冷轧镀锌气刀常见故障及措施_李连胜.pdf

冷轧镀锌气刀常见故障及措施李连胜，刘振杰（邯郸钢铁集团邯宝公司冷轧厂，河北邯郸056015）摘要：主要介绍邯宝冷轧气刀装置的构成及工作原理，结合现场生产中气刀刀唇关闭、清理器、风机系统等在生产过程中出现的问题，提出相应的措施及改进方案，以解决现场的气刀故障，提升气刀稳定性和产品品质量，为高表面汽车面板生产提供有效保证。关键词：镀锌；气刀；原理；故障；措施中图分类号：TG335.12文献标识码：A文章编号：1672-1152（2023）05-0243-030引言邯郸钢铁集团邯宝公司（全文简称邯宝）某冷轧厂镀锌产线作为高端汽车板生产基地，供货国内知名品牌，实现汽车板生产整车供货。镀锌气刀是由德国FOEN 提供，主要包含供气系统、气刀本体组成。在实际生产中由于气刀工作在锌锅上方，锌液温度在 460左右，气刀出现故障就需要停车处理；同时气刀控制参数诸如气刀刀腔压力、距离、角度、高度等参数直接影响板带表面质量，气刀在使用中存在一些缺陷，诸如刀唇关闭卡阻、清理器刀片卡阻直接堵塞刀腔在带钢表面产生条痕，严重影响产线稳定运行及产品品质提升。1气刀装置组成及工作原理所谓的“气刀”是指气体从刀唇的缝中喷出连续的扁平气流，这种气流可以发挥象刀刃一样的作用，用来刮平或刮除液态类的物质。带钢从锌锅中出来时，由于泵升作用带出的锌液尚未凝固，这时，气刀吹出的气幕以一定的速度劈开粘在带钢表面的锌液，根据不同表面质量要求，设定不同的工艺参数从而实现高表面和锌层厚度。气刀本体主要包括上下刀唇，通过间隙调整实现气流均匀扁平；刀唇清理机构，通过气缸驱动钢丝绳牵引刀唇清理器实现唇逢杂质清理，避免带钢表面产生条痕；气刀挡板装置，通过气缸驱动挡板装置避免边部气流紊乱产生飞渣现象，分为接触式和非接触式；角度调整装置，通过角度调整装置，减少气流紊乱，提升表面质量；刀唇关闭系统，通过电机驱动行星齿轮实现封闭针沿着唇逢方向移动，从而实现唇逢关闭，减少介质消耗，降低风机负荷。气刀供气系统，主要包括 2 台多级风机，通过变频电机实现转速调整，实现气刀压力控制。2气刀装置常见的故障及措施2.1刀唇关闭系统动作异常及措施气刀由于安装在锌锅正上方，距离锌锅液面比较近，锌锅温度在 460 左右，且在气流和带钢泵升的作用下，锌液比较容易飞溅，所以在锌锅区域在线维护气刀风险系数极高，这就对气刀稳定运行提出了更高要求。气刀刀唇关闭系统是通过一个伺服电机驱动，电机的功率为 62 W，提供扭矩 400 N cm，通过涡轮蜗杆机构驱动行星减速机构，拖动挠性轴连同封闭针沿着刀唇方向关闭不需要的唇逢。由于封闭针带有涂层，涂层在高温下出现轻微变形，加上刀腔内气体压力的作用，封闭针经常出现卡阻，导致唇逢无法打开，宽幅带钢无法镀锌，引起产线停车且产生大量带出品。针对气刀唇逢关闭系统引起产线停车问题，主要采取两方面措施：首先对封闭针制定严格更换周期，同时制作模具检查封闭针涂层磨损和圆度，避免变形引起的卡阻；其次对封闭针前端进行加工，形成一定的倒角，避免与刀唇清理刀片进行干涉引起卡阻；再次，对刀唇关闭系统涡轮蜗杆机构进行改进，在刀唇关闭出现异常卡阻时，通过专用扳手将扭矩直接作用在蜗杆上，实现快速移动，避免产线停车，同时优化控制程序，预留足够在线处理时间。通过上述措施，刀唇关闭系统实现了稳定运行，同时实现了快速在线处理，避免产线停车。2.2气刀刀唇清理系统异常及措施气刀刀唇清理系统由驱动气缸、刀唇清理器、钢丝绳组成，钢丝绳通过压紧装置固定在驱动气缸链接块上，刀唇清理器通过下页图 1 中 1 处凹槽与钢丝绳固定块链接，驱动气缸拖动钢丝绳链接刀唇清理器实现往复运动，通过刀唇清理器上的刀片清理刀唇上飞粘的锌渣，从而实现刀唇清理，保证气刀表面无条痕出现。气刀刀唇清理器是气刀刀腔内部的一个小刮刀，由汽缸驱动，在板带焊缝过气刀后沿整个气刀刀唇方向高速移动，来回动作两次后回到初始位，能快速便捷的清除掉气刀上粘附的锌渣，此刀唇清理器在上气刀和下气刀各安装一个。刀唇清理器使用好坏直接收稿日期：2022-03-13第一作者简介：李连胜（1978），男，青海西宁人，本科，毕业与内蒙古科技大学，高级工程师，研究方向为冷轧工艺及设备。总第 208 期2023 年第 5 期山西冶金Shanxi MetallurgyTotal 208No.5，2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.05.093经验交流山西冶金E-mail:第 46 卷刀唇清理器刀片4714212-0.208.0决定带钢表面质量好坏。在使用过程中出现问题主要是，0.5 mm 厚的刀片不容易卡阻但是清洗效果差，同时比较软，在清理较大锌渣时容易变形直接卡死，引起产线停车，刀唇清理器结构如下图 1 所示。刀唇清理系统驱动异常，会导致刀唇清理行程不足，或者堵塞刀腔直接导致气刀风机和供气系统跳停，使产线停车。针对刀唇清理卡阻，刀片变形损坏的异常现象采取如下措施：1）将 0.5 mm 的刀片更换为 0.7 mm，材质严格按照 316L，提升刀片强度；2）对刀片结构进行改进，在 0.7 mm 的刀片与唇逢接触部分进行切割，控制厚度在 0.5 mm，实现在小唇逢下快速无卡阻通过；3）对气缸本体轨道进行清理和周期润滑，保证行走良好；4）对气动系统进行周期维护，避免消音器和气动阀门异常引起卡阻；5）增加刀片与唇逢边部接触高度，调整角度增加清理效果。针对刀唇清理系统驱动异常，主要采取措施如下：1）保证钢丝绳链接可靠，避免钢丝绳与气缸链接装置脱落导致驱动系统无法拖动清洗器，每次检修检查链接装置可靠性，将钢丝绳张紧力控制在设计范围之内，避免钢丝绳松引起的刀腔堵塞引起的清理效果差。2）保证驱动气缸气密性及气动系统稳定性，首先周期对气缸线性轴承滑道进行清理，避免毛刺引起的卡阻；线下对气缸动作进行测试，检查气缸密封性异常进行气缸更换；对气动控制阀门、管线进行周期维护。2.3气刀多级压缩机异常及措施气刀风机系统作为气刀刀腔压力提供者，是气刀核心部件。气刀风机在使用一段时间后经常出现震动异常和轴承温升异常问题。尤其是在高转速 2 900r/min以上，压力在 5104Pa 以上时，风机振动值 7 mm/s，按照厂家手册该种情况必须进行改进。正常运行振动值要控制在 4.5 mm/s 以下，温度在 60 左右。针对风机异常震动和升温的情况，现场主要采取如下措施：1）严格执行周期找正制度，每三个月进行联轴器测量调整对中，将轴向、径向和开口控制在 0.05 mm以内。2）对气刀刀唇间隙进行优化，尤其针对薄锌层，将唇逢进行优化，由原来的 1.05 mm+0.05 mm 更改为0.8 mm+0.03 mm，刀腔压力可以降低 30%，转速降低500 r/min，风机振动值稳定在 2.33.2 mm/s 和轴承温度控制在 60 以下。3）严格控制氮气和压缩空气洁净度，避免杂质粘附在叶片上引起叶片动平衡异常而引起震动。4）降低压缩机运行环境温度，增加轴流风机，降低轴承温度。5）严格按照手册，对风机轴承进行周期更换，严格按照运行时间进行更换。2.4气刀闭环系统异常及优化措施由于镀锌气刀控制复杂性，操作人员需要多个调整周期才能将镀锌板的锌层重量和表面质量调整到交货条件。因次在调整过程中不可避免地会引起锌层厚度上的偏差导致表面缺陷，引起品质降低和生产成本的增加。原设计采用 PID 控制方法，通过将时域信号转换为复数域信号，通过误差调整气刀状态，这种方法存在的主要问题是锌层测厚数据滞后于控制信号，需要对滞后信号进行补偿，通过 Smith 预估器进行补偿的关键是模型的构建，如果建立的模型不准确，将导致补偿不准确，延长锌层测厚的调整周期。导致增加锌耗，甚至发生锌层质量不符的问题。现场通过总结分析影响板面质量的因素主要有：气刀高度、压力、气刀距带钢距离、入锌锅温度、带钢厚度规格、产线速度、锌层厚度。通过对这些关键数据进行了收集，建立相关的理论计算模型和神经网络预测模型。通过对建立的模型进行总结找到一种准确控制连续热镀锌锌层重量的方法，这种方法充分考虑了热镀锌过程中闭环反馈大滞后的特点和气刀操作参数影响镀层板表面质量的特点，可以避免连续热镀锌过程中气刀控制大滞后导致的锌层不合问题，克服传统控制方法精度低的缺点，解决智能自适应模型不能结合气刀操作经验优化镀锌板表面质量的问题。气刀闭环的投用，实现了镀锌板锌层质量和表面的双控制，使用方便，人性化，计算快捷。锌耗月节约量为 1%。在线控制连续热镀锌线的锌层质量，可以实现锌耗降低、调整周期保证在 2 个以内、锌层质量准确控制以及表面质量优良的目的。3结语镀锌气刀系统，结构复杂和精度要求比较高，尤其是对角度、唇逢、距离、高度等参数要求极高。同时气刀系统由于环境原因，对稳定要求更是苛刻。本文图 1刀唇清理器结构（mm）2442023 年第 5 期Application of Trough Wave Seismic Technology in Detection of Tectonics in Mining FaceGao Hao（Liuwan Coal Mine,Shanxi Fenxi Mining Industry(Group)Co.,Ltd.,Xiaoyi Shanxi 032303）Abstract:In order to master the distribution of tectonics in 3506 fully mechanized mining face,the trough wave seismic detection technologyis applied to the detection of mining face structure,and the trough wave reflection method and trough wave transmission method arecomprehensively used for detection,and the layout of measuring points is determined according to the site conditions.Arrange detectionpoints at an interval of 10 meters and excitation points at an interval of 20 meters in the mining roadway and cutting hole of the mining face.Interpreting and analyzing the data obtained from the exploration,it was found that there are four faults within the mining area with a dropexceeding the thickness of the coal seam,and the distribution position and extension direction of the faults were determined.Subsequently,during the recovery of the 3506 fully mechanized mining face,slot wave seismic faults were exposed with a positional deviation of 1020meters,indicating that the detection results are reliable and can guide the production of the mining face.Key words:slot wave earthquake;seismotectonics;geophysical technology;fault;coal miningResearch on