汽車覆蓋件斷帶原因分析

汽車覆蓋件斷帶原因分析

1式冷軋機(jī)組濟(jì)鋼冷輥廠使用的雙臂滑動緊湊冷輥是由sms-demag設(shè)計的四個雙臂滑動冷輥組組成的。采用先進(jìn)的控制設(shè)備和自動控制技術(shù)。冷軋機(jī)組在軋制過程中發(fā)生的斷帶故障是冷軋工序的主要生產(chǎn)故障之一。濟(jì)鋼冷軋廠從2005年試生產(chǎn)到正式投產(chǎn),雙機(jī)架軋機(jī)的斷帶率一直居高不下,最高月斷帶次數(shù)達(dá)40次。為降低軋機(jī)斷帶率,對實際生產(chǎn)過程中造成軋機(jī)斷帶的主要影響因素進(jìn)行探討和分析。2起車過程原因分布濟(jì)鋼冷軋廠2006年8月～2007年4月生產(chǎn)過程中多種原因引起的斷帶情況統(tǒng)計如下:起車20次,電氣原因25次,工藝原因28次,原料原因12次,操作原因2次,其他5次,合計92次。因此,電氣控制和工藝原因引起的斷帶是導(dǎo)致軋機(jī)斷帶率居高不下的主要因素,其次為起車、來料缺陷和操作等原因造成的斷帶。2.1缺陷構(gòu)造在眾多原料缺陷中,能夠?qū)е聰鄮У闹饕毕莅?邊裂、孔洞和厚度波動。其他的像鐮刀彎、板形不良、夾雜以及折疊等缺陷,達(dá)到一定程度后都可能引起斷帶。2.2帶鋼邊部剪切質(zhì)量異常熱軋卷在熱連軋過程中,會產(chǎn)生軋裂等缺陷,帶有這些缺陷的帶鋼是不能直接進(jìn)行軋制的,易造成軋輥損傷、斷帶纏輥等嚴(yán)重事故。因此,必須把帶卷中不合格的、影響軋機(jī)軋制的部分在酸洗圓盤剪切除。但是濟(jì)鋼冷軋板廠酸洗生產(chǎn)線圓盤剪自調(diào)試以來,生產(chǎn)出的帶鋼邊部剪切質(zhì)量異常,經(jīng)常出現(xiàn)大量切邊質(zhì)量不合格產(chǎn)品。主要原因包括:系統(tǒng)自動給定的剪刃間隙值和重疊量設(shè)定值設(shè)置不合理,圓盤剪剪刃的側(cè)間隙設(shè)定過大,剪切時經(jīng)常產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象,這樣切邊后的帶鋼在高速軋制時會頻繁斷帶;另外,在西馬克給定的剪刃間隙設(shè)定中,對任何規(guī)格的帶鋼,系統(tǒng)重疊量設(shè)定值始終都是0,這樣導(dǎo)致的結(jié)果就是剪切的斷口全部是切斷面,沒有撕斷面,切邊后留有大量邊絲。2.3u3000軋定過程中帶鋼厚度的設(shè)定軋機(jī)二級模型是在已知原料厚度、成品厚度和原料成分的前提下對各機(jī)架的參數(shù)(壓下率、軋制力等)進(jìn)行設(shè)定,最終確定出各機(jī)架軋制的帶鋼厚度。經(jīng)過2個月的現(xiàn)場跟蹤調(diào)研,發(fā)現(xiàn)軋機(jī)二級模型設(shè)定中軋制力和張力的設(shè)定值都不合理:軋制力設(shè)定過大造成軋制斷帶;初始設(shè)計中對任何規(guī)格的帶鋼張力都設(shè)為60kN,這樣經(jīng)常在軋制薄規(guī)格料時引起斷帶事故。2.4內(nèi)部控制方式不合理冷軋厚度自動控制(GCS)是通過調(diào)整輥縫、輥速和張力等,把軋制過程中由于各種干擾造成的厚度偏差消除,從而使實際帶鋼軋制厚度達(dá)到目標(biāo)厚度。厚度控制一般有3種方式:前饋控制(FFC)、后饋控制(FBC)以及秒流量控制(VFC)。其中秒流量控制是目前現(xiàn)代化冷連軋所配備的先進(jìn)的控制方式,要求有精密的速度測量設(shè)備。濟(jì)鋼冷軋的初始設(shè)計中,激光測速受乳化液等因素影響,不能正常投用,無法準(zhǔn)確測速,造成秒流量控制不能投入使用,厚度控制改為入口機(jī)架采用FFC,出口機(jī)架采用FBC與FFC。由于FFC屬于開環(huán)控制系統(tǒng),不能保證出口厚度偏差為零,造成第1機(jī)架出口帶鋼厚度產(chǎn)生波動。一旦第1機(jī)架出口帶鋼厚度達(dá)不到設(shè)定的要求,第2機(jī)架出口帶鋼將會產(chǎn)生更大的波動,導(dǎo)致機(jī)架間與出口機(jī)架的出口張力波動,張力的過大波動引發(fā)了頻繁斷帶事故。2.5車斷帶的形成原因冷軋斷帶多發(fā)生于成品道次起車時低速軋制時段,現(xiàn)場斷帶處斷口前后帶鋼厚度變化明顯。經(jīng)過斷口工藝分析與電氣控制方式研究發(fā)現(xiàn),起車斷帶的原因是起車控制方式不合理。原始設(shè)計的起車控制方式為最小軋制力—靜張力—設(shè)定軋制力—設(shè)定張力,這種控制方式在機(jī)架達(dá)到設(shè)定軋制力時,機(jī)架部位的帶鋼已受壓變薄,在隨后建立張力時,帶鋼因張力作用向兩側(cè)拉伸,在設(shè)定軋制力時機(jī)架部位的帶鋼就會移動而離開機(jī)架,在機(jī)架中的另一段帶鋼又會因機(jī)架軋制力作用變薄。由于帶鋼厚度波動較大,起車軋制時就會因厚度超差、軋制力突然增大造成斷帶。3減少斷帶率的控制措施3.1存在嚴(yán)重缺陷由于雙機(jī)架軋機(jī)的開卷機(jī)、1#、2#卷取機(jī)與1#、2#機(jī)架的距離較近,為緊湊式設(shè)計,為避免因來料存在缺陷造成的斷帶,主要在酸洗入口對帶鋼進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)有浪形、邊裂、孔洞等情況及時做出判斷。1)對可能誘發(fā)斷帶的孔洞、浪形缺陷應(yīng)充分切除;邊裂及時作沖邊處理;將頭尾板形不良部分盡量切除,同時將明顯存在缺陷的部分切除;2)對批量影響機(jī)組運行的鋼卷,以困難卷的形式集中統(tǒng)一進(jìn)行生產(chǎn),并通過生產(chǎn)跟蹤卡將檢查結(jié)果傳給相關(guān)人員,為軋制參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù);3)對于存在嚴(yán)重缺陷的熱軋來料直接進(jìn)入退料庫;4)建議對冷軋原料的厚度實施在線跟蹤,排除厚度超差較大的坯料。3.2實際切邊效果的調(diào)整酸洗出口帶鋼邊裂缺陷的產(chǎn)生,主要與酸洗尾部圓盤剪的調(diào)整、剪刃的研磨和安裝精度有關(guān)。在實際生產(chǎn)中,根據(jù)其他廠的實際生產(chǎn)經(jīng)驗,同時參照廠家提供的剪刃間隙及重疊量曲線(見圖1),發(fā)現(xiàn)剪切質(zhì)量最好的情況通常斷口都是剪切面占厚度的1/3左右,撕斷面占2/3。根據(jù)實際切邊效果,調(diào)整各種厚度規(guī)格的剪刃間隙,通過大量的現(xiàn)場嘗試調(diào)整的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)通常間隙設(shè)置為板帶厚度的13%～16%時,剪切的效果比較好。為此,將圓盤剪間隙先按照板帶厚度的15%進(jìn)行設(shè)定,觀察實際切邊質(zhì)量,基本達(dá)到了剪切斷口剪切面占帶鋼厚度的1/3左右,而撕斷面約占帶鋼厚度的2/3。為得到更理想的切邊效果,還根據(jù)現(xiàn)場實際的剪切情況進(jìn)行微調(diào),經(jīng)過經(jīng)驗估計值和積累的大量實踐數(shù)據(jù),找出了切邊效果比較好的對應(yīng)工藝參數(shù)(見表1)。此后的生產(chǎn)實踐證明,按表1所示的剪刃間隙調(diào)節(jié)值來進(jìn)行切邊,可得到較好的切邊質(zhì)量。3.3可實施張力策略通過對雙機(jī)架冷軋機(jī)軋制數(shù)據(jù)跟蹤,將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合整理,以曲線和列表的方式統(tǒng)計,分析二級軋制參數(shù)對軋制過程穩(wěn)定性的影響,減少斷帶事故。優(yōu)化二級軋制參數(shù)如下:1)合理設(shè)定軋制力。對于頭部軋制力采用2個系數(shù)(Factor),一個用在第1道次C1的頭部軋制力,另外一個用在其他的地方。對于第1道次,系統(tǒng)根據(jù)軋制力模型會自動計算一個軋制力、第二軋制力(Frb)和頭部軋制力(Frh),如果Frb>Frh,計算Frh’=Frb+Factor×Frb;如果Frh>Frh’則取Frh’,如果Frh<Frh’則取Frh。修改后,軋制壓下量分配策略4道次為:26.25%、22.96%、20.56%、19.98%、21.67%、24.58%、26.29%、25.72%、23.37%、20.11%;8道次為:26%、23.78%、23.33%、23.52%、23%、21.79%、19.52%、17.61%、15.5%、11.99%。2)張力優(yōu)化。西馬克原設(shè)計張力均為60kN,在軋制薄規(guī)格料時經(jīng)常造成斷帶。經(jīng)過反復(fù)論證和試驗,確定了根據(jù)材質(zhì)、規(guī)格等具體情況來設(shè)置出口張力值的張力策略。表2為SPCC鋼在不同軋制厚度時的張力優(yōu)化值。3.4控制方式改進(jìn)秒流量控制的優(yōu)點在于可以將厚度控制轉(zhuǎn)化為速度控制,只要測速儀器足夠精確,就能達(dá)到很好的厚度控制效果。西馬克最初安裝的激光測速儀由于設(shè)備和工藝設(shè)計缺陷往往使測速不準(zhǔn)確,甚至不能投用,限制了秒流量控制的使用。為此,從3個方面入手對測速儀進(jìn)行了改進(jìn):重新校準(zhǔn)激光測速儀;在測速儀鏡頭處安裝吹掃設(shè)備消除乳化液對測量設(shè)備的影響;定期進(jìn)行標(biāo)定,確保測量精度。在測速儀達(dá)到控制要求的基礎(chǔ)上,修改厚度控制方式:入口機(jī)架采用秒流量控制方式,出口機(jī)架采用前饋和后饋相結(jié)合的控制方式。因為對于入口機(jī)架,來料厚度的偏差比較大,所以采用秒流量方式來快速地消除厚度干擾。經(jīng)過入口機(jī)架的軋制后,出口機(jī)架的來料厚度偏差相對較小,對出口機(jī)架厚度控制方式的快速性要求較低,而對其控制精度要求較高,所以采用前饋和后饋相結(jié)合的控制方式。圖2、圖3是控制方式改進(jìn)前后的目標(biāo)厚度曲線。秒流量厚度控制方式屬于動態(tài)快速調(diào)節(jié)方式,可以快速地消除厚度偏差,目標(biāo)厚度的偏差范圍從17μm減小到了8μm。3.5設(shè)置模擬易拉力器針對原起車控制方式的弊端,修改起車方式為:最小軋制力—靜張力—設(shè)定張力—設(shè)定軋制力。與原起車控制方式的主要不同在于改變了起車控制順序,在先設(shè)定張力后再設(shè)定軋制力。這樣就解決了原來先建立軋制力后建張力導(dǎo)致的在建立張力時帶鋼輕微移動而造成的