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镀锌机组三辊六臂系统稳定性对产品质量的影响及优化研究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 22 日 作者简介:钱永旺(1987),男,汉族,河北唐山人,本科,助理级工程师,设备科长,研究方向为机电。-187-镀锌机组三辊六臂系统稳定性对产品质量的影响及优化研究 钱永旺 李 江 李敬辉 刘晓峰 唐山燕阳冷轧有限公司,河北 唐山 063000 摘要:摘要:近年热镀锌带钢产品的使用量明显增加,产品发展日趋向高端方向发展,比如汽车板、家电板、锌铝镁等产品需求量日益突显,且使用者对带钢表面的镀锌质量要求越来越高。三辊六臂系统作为热镀锌机组锌锅区设备的核心,其运行的稳定性直接影响产线的产量和质量。文章以唐山地区某冷轧厂为例,以生产
2、运行过程中陆续出现的沉没辊辊印、带钢表面横纹、三辊六臂轴套、衬套使用寿命低等问题为案例,对影响三辊六臂运行稳定性的结构因素、动平衡、装配精度、沉没辊沟参数等方面进行分析介绍并潜移默化的分享其解决技术难题的方式方法。关键词:关键词:三辊六臂;沉没辊;轴套衬套 中图分类号:中图分类号:TE6 三辊六臂系统由沉没辊、稳定辊、轴套衬套、支臂、连杆、刮刀等部件组成。沉没辊位于辊系的下部,用于改变带钢在锌锅中的运行方向。稳定辊则位于沉没辊的上方,起着限制带钢左右摆动的作用1。2022 年投产前期,生产现场先后出现了沉没辊辊印、带钢表面横纹、沉没辊使用寿命短等问题,其直接制约着热镀锌产品的表面质量和机组的综
3、合效益。经过一年多的摸索与优化,上述缺陷基本解决,产品表面质量获得极大提高,同时三辊六臂装置的使用寿命由 1015天提高到了 2530 天。1 沉没辊辊印的研究分析 沉没辊印是由沉没辊上条状沉积物划伤冷轧带钢表面引起的2,通常出现在沉没辊使用周期的后期。观察发现印到带钢上的沉没辊印间距及深浅和沉没辊沟槽的宽度、间距有着直接关系,针对如何降低、杜绝沉没辊辊印的出现,我们组织对沉没辊沟槽参数进行了走访学习并试验。原设计选用的不锈钢 316L 材质和左右螺旋沟槽的沉没辊在行业内已属于较优组合,其左右螺旋槽以沉没辊的中线为界,当辊子在锌液内转动时,排锌槽的螺旋角作用能向两侧排除锌渣,降低了挤在沟槽和带
4、钢之间的锌渣,使留存在带钢上的锌渣量降低。但是沉没辊的在线寿命还是比较短,往往是生产 10 天之后辊面结渣现象开始显现,其直接影响带钢表面质量,迫使机组频繁更换沉没辊。这样一方面降低了作业率和成材率,另一方面造成了大量的启停机三级品或废品。通过统计发现每次启停机造成的三级品或废钢约在 5-10 吨左右,不考虑停机损失的话每次更换沉没辊造成直接经济损失亦在几万元。如何提高沉没辊沟槽的排渣能力俨然成为一个急需攻关的技术问题。通过多方研究讨论并结合生产初期产线相对不稳定的现状,最终将解决问题的思路确定在无需增加投资的改变沉没辊沟槽参数的思路上。图 1 为沉没辊沟槽尺寸示意图,针对这些参数我们进行了大
5、胆尝试,具体参数实验步骤见表 1。图 1 沉没辊沟槽尺寸示意 图 2 鼓型轴套封闭式 中国科技期刊数据库 工业 A-188-表 1 镀锌线沉没辊参数改造表 优化顺序 H(mm)P(mm)R1(mm)R2(mm)上机效果 第一阶段 2.0 30 4 2 排锌效果有所改善,使用周期约 12 天 第二阶段 1.8 30 5 2.5 效果提高,使用周期约 15天 第三阶段 1.6 25 5 2.5 纯锌产品正常使用 18 天后,虽未出现沉没辊辊印但出现了带钢横纹缺陷。通过对沉没辊沟槽关键尺寸的逐步分析优化,使我们镀锌锌生产纯锌产品时产品质量制约因素发生了改变,由沉没辊辊印转变为带钢横纹。2 带钢表面横
6、纹的研究分析 带钢表面横纹,通常是因为锌锅内稳定辊旋转发生不稳定晃动,造成带钢相对气刀的喷吹距离产生波动从而使镀层厚度变化的宏观体现或因原料问题在镀锌后缺陷放大,体现出来的横向印记。考虑到我们镀锌原料为冷硬自产原料且在其他客户处并未出现类似质量问题,我们初步将问题锁定在三辊六臂装置上。为解决这一问题,我们先后组织人员开展了多项工作。主要有对三辊六臂中心线、标高以及相对塔顶转向辊的位置关系进行检测调整;对三辊六臂上机前装配精度及零部件加工精度进行检查等,均未解决问题。为了彻底解决问题我们对三辊六臂各零部件使用情况进行了记录分析,最终将影响因素怀疑到稳定辊上。原因有二:其一,通常新采购的稳定辊,第
7、一次上机时带钢出现横纹的时间会明显延后。其二,随着横纹的出现会偶发稳定辊打滑的现象并在下线稳定辊上发现了对应横纹痕迹。知果寻因问题豁然开朗,因稳定辊打滑,导致异常摩擦出现,摩擦力矩及摩擦偏角使稳定辊位置发生变化,造成锌层厚度波动,最终体现为带钢表面横纹问题。通过对新稳定辊及修复稳定辊进行对比,发现新稳定辊专业厂家出厂时对动平衡有很严苛的要求。而修复时实际修复工作为退锌并对辊面进行修磨,一般不会造成原始动平衡参数变化,固通常只按图纸要求进行轴头同心度手动盘车打表检查。经过对稳定辊动平衡检测,发现修复后稳定辊动平衡较差。讨论分析稳定辊动平衡变差的原因,最终确认为稳定辊在工作时沉没在溶化的锌液内(锌
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