的生产经营效益， 提高济钢中板生产技术实力， 又 能更好地满足市场需要。 1 6 mm以下 的高强度 板如 4 6 O J 、 J G 5 9 0在利润 产 品中占较大比例，是济钢中板厂的高附加值板材 收稿 日期 2 0 1 3 1 2 - 1 2 作者简介 常升 1 9 7 5 一 ， 男， 现在山东工业职业学院冶金学 院工作 ， 助理工程师。E c h a n g s l l 0 3 1 2 6 ． c o m 产品。 但在其单道次轧制生产过程中， 钢板翘头 比较 严重 如图 1 所示 ， 影响了生产节奏 ， 降低了生产效 率 ， 且增加了处理工序设置增加了成本 ， 还就给轧制 生产带来以下问题 图 1钢板翘头 图片 1 制约轧机效率 ， 影响生产节奏 。 因钢板翘头严 重 ， 如果利用精轧机再平整一个道次， 制约了轧机频 率 ， 影响了生产节奏； 并且因为钢板太长平整时极易 发生刮框 ， 造成生产设备事故。 2 给后序生产带来麻烦 ， 影响钢板表面质量 ， 降 低 1 号矫直机使用寿命。钢板翘头后很难进人 l 号 矫直机 ， 且对矫直辊系造成很大损伤 ， 矫直时影响钢 板表面质量造成钢板表面划伤、 铬印等； 并且直接影 响矫直辊矫直机使用寿命。 3 增加了工序岗位设置， 影响在线起重设备使 用寿命。 为处理钢板翘头， 中板厂每班次需安排 1 台 天车吊 1 块钢坯专门进行板头的平整 ，这样虽消除 了翘头对生产的影响， 但由于此区域为高温区， 天车 作业环境十分恶劣， 不但天车工苦不堪言， 也给天车 车体寿命带来严重影响。 由于轧钢末道次采用带压钢下轧制 ，使钢板在 山西冶金 E - ma i l s x y j b j b 1 2 6 ．e o m 第 3 7卷 最后一道头部翘曲高度为4 0 0 ～ 6 5 0 m m， 目 前新 l 号 强力矫直机的理论开 口度为 2 8 0 mm， 最大开 口度为 3 0 0 m m， 实际操作过程中考虑提高矫直速度 ， 减少 压下量误差等 因素 ， 通常开 口度不超过 2 0 0 mn l 。因 此， 为了适应单道次生产， 在 l 号矫直机前安装有 1 套钢板 自 动压头机设备， 负责将钢板翘曲部分压平， 使钢板“ 服服帖帖” 进入强力矫直机就非常必要。 1 气动钢板轧头机的研发 1 ． 1 工艺布置分析 济钢中板厂钢板轧制、矫直工艺流程为 粗轧 机 精轧机_ 1 号矫直机 2号矫直机 。 钢板翘头发生在精轧机最后一道轧制后 ，进入 1 号矫直机矫直前 ，因此轧头机应设置在 1号矫直 机之前 ， 所以必须考虑如下问题 1 因翘头钢板太长， 设备结构应尽可能简约、 紧 凑， 以便尽可能向后靠近 1 号矫直机， 保证钢板翘头 在进人 1 号矫直机前被轧平，但轧头机又不能影响 矫直机正常的生产操作及维修保养。 2 钢板轧头机的操作应尽可能简单 ， 尽量合并 在矫直机操作台 ， 能与矫直并联操作 ， 不需要再增设 工序岗位设置等。 3 因设备安装工艺位置近前端 ， 环境温度较高 2 0 0℃左右 ， 应充分考虑利用现有能源动力资源 ， 适合环境温度等恶劣工况条件及操作要求 。 1 ． 2 轧头机的设计方案 1 ．2 ． 1 动力驱动设计分析 因现场作业环境温度较高 2 0 0 o C 左右 ， 动力 源的选择是保证轧头机能否正常工作的关键。 1 液压 液压缸 控制稳定、 平稳 ， 电动 电动机 控制快捷 、 方便 ， 但其受温度影响都较大 ， 工艺布置 分析不允许有太复杂的结构 ，不能进行动力机构的 外延设置及温控设置。 2 机械控制受作业环境温度影响较小， 但机械机 构易磨损、 卡咬、 操作不灵敏， 且增加维护保养劳动量。 3 气动 气缸 控制平稳、 操作灵敏、 方便， 且受 作业环境温度影响较小、 结构配置简单， 考虑采纳。 且轧头机安装处有气源 ， 气压稳定 ， 节省了气源的重 新安装敷设 ， 降低了制作费用。 1 ． 2 ． 2 整体结构设计分析 济钢中板厂之前曾尝试辊子碾压式轧头机 ， 结 构简单快捷易于操作， 但工作辊道易于磨损， 辊子表 面损伤对钢板表面质量有影响。分析设计为按压式 翘头轧平结构， 整体框架采用稳固的钢结构框架。 根据以上分析， 初步设计方案为 1 方案一 见图2 。 该方案控制灵敏， 但机械传 动较为复杂 ， 易于磨损、 损坏。 图 2 轧头机方案一 2 方案二 见图 3 。该方案结构简单 、 操作方 便， 但 2 个气缸极易出现不能同步的问题， 造成无法 正常工作。 ／ r I ／ j[ ／ ／ 0 } 0 0 0 3 - 1 侧面图 3 - 2 正 面图 图 3 轧头机方案二 3 方案三。在方案一 、 二的基础上进行优化 ， 最 后定为方案三 见图 4 。该方案采用稳固的钢结构 框架， 用 Q G BⅡ3 2 0 1 0 0 0 M T 4气缸做动力驱动吊挂 2 ． 6 t 钢坯对钢板翘头按压平整。结构简单 、 紧凑 、 单 4 _ 1 正面 图 图 4 轧头机方案三 4 - 2 侧面图 2 0 1 4年第 1 期 常升 钢板气动压头机的研发与应用 缸操作 、 适合现场作业温度 ， 且 由一个主令开关 T MR 3 0 2安装 在矫直操作台控制， 操作简单。 4 气动控制原理 见 图 5 。 2 气动钢 板轧头机 的安装与 应用 济钢 中板厂气动钢板轧头 机设计科学合理、 结构简单， 充 分利用了现有工艺装备资源， 该设备从 论证 、 设计 、 制作 、 安 装共用了4个月左右的时间即 压头机 气缸 投人使用。目 前在生产使用过程中， 对高强度板、 高 合金板钢板翘头平整效果十分理想，且制作成本投 人成本较低 约 2 ． 4万元左右 ， 取得了较好效益。 3 结论 1 济钢中板厂气动钢板轧头机的投用， 转移了 轧机处理钢板翘头的矛盾 ，消化 了精轧机 的一次平 整道次， 有效释放了轧机潜能， 提高了生产节奏 ， 创 图 5 气动控制原理 造了可观的经济效益 。 2 钢板翘头经气动钢板轧头机平整后顺利进入 矫直机 ， 每月挽回矫废钢板 1 0 t 左右 ； 且降低了对 1 号矫直机辊系的损坏 ， 延长了其使用寿命 。 3 气动钢板轧头机的投用替代 了人工工序的设 置 ， 减轻了工人劳动强度 ， 保护了起重设备。 编辑 苗运平 De v e l o p me n t a n d Ap p l i c a t i o n o f S t e e l Pl a t e P n e u ma t i c P r e s s u r e He a d M a c h i ne Ch a n g S h e n g S h a n d o n g V o c a t i o n a l C o l l e g e o f I n d u s t r y ， Z i b o S h a n d o n g 2 5 6 4 1 4 A b s t r a c t A c c o r d i n g t o w a r p e d h e a d a n d t h e t i m e p r o b l e m o f Q 4 6 0 C ， J G 5 9 0 ，1 6 m m l o w - a l l o y s t e e l p l a t e o f h i s h s t r e n g t h i n s i n g l e p a s s r o l l i n g p roc e s s ，thi s p a p e r p r e s e n t s t h e d e v e l o p me n t a n d a p p l i c a t i o n f r o m the a s p e c ts o f o p t i mi z i n g the e q u i p me n t c o n t r o 1 ．Ba s e d o n the a n a l y s i s o f the rol l i n g e q u e n c y ，e q u i p me n t l a y o u t a n d p r o c e s s s e t ti n g s ， the i n s t a l l a t i o n o f p n e u ma ti c p l a t e roU i n g ma c h i n e i n t h e fi n i s h i n g mi l l e ff e c t i v e l y r e l e a s e s p o t e n t i a l o f mi ll ， s t a b i l i z e s th e r h y thm o f p r o d u c t i o n a n d r e d u c e s j u d g e m e n t ． Ke y wo r d s s t e e l p l a t e wa r p e d h e a d ， r o l l i n g f r e q u e n c y ， p n e u ma t i c p r e s s u r e h e a d ma c h i n e