冷床上钢装置影响轧钢生产指标的原因分析

闫同辉

（陕钢集团汉中钢铁有限责任公司轧钢厂，陕西 汉中 724200）

轧钢厂棒线车间冷床装置为液压裙板式步进冷床，曾经在一段时期轧钢生产的过程中，由于液压裙板上钢装置相关原因产生弯钢，乱钢，导致了收集过程中增加一定量的非定尺钢材和废品材，增加了收集作业强度，降低了轧钢生产节奏，影响了定尺率，成材率和作业率。

1 轧钢冷床相关工序流程

（1）冷床工序流程。从成品架次轧制出钢材经过分段剪切成为倍尺钢材，由倾斜放置的圆柱形输入辊道【由0°逐渐过渡到12°】输送至制动裙板，经由裙板进行升降动作将倍尺钢材分隔传送并适时托起到高位使钢材滑入过渡板，进入冷床本体进行冷却，齐头，收集。如下图。

图1 冷床相关工序流程图

L1倍尺剪到裙板前端的距离；L2为升降裙板端部到冷床入口的距离；L3为冷床的长度；L为倍尺钢的长度；I为倍尺钢到分钢点的距离；S为倍尺钢所需的制动距离；d为倍尺钢端部到冷床端部的距离。

（2）液压裙板上钢装置结构图。

图2 步进冷床上钢装置结构图

2 液压裙板上钢装置动作原理及参数的设置

2.1 液压裙板式上钢装置各部件功能

轧钢生产的冷床长120m，步进周期5s。上钢装置由变频输送辊道，扣板，液压缸，升降裙板，同步轴，矫直板等组成。升降裙板在全长上分为两部分，以齐头挡板为分界点，裙板前段长60m，后段长120m，根据轧制不同规格钢材的分钢点确定制动裙板长度。

输送辊道主要作用是变频加速，对钢材形成一定的初拉力，使轧件平直的运行。

扣板的一个作用是使加速运行的倍尺轧件安全平稳的运行，防止倍尺钢材飞出发生不安全事故，另一作用是为了防后面的钢材滑入裙板，起分钢的作用。

液压缸提供裙板升降动力，使剪断后的轧件和未经倍尺剪切的轧件进行分隔输送，使剪断后的轧件加在制动裙板上经过减速，摩擦制动进入冷床进行矫直并冷却。

同步轴上连接有液压缸推杆和裙板支撑连杆，由许多联轴器连接在一起同时运动，轴上安装有控制限位接近开关，对裙板的高，中，低位置进行控制。

矫直板的作用是对滑入其中对温度较高的倍尺轧件进行矫直。

2.2 裙板液压系统动作原理

图3 裙板升降运行图表

（1）剪切分段的棒材在变频输送辊道上运行，辊道的加速对轧件形成初拉力，使轧件在辊道平面上平直的运行，制动裙板处在高位。

（2）输入辊道的加速使得第一根尾部与第二根倍尺轧件的头部拉开一定的距离，当运行到t0时刻，制动裙板从高位下落向低位运行，至t1时刻，第一根轧件沿着裙板斜面下滑到达低位，尾部对应的位置为分钢点，至t2时刻，落到低位第一根倍尺轧件尾部运行到冷床端部与齐头挡板平齐的位置。

（3）第二根轧件依旧在制动裙板前端带有扣板的输送辊道上运行，分开相应的的距离。完全落入低位的第一根倍尺轧件在t2时刻开始从低位升向中位进行摩擦制动。

（4）在t3时刻裙板到达中位将前后两根倍尺轧件分隔开来。第二根轧件头部随即进入制动裙板前端和输送辊道的夹角处相应位置与前一根剪切刚材分隔后在冷床输送辊道上继续运行。

（5）在中位延时至t4时刻，第一根倍尺轧件摩擦制动结束。制动裙板开始由中位升向高位。

（6）至t5时刻到达高位，第一根倍尺轧件滑入冷床矫直板完成卸钢；第二根倍尺轧件在冷床区域的输送辊道上运行，第三根倍尺轧件在制动裙板的前端输入辊道上运行并与第二根拉开一段距离。直至第二根倍尺轧件尾部接近分钢点，裙板由高位迅速下降至低位进行下一周期动作。

不同规格的轧制钢材或者不同的轧制速度，不同倍尺长度的轧件从倍尺剪切到高位下落到冷床的矫直板板上下落的时间不同。裙板除完成棒材的制动与上钢外，通过其低位到中位再到高位的动作，还起到了分钢的作用。

3 轧钢冷床生产非定尺钢材和废品材的原因

轧件的头尾弯曲对于成品上冷床产生运行不稳定的现象，容易引起冷床乱钢，影响成材率，定尺率，作业率，由于裙板上钢装置的问题使轧件头尾弯曲的主要原因有。

3.1 输入辊道的原因

（1）冷床输入辊道不转，或者电机的转速设置不当致使轧件运行的磨擦阻力发生变化，不能使轧件在辊道上平直的运行，产生类似轻微堆钢拱弯现象，倍尺剪切时产生弯曲，会引起扎头或者挂尾；磨察阻力的变化还会使相邻的倍尺轧件的分钢距离发生变化，致使前一根倍尺轧件从低位上升至中位过程中未完全到达中位时下根倍尺轧件窜入，引起乱钢，飞钢，甚至废钢。

（2）个别输入辊道磨损严重，外圆表面磨损不均匀，磨损更为严重时出现凹痕，使辊面低于导槽上表面，使得导槽与辊面凹槽处间隙变大，输送辊道电机底座松动，致使输送辊道运行过程中松动或移位因其输送能力差，不能对运动的轧件形成一定的初拉力产生波浪弯，不易从辊道上落下，引起撞头，或者挂尾，产生乱钢，还会擦伤划伤刚材表面，撞头严重时，会使头部上飘碰撞扣板产生废钢。

（3）输入辊道上面的扣板变形也会引起乱钢的情况产生。

3.2 制动裙板的原因，

（1）倍尺轧件在进入制动裙板的过程中，裙板动作频繁，裙板的材质差异，磨损不一，使得相邻裙板表面不平整；裙板支撑杆在同步轴的固定不牢靠，或者支撑杆锁紧螺母松动，致使裙板的相对位置发生变化引起不平整，并且高低落差大，导致扎头或挂尾，运行受阻产生头追尾，引起乱钢。

（2）制动裙板参数设置不当致使裙板高位，低位，中位，调整不当，倍尺轧件在运行的过程中扎头，挂尾，产生弯曲。轧制同规格的钢材由于终轧速度的变化，倍尺长度的变化，引起制动裙板数目的变化及分钢点位置变化，未及时进行相应的调整，导致高，中，低位的时间参数错误，出现弯钢，乱钢。

①制动裙板过早下落低位产生挂尾；②中位延时短实际的制动距离小于设计的制动距离致使在高位下落过程中钢尾挂在冷床前端；③低位延时过长，裙板处于低位后不动作或者裙板上升中位过程中下根钢头窜入低位引起扎头，严重时产生扣板内拱钢；④中位时间相对过长，引起高位倍尺延时短，下根分钢距离短，致使相邻两根钢在低位相撞，或者在分钢过程中位扎头。

（3）轧件在运行的过程中，由于摩擦系数随着温度的变化以及输送辊道表面磨损程度发生变化，未对变频辊道的速度进行适时调节，会使相邻两根倍尺轧件的分钢距离发生变化，加之液压缸的压力不足，出现低位落不到位，中，高位升不到位，产生卸钢困难，引起碰撞冷床齿条产生弯钢乱钢。

（4）在轧制过程中改变成品架次轧机的轧制速度时候，未对工艺参数要进行合理的重新设定，未考虑到轧件在裙板表面自然制动的时间因素的限制以及动齿运行速度的调节方面的限制产生的综合影响。

（5）中位的位置相对较低，致使中位分钢时挂不住钢，应在使用的过程中进行适当的调节。

3.3 同步轴的原因

（1）同步轴高，中，低位限位接近开关位置发生变化或失效产生裙板位置参数信息关联发生变化，倍尺轧件下落冷床困难。

（2）同步轴的弯曲变形致使个别裙板与其相邻裙板的高低位置错开，同步轴上的部分连接接支撑杆的锁紧螺母出现松动问题，产生个别裙板与其相邻裙板的高低位置错开，产生乱钢，飞钢。

（3）同步轴卡阻，引起裙板高低中位置制动问题产生乱钢飞钢。

4 控制措施

（1）适时检测摩擦系数的变化，对变频输送辊道的速度进行适时调整。

（2）对分钢点的位置，抛钢点位置做好标记并进行监控，适时调整。

（3）加强点检，检查机械控制，液压控制，电器控制情况完好。

（4）对裙板同轴传动进行观察，对故障进行恢复处理。

5 总结

在实际的生产中轧制速度应满足设计冷床裙板制动时间要求；裙板制动周期满足冷床步进周期的要求；以期实现在连续作业满足前后工序间的能力匹配。只有针对性的对问题的原因进行分析，找出控制措施并运用于实际生产中，冷床的散乱钢材就会减少，冷剪切废也会大大的减少了，相应的不定尺材减少了，冷床乱钢引起的收集困难产生的轧线停机时间会减少，精整的作业率也会提高。