分享：去毛刺機在高端汽車板重卷生產(chǎn)線上的應(yīng)用
我國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，帶動了其上游主要原材料行業(yè)的需求增加；鋼材作為汽車板生產(chǎn)的主要原材料占比巨大，在國內(nèi)擁有巨大的耗鋼需求。汽車板用鋼材作為高端鋼材，一方面是國內(nèi)僅有寶武鋼鐵集團、鞍鋼、首鋼以及華菱等有限的幾家大型鋼廠能夠生產(chǎn)，對于汽車板市場和高耗量的汽車板需求而言，我國的汽車板生產(chǎn)對外依然存在較大的進口需求。另一方面是相對于發(fā)達國家的汽車板質(zhì)量，我國現(xiàn)有的汽車板品種相對不足，同時鋼板質(zhì)量參差不齊，對于有高要求的高端汽車生產(chǎn)廠家而言，去毛刺工作效率的提升是保障鑄坯收得率與提高板卷質(zhì)量的重要方法之一[1]，需要提升國內(nèi)汽車板生產(chǎn)的質(zhì)量來滿足用戶需求層次的提高，促進我國先進汽車板生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)發(fā)展，在面對高品質(zhì)汽車板鋼企的競爭威脅下，加速提升自身的生產(chǎn)工藝，有效降低鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)成本同時推動企業(yè)汽車板產(chǎn)業(yè)的健康、積極、向上發(fā)展。
1. 現(xiàn)狀分析及目前處理辦法
目前武鋼第二冷軋廠精整分廠的C260及C271機組主要以生產(chǎn)普冷板、高端汽車板以及家電板用鋼板為主。原機組去毛刺輥采用上輥為平輥小輥，下輥為通長輥，去毛刺機故障不斷，導(dǎo)致大量的板帶材未能去毛刺或去毛刺不干凈，造成去毛刺效果不佳[2]。去毛刺效果差的同時還會給帶材底部偶爾產(chǎn)生擦劃傷。常常出現(xiàn)帶鋼毛刺大于標(biāo)準(zhǔn)5%的情況，帶鋼邊部毛刺缺陷無法去除，這種毛刺不僅對輥道、軋輥等設(shè)備造成諸如撞擊、輥面劃傷、輥身裂紋等傷害[3]，增加了后續(xù)其他設(shè)備受損的風(fēng)險，而且大大增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。面對這種無法滿足高節(jié)奏生產(chǎn)的情況，企業(yè)急需尋找能夠有效去除毛刺[4]，改善帶鋼表面質(zhì)量的方法。
目前，為了減少毛刺，頻繁更換圓盤剪剪刃，增加了剪刃的消耗量，平均每個月因毛刺量超標(biāo)造成的更換剪刃的數(shù)量約為16片，造成成本的增加。同時重點用戶廣州汽車、通用汽車等對于毛刺缺陷持零容忍態(tài)度，毛刺缺陷影響了客戶對產(chǎn)品的使用信心。
2. 改進辦法
2.1 去毛刺機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理
去毛刺機是用來擠壓帶鋼邊部，去除帶鋼通過圓盤剪進行切邊后邊部翹起的毛刺，從而保證剪切后的帶材質(zhì)量。去毛刺機為單機框架式結(jié)構(gòu)設(shè)備，由機架，開口度調(diào)整裝置，操作側(cè)去毛刺輥，傳動側(cè)去毛刺輥，前后連接導(dǎo)板臺以及氣動系統(tǒng)和檢測開關(guān)系統(tǒng)等組成。機架采用的是焊接結(jié)構(gòu)，開口度調(diào)整裝置把合在機架上。開口度調(diào)整裝置包括操作側(cè)和傳動側(cè)相反旋向的左旋絲杠和右旋絲杠，以及起導(dǎo)向作用的光杠和減速電機構(gòu)成。絲杠和光杠通過兩端固定軸承座支撐。操作側(cè)去毛刺輥和傳動側(cè)去毛刺輥安裝在導(dǎo)向座上，導(dǎo)向座安裝在由減速電機驅(qū)動的開口度調(diào)整裝置上，如圖1所示。
從理論分析得知，擠壓的位置和擠壓的壓力決定的去毛刺的效果。擠壓的位置需要通過預(yù)先對去毛刺壓合位置進行標(biāo)定，圖2為現(xiàn)場傳動側(cè)和操作側(cè)去毛刺輥壓輥位置標(biāo)定測量圖。機組生產(chǎn)人員根據(jù)圓盤剪切邊后的帶材寬度對開口度調(diào)整值進行設(shè)定，兩側(cè)的去毛刺輥在編碼器的計算下，根據(jù)預(yù)先標(biāo)定好的最佳去毛刺壓合位置精準(zhǔn)的行駛至指定的開口度位置。
帶材通過圓盤剪切邊后，通過前方連接導(dǎo)板臺送帶材至去毛刺機上，去毛刺輥下輥將帶材托起，去毛刺輥上輥在壓下氣缸的作用下下壓，兩個輥子對帶材邊部進行擠壓去除毛刺，然后帶材通過后方導(dǎo)板臺進入下一生產(chǎn)單元，如圖3所示。
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試時帶材的去毛刺效果分析，氣缸的壓力決定了擠壓帶材邊部壓痕的深淺，最佳的去毛刺位置取決于帶材邊部在去毛刺輥上受擠壓的具體位置，如日本日立集團高速分切剪邊部去毛刺壓輥調(diào)整模式說明書中所述（圖4），去毛刺輥上輥為滾輪軸承，接觸面為平直面，下輥為帶曲面的弧形輥，毛刺位于帶材下表面，需要位于靠近帶材內(nèi)側(cè)弧形曲面位置時可以獲取較好的去毛刺效果。因此在調(diào)試時采用了調(diào)整相對位置的方法來尋找最佳去毛刺嚙合位置。
2.2 去毛刺效果實驗
2.2.1 壓力調(diào)節(jié)對去毛刺效果的影響
去毛刺機氣動系統(tǒng)由執(zhí)行機構(gòu)、氣源處理元件、控制元件和氣動管路等組成，其中執(zhí)行機構(gòu)為去毛刺輥上輥下壓氣缸。氣動系統(tǒng)的動力源由機組提供，壓縮空氣的壓力范圍0.2~0.5 MPa。
調(diào)整減壓閥，設(shè)定氣缸進氣壓力分別為0.5、0.3和0.2 MPa，帶鋼通過去毛刺輥后，擠壓情況如圖5所示?？梢钥闯霎?dāng)氣缸進氣壓力設(shè)定為0.5 MPa時，去毛刺輥壓合帶材邊部后產(chǎn)生的壓痕較深，壓痕寬度約為2~3 mm，且容易由于帶材運行抖動等原因產(chǎn)生細(xì)小的邊浪。下表面的毛刺有所改善，但是給帶鋼帶來了新的較大缺陷，影響帶材的實際質(zhì)量。
當(dāng)氣缸進氣壓力設(shè)定為0.3 MPa時，去毛刺輥壓合帶材邊部產(chǎn)生的壓痕較淺，壓痕寬度約為1 mm左右。下表面的毛刺高度小于板厚的5%，達到用戶對于毛刺的容忍要求，同時沒有給帶鋼帶來新的缺陷，保證了帶鋼通過去毛刺輥后，去毛刺效果較好。
當(dāng)氣缸進氣壓力設(shè)定0.2 MPa，由于壓力減小，帶材的表面幾乎無壓痕，下表面的毛刺無法去除，壓輥幾乎無法起到去毛刺的作用。
2.2.2 輥面壓合相對位置調(diào)整
由于來料帶鋼的規(guī)格有所不同，其厚度也有所差異。據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)人員分析，常規(guī)生產(chǎn)的帶鋼分為薄料和厚料，薄料的厚度以0.6~1.0 mm為主；厚料的厚度以1.2~2.0 mm為主。薄料及厚料在生產(chǎn)時，如果帶材邊部位于去毛刺輥的壓合位置不變，那么由于厚度的不同，帶鋼邊部占據(jù)下輥弧形輥與上輥平直輥之間受擠壓的弧形區(qū)域面積有所不同，如圖6所示。導(dǎo)致帶鋼通過去毛刺輥后的去毛刺效果不同。因此針對不同厚度的帶材需要調(diào)整壓輥的相對位置進行去毛刺。
來料厚度0.8 mm，圓盤剪剪切后寬度為1560 mm的帶鋼進行實驗，設(shè)定去毛刺輥的寬度值在原帶材寬度基礎(chǔ)上兩側(cè)各加1 mm，即設(shè)定寬度值為1562 mm，壓力值為0.3 MPa。帶材通過去毛刺輥后，去毛刺效果下圖7所示。
由圖可知，當(dāng)壓合位置寬度設(shè)定值兩邊各增加1 mm后，帶鋼下表面幾乎無毛刺，兩側(cè)的壓痕較淺，壓痕寬度值在1 mm以內(nèi)，去毛刺效果有更好的改善。
來料厚度1.35 mm，圓盤剪剪切后寬度不變（1560 mm），設(shè)定去毛刺輥的寬度值在原帶材寬度基礎(chǔ)上兩側(cè)各加1 mm，即設(shè)定寬度值為1562 mm，壓力值為0.3 MPa。帶材通過去毛刺輥后，去毛刺效果如圖8所示。
由圖可知，當(dāng)壓合位置寬度設(shè)定值兩邊各增加1 mm后，帶鋼下表面幾乎無毛刺，但是兩側(cè)的壓痕較深，壓痕寬度值在1.5 mm左右，且操作側(cè)出現(xiàn)毛刺堆積產(chǎn)生的積屑瘤對帶鋼邊部下表面產(chǎn)生的擦劃傷。分析可知，帶材厚度增加，帶鋼邊部在上輥和下輥行程壓合的弧形區(qū)域內(nèi)所占面積增加，因此導(dǎo)致壓痕較深，同時積屑瘤對帶鋼下表面產(chǎn)生擦劃傷的幾率也有所增大。
來料厚度1.35 mm，圓盤剪剪切后寬度不變，設(shè)定去毛刺輥的寬度值在原帶材寬度基礎(chǔ)上，兩側(cè)各加2 mm，即設(shè)定寬度值為1564 mm，壓力值為0.3 MPa。帶材通過去毛刺輥后，去毛刺效果如圖9所示。
由圖可知，當(dāng)壓合位置寬度設(shè)定兩邊各增加2 mm后，帶鋼下表面幾乎無毛刺，兩側(cè)的壓痕較淺，壓痕寬度值在約1 mm以內(nèi)，操作側(cè)和傳動側(cè)的下表面無擦劃傷。分析可知，帶材厚度增加后，帶鋼邊部在上輥和下輥行程壓合的弧形區(qū)域內(nèi)所占面積增加，在壓合位置寬度增大時，帶鋼邊部在弧形區(qū)域內(nèi)所占面積減小，因此壓痕較淺，同時也減小了積屑瘤對于帶材下表面發(fā)生擦劃傷的幾率。
（1）去毛刺輥下輥為弧形滾輪，由于帶鋼邊部毛刺集中在下表面，因此長時間使用后，弧形滾輪上容易在防銹油的黏結(jié)下形成毛刺積屑瘤，如圖10所示，積屑瘤容易對帶材邊部產(chǎn)生擦劃傷或者其他點狀性傷痕，從而影響帶材表面質(zhì)量，需要用一定粒度的砂紙配合清亮潤滑油或者汽油進行打磨去除。
（2）帶材長期跑偏會導(dǎo)致去毛刺輥兩側(cè)壓合的位置發(fā)生漂移，需要根據(jù)實際情況重新標(biāo)定，如果去毛刺輥輥體本身發(fā)生相對位置的位移，需要使用月牙扳手松開去毛刺輥輥體頭部的鎖緊螺母，通過旋轉(zhuǎn)輥子芯軸來微調(diào)上輥和下輥的相對位置。
通過武鋼冷軋廠精整分廠產(chǎn)品質(zhì)量提升改造計劃項目，結(jié)合新增去毛刺機現(xiàn)場調(diào)試以及相關(guān)實驗可以得出結(jié)論：
（1）去毛刺機可以滿足武鋼對于高端汽車板以及家電板等表面質(zhì)量要求較高的帶材去毛刺功能。對于薄料和厚料都具備良好的去毛刺效果。
（2）驅(qū)動去毛刺輥上輥壓下氣缸的最佳壓力值為0.3 MPa，在此壓力下，下表面的毛刺高度小于板厚的5%，達到用戶對于毛刺的容忍要求，同時沒有給帶鋼帶來新的缺陷，去毛刺效果良好。
（3）對于生產(chǎn)薄料時，去毛刺輥寬度設(shè)定值應(yīng)為圓盤剪剪切后寬度兩側(cè)各增加1 mm，對于生產(chǎn)厚料時，去毛刺輥寬度設(shè)定值應(yīng)為圓盤剪剪切后寬度兩側(cè)各增加2 mm。
去毛刺機較好地解決了原機組去毛刺效果差的問題，同時不會給帶材底部產(chǎn)生擦劃傷。帶鋼邊部毛刺缺陷去除，滿足毛刺厚度小于板厚5%的標(biāo)準(zhǔn)，大大降低圓盤剪剪刃的更換頻率，在降低生產(chǎn)成本的同時也大大減小產(chǎn)線后續(xù)膠輥傷輥的風(fēng)險。有效幫助武鋼冷軋廠現(xiàn)有精整產(chǎn)線提高其高端汽車板及家電板的產(chǎn)品質(zhì)量，減低企業(yè)生產(chǎn)成本。同時，也為我國鋼鐵行業(yè)冷軋領(lǐng)域板帶材精整生產(chǎn)提供了有利的條件，有利于高端汽車板及家電板制造行業(yè)的蓬勃發(fā)展。
參考文獻
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文章來源——金屬世界
3. 相關(guān)維護和優(yōu)化
4. 結(jié)語與展望
浙公網(wǎng)安備 33042402000106號
