钢卷塔形修复装置液压系统的优化设计

刘 伟

(二重(德阳)重型装备有限公司，四川618000)

塔形是热轧带钢生产线中成品钢卷端面不整齐的一种质量缺陷。塔形的存在，不仅影响钢卷的外观形象、运输、存放和使用，而且还会引起钢卷折边等其他质量缺陷。造成钢卷塔形的因素很多，主要涉及中间坯的板形，设备精度及运行状况，电气控制和工艺参数等多个方面。因此，热轧带钢生产线中通常会设置钢卷塔形修复装置，对钢卷的塔形进行修复处理，从而提升成品钢卷的卷形质量。

1 钢卷塔形修复装置介绍

钢卷塔形修复装置主要由底座、推板、推拉液压缸、导向杆、导向铜套等组成。底座、推板均为焊接结构，钢卷塔形修复装置简图如图1所示。推板在推拉液压缸的驱动下，沿导向杆方向运动，推压钢卷端面，对其内圈塔形进行修复。修复完成之后，推拉液压缸带动推板回退到最小行程位置。

2 钢卷塔形修复装置液压系统

根据钢卷塔形修复装置的工作原理及现场实际使用要求，需要两侧推拉缸带动推板同时伸出，同时对钢卷进行夹紧、修复。钢卷修复完成后，两个推拉缸应快速缩回到最小行程位置。

2.1 优化前修复装置液压系统原理

优化前，钢卷塔形修复装置液压系统原理见图2，其控制动作见表1。在国内某热轧带钢生产线中已经实际应用。在使用中发现，钢卷修复时，钢卷在托盘上有晃动情况，钢卷有倾倒风险，并且会使运输系统某侧辊道轴承承受冲击载荷，缩短轴承寿命。经过现场实际观察、测量和分析，发现引起钢卷晃动的原因主要有：

1—推拉液压缸1 2—导向杆 3—钢卷 4—推拉液压缸2

图2 优化前钢卷塔形修复装置液压系统原理

表1 优化前液压系统原理控制动作表

表2 优化后液压系统原理控制动作表

图3 优化后钢卷塔形修复装置液压系统原理

(1)两侧推拉缸的伸出速度，虽然已经通过液压控制回路的节流阀进行调节，但两侧液压缸仍然不能同步，伸出的行程总会出现L1>L2或者L1

(2)由于钢卷在托盘上的存放位置很难放到托盘的绝对中心位置，有可能存在偏向托盘一边的情况。这种情况下，两侧推拉缸工作时需伸出的行程不同，就会出现某一侧推板先接触钢卷侧面的情况，即L1>L2或者L1

2.2 塔形修复装置液压系统原理存在的问题

推拉液压缸没有位置检测，而液压系统只能初步调节液压缸伸出的速度，导致两侧液压缸不能同步伸出。由于伸出的速度快慢不一致，先接触钢卷的推板会先推动钢卷移动，后接触钢卷的推板会后推钢卷，造成钢卷晃动。特别是在钢卷不在托盘正中心时，情况尤为严重。

2.3 优化后钢卷塔形修复装置液压系统原理

针对原有塔形修复装置液压系统原理的不足之处，以及现场实际情况，在国内某新建热轧带钢项目中，对该设备的液压系统原理进行了优化，优化后的原理图如图3所示。

在优化后的液压系统原理中，增加了压力控制阀以及压力检测。根据压力检测发出的高低压信号，对电磁阀的动作顺序进行了调整。优化后的液压系统能够实现高低压控制，能够实现推板低压接触钢卷，同时高压夹紧修复钢卷；能够根据钢卷的规格手动或自动调整高压夹紧修复的压力，同时能够精确地控制高压夹紧修复钢卷的持续时间，能够更好地适应该装置的工况。

在液压控制回路中增加了一个比例减压阀，可以根据产品规格，手动或者自动调整塔形修复装置的夹紧和修复压力。在两侧推拉缸的无杆腔内，分别设置了一个压力继电器，用于检测无杆腔的压力信号，通过压力准确控制整个修复过程。控制方式如下：

(1)当钢卷进入塔形修复装置工作位后，两侧推拉液压缸同时低压伸出(预设5 MPa，可调整)，待两侧液压缸无杆腔的压力继电器检测到低压压力信号时(预设5 MPa，可调整)，认为两个推板已经接触钢卷，可切换到高压状态进行夹紧修复；如果某一侧推拉缸无杆腔压力继电器发出低压信号，而另外一侧未发出低压压力信号时，该侧推板需停止伸出动作，待另一侧推拉液压缸无杆腔压力继电器发出低压信号后，再同时进行高压夹紧修复动作。

(2)钢卷高压夹紧修复动作的完成以两个推拉液压缸无杆腔压力继电器均发出高压信号(预设15 MPa，可调整)为准，可根据钢卷规格进行手动或自动调整高压修复压力。

(3)钢卷高压修复动作完成后，两个推拉缸需快速缩回到液压缸最小行程位置。优化后液压系统原理控制动作见表2。

优化后的液压系统原理已经在国内某新建热轧带钢项目中进行了实际应用，通过压力检测，准确控制两侧推板夹紧钢卷和高压修复时间，钢卷修复时已无晃动情况，同时能够适应钢卷不在托盘正中心的位置情况，并且很大程度上提高了整个塔形修复系统的工作效率。

3 结语

通过对钢卷塔形修复装置液压系统的优化设计，直接解决了钢卷塔形修复装置在工作时的稳定性问题，同时也极大地提升了整个运输系统的效率。

钢卷塔形修复装置在热轧带钢生产线中的良好使用，可以极大地改善钢卷的质量，提高产品的市场竞争力。