摘要：通過(guò)對(duì)安鋼3500mm爐卷軋機(jī)階梯墊調(diào)整裝置的優(yōu)化改造，保證了3500mm爐卷軋機(jī)的正常運(yùn)行，加快了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)步伐，提高了軋機(jī)的作業(yè)率和高附加值產(chǎn)品的成材率、減少了故障的發(fā)生，降低備件消耗和備件費(fèi)用。樹(shù)立了安鋼爐卷產(chǎn)品的形象，為安鋼爐卷推行四大品牌（低合金高強(qiáng)度鋼、高層建筑鋼、管線鋼、橋梁鋼）戰(zhàn)略，為安鋼盈利水平的穩(wěn)步提升，打造一流精品板材基地，提供了強(qiáng)有力的保證。

關(guān)鍵詞：

爐卷軋機(jī)；新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)；階梯墊改造；作業(yè)率；成材率

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2012）02-0294-03

1概述

安鋼3500mm爐卷軋機(jī)生產(chǎn)線是由DANIELI公司設(shè)計(jì)，中國(guó)第一重型機(jī)械集團(tuán)公司承制。生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)110萬(wàn)噸鋼板，生產(chǎn)的鋼種為碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、造船板、鍋爐板、壓力容器鋼、汽車大梁板、橋梁鋼、管線鋼等。生產(chǎn)線主要設(shè)備有 ：冷坯上料臺(tái)架、裝鋼機(jī)、加熱爐、出鋼機(jī)、除鱗機(jī)、軋機(jī)前卷取爐、立輥軋機(jī)、四輥水平軋機(jī)、軋機(jī)機(jī)后卷取爐、切頭飛剪、層流冷卻裝置、熱矯直機(jī)、滾盤(pán)式冷床、圓盤(pán)剪、滾切式橫剪、定尺飛剪、垛板裝置、翻板機(jī)、冷矯直機(jī)等設(shè)備造組成。

水平軋機(jī)則是爐卷機(jī)組生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)生產(chǎn)的正常運(yùn)行和產(chǎn)品的質(zhì)量起著決定性的作用。它主要設(shè)備有牌坊、機(jī)械壓下、主傳動(dòng)、工作輥、支撐輥夾緊、工作輥彎輥、HAGC系統(tǒng)、階梯墊調(diào)整、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、換輥裝置等組成。水平軋機(jī)的階梯墊調(diào)整裝置則是其最重要的組成部分，它能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)直接關(guān)系到軋機(jī)的作業(yè)率和高附加值產(chǎn)品的成材率、軋輥配置、鋼板的質(zhì)量、成本消耗。提高階梯墊調(diào)整裝置動(dòng)作的平穩(wěn)性和延長(zhǎng)階梯墊調(diào)整裝置的使用時(shí)間成為生產(chǎn)中的關(guān)鍵問(wèn)題，經(jīng)過(guò)近年來(lái)的生產(chǎn)運(yùn)行情況，原設(shè)計(jì)的水平軋機(jī)的階梯墊調(diào)整裝置，不能滿足生產(chǎn)的需要，必須對(duì)其制約生產(chǎn)和維護(hù)的一些部件進(jìn)行優(yōu)化改造。

2爐卷軋機(jī)調(diào)整裝置優(yōu)化改造的必要性

為了保證爐卷軋機(jī)設(shè)備高效、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，就必須不斷對(duì)影響軋機(jī)正常生產(chǎn)的關(guān)鍵部件進(jìn)行優(yōu)化配置及技術(shù)改造，提高軋機(jī)的作業(yè)率和收得率，使效益最大化。水平軋機(jī)階梯墊調(diào)整裝置主要由調(diào)整液壓缸、階梯墊底板、階梯墊、C型框架、兩端防護(hù)罩、導(dǎo)向塊等這幾部分組成。經(jīng)過(guò)四年多的運(yùn)行，水平軋機(jī)階梯墊調(diào)整裝置在各方面都暴露出一些問(wèn)題，致使設(shè)備不能滿足現(xiàn)場(chǎng)的要求和效益的最大化。

3水平軋機(jī)階梯墊調(diào)整裝置主要存在的問(wèn)題

（1）固定在階梯墊底板上的導(dǎo)向塊，在調(diào)整階梯墊厚度的過(guò)程中，起到導(dǎo)向C型框架和階梯墊框架的作用，防止框架的跑偏。原導(dǎo)向塊固定螺栓使用的是M20×90的內(nèi)六方螺栓固定，同時(shí)導(dǎo)向塊與C型框架配合間隙較小，導(dǎo)致在調(diào)整階梯墊過(guò)程中，導(dǎo)向塊因與C型框架和階梯墊框架產(chǎn)生干涉、摩擦，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后，導(dǎo)向塊固定螺栓被剪斷，導(dǎo)向塊脫落，卡阻在C型框架與底板之間，導(dǎo)致C型框架無(wú)法下落，影響軋機(jī)配輥及生產(chǎn)的正常進(jìn)行；同時(shí)處理問(wèn)題所需的時(shí)間一般需要16h左右。其具體結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1階梯墊調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)

（2）階梯墊底板在軋制時(shí)受到交變應(yīng)力作用，同時(shí)由于HAGC的調(diào)節(jié)，底板南北上升高度不一致，且所處環(huán)境較為惡劣，會(huì)造成底板變形，軋制過(guò)程中引起底板跳動(dòng)，會(huì)造成安裝在底板上的調(diào)整液壓缸內(nèi)置傳感器損壞，階梯墊無(wú)法調(diào)整定位。新傳感器一般上線2天即損壞，更換傳感器十分不易，同時(shí)傳感器的備件費(fèi)用高昂。水平軋機(jī)階梯墊的橫移位置是依靠液壓缸內(nèi)部的位移傳感器來(lái)確定的，但當(dāng)位移傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，由于無(wú)法準(zhǔn)確確定出階梯墊實(shí)際所處的位置，曾出現(xiàn)“亂墊”故障。由此造成整個(gè)階梯墊調(diào)整裝置的損壞，處理故障需32小時(shí)。

（3）在安裝階梯墊裝置時(shí)，需使用M56×180外六角螺栓穿過(guò)120mm和195mm階梯墊后把底板固定在HAGC上定位（如圖2），在拆卸階梯墊裝置時(shí)，需使用M56×520外六角螺栓穿過(guò)145mm和220mm階梯墊把底板拉起固定在C型框架上，方便整體拉出（如圖3）。但在更換階梯墊裝置的實(shí)際操作中，由于階梯墊和底板螺栓孔有一定的錯(cuò)位，底板定位螺栓、階梯墊整體聯(lián)結(jié)螺栓難于安裝，造成檢修更換時(shí)間延長(zhǎng)。

（4）階梯墊密封不良，一是在C型框架上部設(shè)計(jì)有8個(gè)孔，在更換階梯墊時(shí)用于穿底板與HAGC缸固定螺栓和C型框架和底板的聯(lián)接螺栓，在不使用時(shí)蓋上護(hù)罩，但在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，氧化鐵粉和水會(huì)沿著護(hù)罩和孔之見(jiàn)的間隙進(jìn)入到階梯墊內(nèi)部，水的進(jìn)入造成階梯墊銹蝕，氧化鐵皮的進(jìn)入到階梯墊上會(huì)造成階梯墊和底板的磨損、增加階梯墊移動(dòng)的阻力、同時(shí)影響軋制輥縫精度。二是在C型框架兩頭安裝有防護(hù)罩，是靠螺栓和C型框架連接在一起的，由于加工誤差以及在使用過(guò)程中的變形等作用，在防護(hù)罩和C型框架連接處會(huì)有一定的縫隙，由于縫隙的存在，同樣氧化鐵粉和水進(jìn)入到階梯墊內(nèi)部，造成腐蝕和卡阻。

4爐卷軋機(jī)階梯墊調(diào)整裝置的優(yōu)化改造

（1）針對(duì)階梯墊調(diào)整導(dǎo)向塊固定螺栓容易被剪斷，同時(shí)造成階梯墊調(diào)整裝置卡阻的問(wèn)題，我們對(duì)導(dǎo)向塊的固定方式及導(dǎo)向塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造。一是把導(dǎo)向塊在底板上固定螺孔擴(kuò)大，由原來(lái)的M20改為M30，同時(shí)導(dǎo)向塊上的穿孔也由原來(lái)的22mm改為32mm；二是把導(dǎo)向塊與C型框架接觸處增加過(guò)渡圓角，同時(shí)稍微放大導(dǎo)向塊與階梯墊框架配合間隙，由原來(lái)的3.5mm增加到5mm（如圖5所示）；經(jīng)過(guò)改造后，再未出現(xiàn)導(dǎo)向塊脫落故障，每年可降低故障時(shí)間32h。

（2）針對(duì)階梯墊調(diào)整液壓缸傳感器易于損壞的故障，我們通過(guò)拆液壓缸傳感器發(fā)現(xiàn)，傳感器感應(yīng)磁環(huán)脫落是造成傳感器損壞的原因。其結(jié)構(gòu)如圖6所示，磁環(huán)是通過(guò)4條M4×22的內(nèi)六方銅螺釘直接固定在磁環(huán)座上的。由于階梯墊經(jīng)常性的劇烈振動(dòng)，細(xì)小薄弱的銅螺釘松動(dòng)退出，使磁環(huán)脫落，傳感器損壞，造成階梯墊無(wú)法定位。針對(duì)于此，我們對(duì)階梯墊調(diào)整液壓缸傳感器磁環(huán)的固定方式進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)改變磁環(huán)座的結(jié)構(gòu)（如圖7），使磁環(huán)裝配在磁環(huán)座內(nèi)，同時(shí)使用銅螺釘和孔用彈性擋圈對(duì)磁環(huán)進(jìn)行固定，改造后的磁環(huán)固定方式為卡環(huán)式結(jié)構(gòu)，可抵消一部分震動(dòng)對(duì)磁環(huán)的應(yīng)力，大大增加抗震能力。經(jīng)過(guò)改造后，調(diào)整液壓缸的調(diào)整功能得到了恢復(fù)，液壓缸傳感器再未出現(xiàn)過(guò)損壞現(xiàn)象。

同時(shí)設(shè)計(jì)制作階梯墊橫移標(biāo)尺，做好預(yù)防措施，一旦階梯墊調(diào)整液壓缸傳感器損壞，可借助橫移標(biāo)尺實(shí)現(xiàn)階梯墊的調(diào)整定位，滿足生產(chǎn)需求；在階梯墊移動(dòng)框架南側(cè)加裝支架并在上方安裝標(biāo)尺，在階梯墊底板上安裝指示牌。在需要更換墊塊時(shí)，標(biāo)尺隨階梯墊框架同步移動(dòng)，根據(jù)指針指向處的讀數(shù)即可確定所用階梯墊。對(duì)應(yīng)讀數(shù)如下：

標(biāo)尺讀數(shù)： 17014512095195220245

對(duì)應(yīng)階梯墊： 17014512095195220245

改進(jìn)后，當(dāng)階梯墊橫移液壓缸位移傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，即可利用加裝的標(biāo)尺，了解階梯墊移動(dòng)的位置，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)及操作臺(tái)的雙方確認(rèn)，確保階梯墊移動(dòng)到所需的位置，避免了故障的發(fā)生，經(jīng)過(guò)加裝指示標(biāo)尺后，通過(guò)操作臺(tái)以及現(xiàn)場(chǎng)的雙方確認(rèn)，再?zèng)]有出現(xiàn)由于階梯墊移動(dòng)框架不到位而造成的停車事故。每年可節(jié)約備件費(fèi)用10萬(wàn)元，故障時(shí)間32h。

（3）在不影響階梯墊正常使用的情況下，將120mm和195mm規(guī)格階梯墊穿孔孔由140mm改為160mm，145mm和220mm規(guī)格階梯墊穿孔由62mm改為80mm，經(jīng)過(guò)改造后，即使階梯墊穿孔與底板孔有一定錯(cuò)位，底板固定螺栓、階梯墊整體聯(lián)結(jié)螺栓很容易穿入，從而節(jié)省更換時(shí)間。按1年更換2次階梯墊計(jì)算，每年可節(jié)約更換時(shí)間8小時(shí)。

（4）階梯墊密封不良，造成的影響是比較大的，針對(duì)氧化鐵粉和水會(huì)沿著護(hù)罩和孔之間的間隙進(jìn)入到階梯墊內(nèi)部（如圖8），我們?cè)贑型框架和護(hù)罩上分別焊接擋圈，使螺栓穿孔邊沿和護(hù)罩邊沿凸出配合，阻擋水及氧化鐵粉的進(jìn)入（如圖9）。在C型框架與兩端護(hù)罩聯(lián)結(jié)處，我們?cè)谏戏郊雍笓跛澹瑫r(shí)在結(jié)合處加裝橡膠密封板，有效的避免了水及氧化鐵皮進(jìn)入，提高了軋制精度及階梯墊墊板使用壽命。改造后，每年可減少更換階梯墊調(diào)整裝置1次，節(jié)約備件修復(fù)費(fèi)用5萬(wàn)元，檢修時(shí)間16h。

5階梯墊調(diào)整裝置優(yōu)化改造后的效益分析

（1）導(dǎo)向塊改造后，每年可節(jié)約故障時(shí)間16h；

（2）調(diào)整液壓缸磁環(huán)固定方式改造后，每年可節(jié)約故障時(shí)間32h，備件費(fèi)用10萬(wàn)元；

（3）階梯墊孔改造后，每年可節(jié)約檢修時(shí)間8h；

（4）階梯墊密封的改造，每年可節(jié)約檢修時(shí)間16h，修復(fù)費(fèi)用5萬(wàn)元。

以上4項(xiàng)匯總：每年總計(jì)減少停機(jī)時(shí)間72小時(shí)；可增加鋼板產(chǎn)量1.15萬(wàn)噸/年；節(jié)約修復(fù)費(fèi)用5萬(wàn)元；節(jié)省備件費(fèi)10萬(wàn)元。

根據(jù)2010年?duì)t卷軋機(jī)生產(chǎn)線最終統(tǒng)計(jì)：入庫(kù)鋼板產(chǎn)量117.7萬(wàn)噸，平均機(jī)時(shí)產(chǎn)量160.39噸/小時(shí)，噸材平均利潤(rùn)100元/噸。

軋線每小時(shí)軋鋼創(chuàng)效：160.39噸/小時(shí)×100元/噸＝1.6萬(wàn)元/小時(shí)。

每年可增加鋼板產(chǎn)量：機(jī)時(shí)產(chǎn)量160.39噸/小時(shí)×72小時(shí)/年＝1.15萬(wàn)噸/年。

因此可將減少停機(jī)時(shí)間72小時(shí)，按軋機(jī)每小時(shí)創(chuàng)效益1.6萬(wàn)元/小時(shí)折算后得出：72小時(shí)×1.6萬(wàn)元/小時(shí)＝1152萬(wàn)元。

綜上所述，爐卷軋機(jī)階梯墊調(diào)整裝置優(yōu)化改造后可年創(chuàng)效益：

（1）每年總計(jì)減少停機(jī)時(shí)間72小時(shí)，可增加鋼板產(chǎn)量1.15萬(wàn)噸，折算效益為115.2萬(wàn)元。

（2）節(jié)省修復(fù)費(fèi)用5萬(wàn)元。

（3）節(jié)省備件費(fèi)10萬(wàn)元。

以上三項(xiàng)共計(jì)年創(chuàng)效為130.2萬(wàn)元。