基于Ф25mm螺纹钢提速后的小棒冷床系统改造实践

可明辉

（中国宝武武钢集团鄂城钢铁公司轧材厂，湖北 武汉 430000）

目前国内高速棒材轧制已成为市场发展主要趋势。鄂钢公司轧材厂棒二车间为提高产量，在现有基础上进行小规模提速改造，同时相关设备进行同步改造。

鄂钢棒二车间螺纹钢产品规格为Φ20mm—Φ40mm螺纹及圆钢，其中Φ20mm、Φ22mm螺纹采用两切分轧制，其余采用单线轧制。轧制Φ25mm螺纹钢要提高产量，其中措施之一是设备提速，成品速度提高的同时必须提高倍尺剪剪切精度及成品上冷床时冷床裙板动作的稳定性，防止成品上冷床时冲跑钢。

轧材厂棒二车间小棒冷床（90m*12m）为单裙板制动结构型式，制动裙板动作频繁，不同规格的产品不仅要求制动裙板中、高、低三个工作位置准确，且要求在这三个位置停留的时间及位置精确。

1 存在问题

棒二车间在轧制小规格Φ25mm螺纹钢（特别是线速度在12.5m/s以上）时，冷床裙板中位不稳定，中位停留位置浮动范围有20mm左右。有时活动裙板中位位置低，钢头从活动裙板上飞出；有时活动裙板中位位置高，部分成品钢材未到卸钢位置提前卸钢；有时裙板低位不动作，成品直接冲出冷床，导致钢冲笼子；正是因为冷床经常出现成品栽头、拖尾、裙板动作异常等现象，导致冷床裙板跑钢，床面乱钢、弯钢，严重影响生产。存在的主要问题表现在倍尺剪剪切精度不高、冷床裙板阀台速度稳定性及裙板动作的中位位置稳定精度不够、冷床裙板之间高度差不在标准范围内，导致裙板卸钢不稳定、活动裙板中位位置电气控制精度不够，经常出现低位不动作现象等几个方面。

2 解决措施及分析过程

2.1 提高倍尺剪剪切精度，保证成品钢材在倍尺剪剪切后头部平直，不因剪切后头部弯曲撞击冷床上钢辊道而导致跑钢

①通过技术分析及现场观察，当倍尺剪剪刃水平速度小于成品钢材速度时，会导致成品头部剪切弯曲进而可能堵钢，当倍尺剪剪刃水平速度大于成品钢材速度时，会导致成品尾部剪切弯曲，目前对倍尺剪剪切速度超前系数设定范围为0.06—0.19，通过调整超前系数，基本可使剪刃速度与成品速度匹配，但是调整超前系数的同时经常出现成品头部稍稍弯曲的现象，同样会造成成品上冷床后冲钢。②通过对倍尺剪剪刃厚度进行研究并结合实际剪切情况，将剪刃厚度由5mm改为3mm，减小剪刃剪切时对成品的阻碍作用，剪切后成品头部平直，达到剪切效果。

2.2 冷床液压系统流量核算（轧制Φ25mm螺纹钢）

该液压系统（控制90m小车7台Φ100/Φ56*270油缸及裙板9台Φ63/Φ45*120油缸）由4台柱塞泵（型号：A4VS0125DR/30RPPB13N00，3用1备）和6台蓄能器（单个容积40L）提供油源及动力。16台液压缸（9台Φ63/Φ45*120,7台Φ100/Φ56*270）根据油缸动作速度计算瞬时需要最大流量为748 L/min，3台柱塞泵输出总流量Q=540L/min， 6台蓄能器容积240L，蓄能器作为液压系统动力源补充排出瞬时的流量远远大于240L/min，所以系统瞬时最大流量大于540+240=780L/min，通过核算，该液压系统泵站总流量满足使用要求。

2.3 冷床裙板液压系统及阀台控制阀研究改进，增加系统的速度稳定性

图1 冷床裙板动作液压系统原理图

通过对该系统原理图进行分析及现场实际使用情况，改进措施如下：

图2 制动裙板阀台原理图

（1）为减少液压系统压力波动对裙板动作的影响，站内6台蓄能器全部投入使用；为增加液压系统对裙板动作的反应速度，减少反应时间，6台蓄能器氮气压力由8Mpa提升到9Mpa 。

（2）裙板4#、5#阀台节流调速阀现为进口（进油）节流调速，改为出口（回油）节流调速，增加系统的速度稳定性。

2.4 冷床裙板阀台液压换向阀中位机能型式改进，增加裙板动作的中位位置稳定精度

裙板阀台液压换向阀现为6通径O型中位机能，无法保证裙板动作的中位位置稳定精度，将换向阀改为6通径Y型中位机能+液压锁，可提高裙板动作的中位位置稳定精度，如上图所示。

2.5 冷床裙板高度调整，使活动裙板之间高度误差控制在标准范围内，固定裙板之间高度误差控制也在标准范围内，增加裙板卸钢稳定性

图3 制动裙板机械装配图

冷床制动裙板机械装配图如下，轧材厂棒二车间冷床上钢辊道全长约145m，制动裙板145套通过同步轴联接在一起实现整体联动，通过序号3液压缸带动序号2调整装置（拉杆装配）来实现序号6制动裙板的上、中、下三个位置的动作，裙板运行一段时间后，主轴铜套磨损、调整装置（拉杆装配）连接铰链磨损均会导致裙板上表面不在一个水平面内，通过维护检修来保证设备精度（90m冷床裙板调整后全长高度差须控制在5mm以内，相邻两块裙板高度差不大于2mm），从而保证裙板高度差控制在标准范围内，保证裙板卸钢稳定。

（1）检测并调整活动裙板中位高度在55mm--60mm范围内，相邻活动裙板高度差不大于2㎜，同一块活动裙板与传动主轴的平行度误差不大于2㎜；

（2）调整活动裙板的高位高度高于固定裙板5mm—8mm,低位低于辊面3mm—5mm；

（3）保证小棒地辊正常运行并且辊面的径向跳动不能超过0.5 mm；

2.6 活动裙板中位位置精度电气控制优化，增加裙板动作的中位位置稳定精度

（1）棒二车间冷床裙板中位控制原设计采用信号延时控制，电气主控室CPU另外还担任轧线控制、冷剪输出辊道控制、轧线输送辊道控制、倍尺剪控制等工作，当成品线速度在12.5m/s以上时，延时控制误差较大，严重时达到了0.2s，裙板中位行程误差达到20mm以上，不能满足裙板动作要求。采用中位限位开关的控制形式代替原信号延时的控制的方式，这样中位位置作为一个实际的参数参与了控制系统，并作为一个直接的反馈信号控制整个系统，这样原来的位置控制由间接控制变为直接控制，由开环控制变为闭环控制。

（2）继电器由普通接点继电器改为固态（无触点）继电器，避免触点发生粘连。

3 小结

通过改造后，鄂钢棒二生产Φ25mm时，成品线速度可提高至12.8m/s，并且冷床制动裙板动作稳定，位置精确，达到改造效果。