冷轧废边卷取机存在的问题及解决方案

高卫军 余爱祥 杜锡林 王在芪

(二重(德阳)重型装备有限公司，四川618000)

1 概述

酸轧机组生产中都设有圆盘剪，对来料带钢进行切边处理，切下来的废边丝有两种处理方式，一是圆盘剪后布置碎边剪，将废边丝碎断，作为废铁处理；二是圆盘剪后布置废边卷取机，将废边丝卷取成废边卷，可用作冷拔丝原料及铁钉的制作材料。从经济角度考虑，国内酸轧机组用户大都选用圆盘剪后布置废边卷取机的机组结构。因此废边卷取机的工作效率会直接影响圆盘剪的切边效率，进而影响整个酸轧机组的生产效率。

2 废边卷取机介绍

2.1 设备组成及结构特点

废边卷取机主要由机架底座、中间滑架、活动卷筒、中间固定卷筒、卷筒夹紧油缸、卷筒驱动液压马达和拨料装置等组成，两侧卷筒中心距为1000 mm，如图1所示。机架底座为焊接结构支架；卷筒为圆锥形卷筒，便于将废卷卸下。卷筒滑架上装有液压马达，驱动卷筒进行卷取；两侧的移动卷筒滑架安装在中间滑架的滑槽中，可在液压缸驱动下移动，中间的固定卷筒通过固定支架安装在中间滑架中部；中间滑架整体安装在机架底座的滑槽中，在液压缸驱动下作往复运动。

2.2 主要技术参数

废边卷取机及原料主要技术参数见表1。

2.3 废边卷取机工作原理

如图2所示，废边卷取机位于圆盘剪后，用于卷取经过圆盘剪剪切下来的废边丝，通过上卷取的方式进行卷取。中间两卷筒为固定式，卷筒中心距为1000 mm，外侧的两个卷筒分别在液压缸驱动下可单独移动。由人工将废边丝头部放置在两个卷筒中间，卷筒夹紧油缸关闭，夹紧废边丝头部，之后液压马达驱动卷筒进行卷取。拨料装置由液压缸驱动沿卷取方向周期往复来回移动,使废边丝能够布满整个卷筒，当废边卷卷径达到一定时,废边卷取机实现自动停止；卷筒夹紧油缸打开，废边卷自动滚落到废料溜槽中。

1—拨料装置 2—左侧卷筒夹紧油缸 3—左侧卷筒滑架 4—左侧驱动液压马达 5—左侧移动卷筒 6—中间固定卷筒 7—右侧移动卷筒 8—右侧驱动液压马达 9—右侧卷筒滑架 10—右侧卷筒夹紧油缸 11—机架底座 12—中间滑架 13—废边卷溜槽

表1 废边卷取机及原料主要技术参数Table 1 Main technical parameters of scrap coiler and raw material

图2 废边卷取机的布置形式Figure 2 Layout of scrap coiler

图3 废边丝卷在外侧的两个卷筒上Figure 3 Waste edge wire coil on the outer two rolls

图4 废边丝卷在内侧的两个卷筒上Figure 4 Waste edge wire coil on the inner two rolls

3 设备存在的问题

废边卷取机存在以下问题：废边丝有时能布满卷筒，有时只卷在外侧的卷筒上(见3)；有时只卷在内侧的卷筒上(见图4)，废边丝无法布满整个卷筒，卷筒利用率低，导致卸卷次数频繁，卸卷停机总时间长，用户操作成本高，最终导致机组生产效率低。

4 分析原因

由上述可知，两侧卷筒中心距固定为1000 mm。当来料宽度不同时，废边丝卷在卷筒上的情况不同。

(1)当来料宽度为1000 mm时，如图5所示，卷筒中心距与两侧的废边丝间距保持一致，废边丝只受到一个向上的拉力，没有额外的轴向分力，因此卷筒在作往复运动时，废边丝能够均匀地卷满整个卷筒。与现场实际卷取状态相符，如图6所示。

图5 废边丝间距为1000 mmFigure 5 Space between waste edge wires is 1000 mm

图6 废边丝能布满整个卷筒Figure 6 The waste edge wire can cover the whole roll

从图6可以看出，废边丝能布满整个卷筒，卷筒利用率高，卷筒上存储的废边丝多，卸卷次数少，此时废边卷取机的工作效率高。此种情况是比较理想的。

(2)当来料宽度为1200 mm时，如图7所示，由于卷筒中心距小，两侧废边丝间距大，废边丝往内拉，呈内喇叭口，废边丝除了承受一个向上的拉力外，还受到一个额外的向外的轴向分力，致使废边丝卷在外侧的两个卷筒上(见图3)。

(3)当来料宽度为850 mm时，如图8所示，由于卷筒中心距大，两侧废边丝间距小，废边丝往外拉，呈外喇叭口，废边丝除了承受一个向上的拉力外，还受到一个额外的向内的轴向分力，致使废边丝卷在内侧的两个卷筒上(见图4)。

图7 废边丝间距为1200 mmFigure 7 Space between waste edge wires is 1200 mm

图8 废边丝间距为850 mmFigure 8 Space between waste edge wires is 850 mm

图9 卷筒底座下方增加滚珠丝杠调整装置Figure 9 Ball screw adjusting device added under drum base

通过上述分析，我们可以得出：两侧卷筒中心距与两侧废边丝间距不一致是导致卷筒利用率低、卷筒卷不满的主要原因。

5 制定解决方案

既然两侧卷筒中心距与两侧废边丝间距不一致是导致问题的主要原因，针对这一原因，制定了两种解决方案：

方案一：卷筒底座上增加滚珠丝杠调整装置

卷筒中心距是固定的，不能跟随来料宽度的变化而变化，所以我们制定的第一个方案就是：在两个固定的卷筒底座上增加滚珠丝杠调整装置，如图9所示，使两对卷筒中心距可自动根据来料宽度的变化进行调整。

此种方案，可从根本上解决问题，无论来料宽度多大，卷筒中心距均能通过滚珠丝杠调整装置将两对卷筒中心距调整为与两侧废边丝间距一致，保证废边丝能卷满整个卷筒。但原有设备主体结构改动大，改造成本高，制造周期长，因此此种方案不适用于现场整改，适合于重新设计制作的新设备。

方案二：卷筒正前方增加间距为1000 mm的立导轮。

在废边卷取机卷筒正前方增加一对间距为1000 mm的立导轮，如图10所示，对废边丝进行限宽，使两侧废边丝间距与两侧卷筒中心距保持一致。并且卷取方式由原设计的上卷取方式改为下卷取方式。

此方案对原有的主体设备没有任何改动，改造成本低，设备简单，制造周期短，因此非常适用于现场改造。但此方案也有弊端，由于剪切后废边丝边部非常锋利，所以立导轮的磨损非常快。只有采用较好的材料，来延长立导轮的使用周期。

图10 卷筒正前方增加间距为1000 mm的立导轮Figure 10 Vertical guide wheel added in front of the drum which space is 1000 mm

6 方案实施及达到的预期效果

如图11和图12为三维模拟卷取状态图。增加了立导轮，对废边丝进行了限宽，使两侧废边丝间距与两侧卷筒中心距保持一致。使得立导轮与废边卷取机之间的废边丝只受一个拉力，没有轴向分力，因此卷筒往复运动时可使废边丝布满整个卷筒。

方案二现场实施后(见图13和14)，无论来料宽度如何变化，废边丝均能卷满整个卷筒，卷筒上存储的废边丝量多，卸卷次数少，人工操作成本低。并且停机卸卷时间少，圆盘剪区域的生产效率大大提高。

图11 废边丝间距为1200 mm时的卷取状态Figure 11 The winding state when the space of waste edge wires is 1200 mm

图12 废边丝间距为850 mm时的卷取状态Figure 12 The winding state when the space of waste edge wires is 850 mm

7 结论

通过对某冷轧厂酸洗冷轧联合机组中废边卷取机存在的问题进行分析，从设备组成、工作原理入手分析产生问题的原因，针对主要原因制定了相应解决方案。并且根据现场实际情况，确定实施哪种方案。最后，本次现场整改采用了增加间距为1000 mm立导轮的设计方案。方案实施后，无论来料板宽度多大，均能实现废边丝布满整个卷筒，提高了废边卷取机的卷筒利用率，有效地提高了生产效率。

图13 现场实施后的立导轮Figure 13 The vertical guide wheel after implementation on site

图14 增加立导轮后的卷取状态Figure 14 The winding state after adding the vertical guide wheel