镀锌机组生产薄规格带钢 出口穿带卡钢等问题分析与解决方案研究

毕飞，任远程，张雷，杨富玉

（本钢板材冷轧总厂，辽宁 本溪 117000）

本钢冷轧总厂1#热镀锌机组始建于1995年，采用曼内斯曼德马克、斯坦因、西门子等公司的先进设备和技术，生产的有锌花镀锌板主要用于建筑、室内装饰及家电等行业。从设计生产能力18万t到可实现年产量突破35万t，为冷轧的发展史创造了奇迹。

随着市场需求变化，厚度为0.5mm以下有锌花镀锌卷在市场大受青睐，为了满足市场需求，1#镀锌机组开始向厚度为0.5mm以下产品生产。最近一个阶段，在生产厚度为0.7mm以下镀锌卷时，带钢头部（以下简称带头）在出口穿带时经常卡钢，或者“粘”在出口转向夹送辊上，造成不能正常卷取镀锌卷，导致机组频繁停机，产生大量降级品和废品，带来严重的经济损失。针对这些问题，本文分析了生产薄规格带钢时出口穿带出现卡钢以及“粘”辊原因，研究对策，找到解决问题的手段，彻底解决影响稳定生产的难题。

1 故障原因分析

1.1 超设计厚度极限

1#热镀锌机组生产过程中，带钢通过分切剪，把连续的带钢分成独立的镀锌卷。在分切后，带头经过辊道台、前导辊、出口转向夹送辊和上下导板，插入卷取机卷筒钳口后进行卷取。如图1所示。

在这个送带头的过程中，因为各种因素的影响，很容易使带头不能顺利进入卷筒钳口而造成停机故障，这种现象就叫卡钢。

1#热镀锌机组原设计产品厚度为0.5～2.0mm，最薄生产厚度为0.5mm的带钢。目前还增加了超极限规格厚度为0.4～0.47mm的产品合同。生产这些薄规格带钢，在出口穿带的过程中，由于带钢本身自重的原因，带钢会自然下垂，带头下弯，经常卡在EPC（带钢边缘检测装置）检测框架和前导辊之间，造成卡钢。如图1所示。

图1 卡钢部位示意图

1.2 夹送辊与下导板配合间隙过大

由于设计缺陷，出口转向夹送辊与下导板配合缝隙较大，带头经过出口转向夹送辊时，带头卡在出口转向夹送辊与下导板配合缝隙处，造成卡钢。如图1所示。

1.3 夹送辊辊面残留防锈油

由于部分镀锌产品需要涂油防腐防锈处理，出口转向夹送辊面残留防锈油，在带头经过出口转向夹送辊时，薄规格带头容易粘附在辊面，发生“粘”辊现象。带头不能顺利过渡到下导板插入卷取机卷筒钳口，无法完成正常的穿带动作程序，导致机组停机。

2 具体改进方案

2.1 改进前导辊和下导板的结构

2.1.1 导辊改制成导板

由于薄规格带钢刚度低，而EPC通光部位的间隔相对较长，带头弹性下弯幅度大，致使带头穿入前托辊下方或撞击在托辊上，而造成卡钢故障的发生。如图2所示。

图2 前导辊结构示意图

基于此问题，重新设计了前导板来代替前导辊，这样可以在带头下弯曲弧度内支撑起带头，且消除托辊的转动阻力，使带头顺利通过。改进的导板结构简图如图3所示。

图3 改进的前导板结构示意图

2.1.2 改进下导板与转向夹送辊接触处的结构

厚度为0.4~0.5mm的带钢经过转向夹送辊时，带头因自重下弯幅度较大，带头极易卡在出口转向夹送辊与下导板配合缝隙处。为减少投资和改动量，在不改变下导板整体结构基础上，将下导板与出口转向夹送辊接触的部位改制成小平台。如图4所示。

图4 改进的下导板结构示意图

从而延长带头在同等下弯幅度情况下通过的距离，从而降低带头卡入下导板缝隙的概率。

2.2 设计增加压缩空气自动喷吹装置

2.2.1 压缩空气喷吹装置工作原理

由于出口转向夹送辊面有残留的防锈油，薄规格带头容易粘附在辊面而不分离，我们设计一套压缩空气喷吹装置（如图5所示），安装在改进的前导板和出口转向夹送辊之间，喷梁两端接入压缩空气。穿带时，通过喷梁形成与最大宽度带钢等宽的气幕，喷向带钢，将带钢托起，带头在与出口转向夹送辊接触瞬间开始分离，这样带头就不会粘附在夹送辊面上。

图5 压缩空气喷吹装置示意图

整套压缩空气喷吹装置由减压阀、压缩空气管路、电磁换向阀、喷梁（含均压腔、喷射腔、喷嘴）四部分组成。均压腔和喷射腔之间由双列20个圆孔连接，喷射腔安装单列10个喷嘴。压缩空气通过喷嘴形成均匀气幕，将带钢轻轻托起，使带钢不易粘附在转向辊表面，带头浮起，顺利经过转向辊，进入下导板。如图6所示。

图6 喷吹装置工作示意图

风速的计算公式可根据伯努利方程得到。

式中，wp―风压，kN/m²；

ρ―空气密度，kg/m³；

v―风速，m/s.

通过（1）式可得：

从（2）式中可以得出风速与风压的关系，同一海拔高度的空气密度是一样的，那么风压大小决定了风速大小，我们可以通过调整气源压力来调整风速，使带头浮起离开转向辊表面即可。

2.2.2 针对薄规格带钢实现喷吹自动控制

在1#热镀锌机组出口段PLC（可编程序控制器）进行编程。根据观察，厚度0.7mm以下带钢均容易出现上述问题。

根据机组二级下达带钢厚度数据作为基准，如果带钢厚度为0.7mm以上，则不启动自动喷吹功能；若带钢厚度为0.7mm及以下规格，才启动自动喷吹功能。

PLC根据机组编码器，可以精确计算出口穿带距离。当带头到达前导板和出口转向夹送辊之间时，PLC发出指令，开启电磁换向阀，开始自动喷吹。并根据穿带速度，计算出带头刚好通过出口转向夹送辊，穿到上导板，PLC发出指令，关闭电磁换向阀，停止自动喷吹，带头稳定插入卷取机卷筒钳口后进行卷取。

3 结语

通过对1#热镀锌机组出口前导辊、下导板进行改进，并增加喷吹自动控制装置。后期经过不断完善和优化，实际应用效果非常好，解决了生产薄规格带钢出口穿带过程中卡钢及“粘”辊问题，有效解决生产中的疑难问题，减少设备的故障次数，同时，提高了超设计规格产品的生产能力，为企业经济效益的提升，提供了有力的保障。