程知松 蘇儉華

(1:北京科技大學(xué)高效軋制國家工程研究中心 北京100083;2:太重煤機(jī)有限公司設(shè)計(jì)院 太原030000)

1 概述

棒線材生產(chǎn)線上的粗中軋機(jī)組的軋機(jī)型式通常有閉口軋機(jī)、短應(yīng)力線軋機(jī)及懸臂輥環(huán)軋機(jī)，其中懸臂輥環(huán)軋機(jī)只有意大利達(dá)涅利公司在國內(nèi)做過幾條線，并沒有國產(chǎn)化，應(yīng)用較少。閉口軋機(jī)和短應(yīng)力線軋機(jī)應(yīng)用較多。短應(yīng)力線軋機(jī)由于備件費(fèi)用較大、導(dǎo)衛(wèi)調(diào)整不便等原因，在粗中軋機(jī)組上應(yīng)用不如閉口軋機(jī)，在新建的棒材生產(chǎn)線上，10 架閉口軋機(jī)(粗中軋)+8 架短應(yīng)力線軋機(jī)(精軋)基本成為一種最經(jīng)濟(jì)合理的配置。在高速線材生產(chǎn)線上粗中軋采用12 ～14 架閉口軋機(jī)也是一種主流配置。

我國的現(xiàn)代化棒線材軋機(jī)基本是通過引進(jìn)消化及轉(zhuǎn)化國外的技術(shù)，對(duì)閉口軋機(jī)而言，包括摩根型和西馬克型，布置型式為平立交替。

2 立式軋機(jī)高度分析

棒線材車間的設(shè)備最高點(diǎn)就是立式粗軋機(jī)頂部，軋機(jī)的高度決定廠房高度，廠房高度越高，投資越大。

粗軋機(jī)通常選4 ～6 架550 軋機(jī)，平立交替布置，其對(duì)齒中心距為550 ～570mm，摩根和西馬克都有類似的機(jī)型，它們的軋輥參數(shù)如表1。

早期的西馬克軋機(jī)，采用了圓錐輥?zhàn)虞S承同時(shí)承受軋制力和軸向力，沒有采用球軸承克服軸向力，軋輥軸向尺寸較短。輥脖子直徑也不如摩根軋機(jī)大，因此，承受的軋制力較小。另外，由于四列圓錐滾子在拆裝軋輥時(shí)比較麻煩，加工軋輥時(shí)僅拆除軸承座，軸承還是附著在軋輥上，而摩根軋機(jī)的軋輥加工時(shí)，可以拆除軸承座、軸承外圈及滾子，僅保留內(nèi)圈，因此西馬克經(jīng)過改進(jìn)后軋輥參數(shù)幾乎和摩根一樣。

立軋機(jī)列高度以2V 為例，軋制線標(biāo)高+800mm，豎向尺寸列于表2，對(duì)比圖如圖1 所示。

由圖2 可看出，造成高度差的主要原因就是萬向接軸托架型式。摩根型托架采用兩個(gè)氣缸驅(qū)動(dòng)托架，托住軋輥軸套，整個(gè)托架固定在水平懸挑的混凝土基礎(chǔ)下面。西馬克型托架采用一個(gè)氣缸驅(qū)動(dòng)托架，托住軋輥軸套，整個(gè)托架固定在側(cè)底座上。兩種機(jī)型的換輥?zhàn)罡呶徊灰粯?，摩根型比西馬克型高了190mm。

表1 550 閉口軋機(jī)軋輥參數(shù)

表2 機(jī)列豎向尺寸對(duì)比

圖1 兩種閉口立式軋機(jī)對(duì)比圖

圖2 兩種機(jī)型萬向接軸托架

綜合以上因素，造成摩根型機(jī)列最高點(diǎn)(減速機(jī)最高點(diǎn))比改進(jìn)西馬克型高出1028mm，同樣的機(jī)型，450 軋機(jī)摩根型比改進(jìn)西馬克型高約1000mm。

3 高度差產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)分析

一個(gè)550 立軋機(jī)基礎(chǔ)混凝土量摩根型比改進(jìn)西馬克型增加約12.5m3，一個(gè)450 立軋機(jī)基礎(chǔ)混凝土量摩根型比改進(jìn)西馬克型增加約10m3。如果一條生產(chǎn)線使用550 立軋機(jī)2 架，450 立軋機(jī)3 架，則增加的鋼筋混凝土費(fèi)用直接和間接的投資約10 萬元。

廠房投資增加，按主軋跨400m 長(zhǎng)計(jì)算，廠房鋼柱增加1m高，鋼結(jié)構(gòu)增加約20t，直接和間接的投資增加約20 萬元。

如果摩根型軋機(jī)不做改進(jìn)，將可能不再被用戶接受。

4 結(jié)束語

1)摩根軋機(jī)剛引進(jìn)中國時(shí)，發(fā)現(xiàn)它比傳統(tǒng)的閉口軋機(jī)先進(jìn)很多，具有很多優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在制作和調(diào)整簡(jiǎn)單、換輥方便、剛度高、承載能力大、軋輥拆卸和加工方便。對(duì)于立式軋機(jī)來說，其側(cè)底座下端埋入基礎(chǔ)部分少，側(cè)底座與混凝土基礎(chǔ)固定方式好。

2)隨著摩根軋機(jī)和西馬克軋機(jī)在生產(chǎn)中的使用對(duì)比，兩種機(jī)型在建設(shè)投資上、操作維護(hù)上、后期運(yùn)營(yíng)成本上各有優(yōu)缺點(diǎn)。另外，由于立軋機(jī)高度較大，也不適合廠房高度較低的生產(chǎn)線改造。因此必須根據(jù)市場(chǎng)需求，結(jié)合摩根和西馬克兩種機(jī)型的特點(diǎn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。比如對(duì)立式軋機(jī)的接軸托架型式進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)立軋機(jī)換輥標(biāo)高的合理確定，對(duì)萬向軸結(jié)構(gòu)形式的合理選型，對(duì)齒輪箱輸出軸的結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)等，從而實(shí)現(xiàn)降低立軋機(jī)高度的工藝要求。

1]《高速軋機(jī)線材生產(chǎn)》編寫組.高速軋機(jī)線材生產(chǎn).北京:冶金工業(yè)出版社，1995.