供稿|王丹，劉國民，劉飛容 / WANG Dan, LIU Guo-min, LIU Fei-rong

3500 mm爐卷設備系統(tǒng)優(yōu)化改造

Optimization of 3500 mm Steckel Mill Production Line

供稿|王丹，劉國民，劉飛容 / WANG Dan, LIU Guo-min, LIU Fei-rong

作者單位：本鋼技術(shù)中心，遼寧 本溪 117000

內(nèi)容導讀

面對國際金融危機的影響和沖擊，積極推進低成本運行，對生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能降耗、設備正常運轉(zhuǎn)率等經(jīng)濟指標的要求越來越高，這就要求設備必須優(yōu)質(zhì)、高效、穩(wěn)定、可靠的運行。本文通過介紹安鋼3500 mm爐卷設備系統(tǒng)優(yōu)化改造的成功范例，總結(jié)出只有不斷對爐卷軋機生產(chǎn)線的機械、液壓、潤滑、高壓水、公輔、電氣等設備系統(tǒng)進行優(yōu)化配置及技術(shù)升級改造，才能使這套目前在國內(nèi)處于領先水平的設備效益最大化。

安鋼3500mm爐卷生產(chǎn)線是某國際軋鋼設備制造廠商設計，年產(chǎn)110萬t，具備高效、高成材率、高生產(chǎn)率、低消耗，并具有優(yōu)質(zhì)和低成本的強競爭性等特點，是安鋼的“生命線”。主要設備由加熱爐、除鱗機、卷取爐、四輥水平軋機、切頭飛剪、熱矯直機、冷床、圓盤剪、橫剪、移動飛剪、冷矯直機等組成，工藝裝備總水平、技術(shù)經(jīng)濟指標等均達到國際先進水平，是一個含蓋機械、液壓、潤滑、高壓水、公輔、電氣等專業(yè)的綜合性的技術(shù)高端的設備系統(tǒng)，設備各系統(tǒng)的匹配優(yōu)化及升級改造關系到機時產(chǎn)量、鋼板質(zhì)量、成本消耗，因此對3500 mm爐卷生產(chǎn)線設備系統(tǒng)進行優(yōu)化升級改造，是提高3500 mm爐卷軋機生產(chǎn)線整體競爭實力的必由之路。

存在的問題

該生產(chǎn)線機械設備經(jīng)過幾年運行，還存在一些制約生產(chǎn)不能完全滿足工藝要求的問題。主要問題有：工作輥出入口導板常發(fā)生定位鍵螺栓被剪斷；工作輥支撐輥軸承座壓緊裝置不到位；水平軋機萬向接軸平衡立柱更換難；階梯墊出現(xiàn)“亂墊”故障；冷床生產(chǎn)50 mm以上鋼板承載能力及過鋼能力有限；滾切剪壓頭壓傷板面、擺動輥道抬升托輪經(jīng)常損壞、人工定尺誤差較大等等。

系統(tǒng)優(yōu)化改造

水平軋機工作輥出、入口導板支撐除塵塊改造

水平軋機牌坊內(nèi)工作輥出入口導板在軋機內(nèi)部起過渡、除塵作用。其安裝方式是通過安裝在彎輥塊上的除塵塊懸掛定位。除塵鍵塊(300 mm× 180 mm×160 mm)上，每個鍵塊由6條M24的螺栓固定在牌坊內(nèi)側(cè)的彎輥塊上，軋制中產(chǎn)生很大的橫向剪切力，經(jīng)常發(fā)生螺栓被剪斷，使導板下墜，造成工作輥抽輥困難，而且將軋機的RTC集管和工作輥冷卻集管壓壞，并使板坯軋制中導向失控，同時損壞的RTC集管嚴重影響鋼板軋制質(zhì)量，每次檢修都要進行檢查并處理，而且斷絲極不易取出，每年都要進行50 h的搶修，因此，必須對除塵塊固定進行改造。除塵塊固定位置周圍結(jié)構(gòu)緊湊，空間小不易焊支架，正下方50 mm處是輥星集管固定板，兩側(cè)是工作輥和機架輥，難度相當大。經(jīng)現(xiàn)場實際測算，對除塵塊進行改進，原來6條螺栓固定在彎輥塊上(見圖1)。改造后除塵塊下部加長，改為7條螺絲螺栓固定(見圖2)，并將延長部分焊接在定位塊上。大大增強導板的抗沖擊能力，改造至今沒有發(fā)生過螺栓剪斷事故。

圖1　改造前的除塵塊

圖2　改造后的除塵塊

工作輥支撐輥軸承座壓緊裝置不到位

每次換輥時，在將工作輥支撐輥推入軋機后，卡板缸推動卡板，將工作輥支撐輥軸承座壓在軋機牌坊內(nèi)。在卡板壓緊的過程中，常常發(fā)生卡板上端部的襯板頂住工作輥支撐輥軸承座，致使卡板不能到位，需多次調(diào)整，延長了換輥時間。針對這種情況，首先，把卡板壓緊裝置四根導向銷及與之配合的導向套間隙由原來的0.6 mm減小到0.3 mm，還將導向套與卡板導向槽的間隙由原來的0.8 mm減小到0.4 mm，大大減小了卡板的擺動量，避免了頂死現(xiàn)象；其次，定期對導向銷及與之配合的導向套加干油，提高靈活性，避免卡板移動不暢時，卡板斜向移動頂住工作輥支撐輥軸承座的現(xiàn)象。改進后每次換輥可以平均減少3 min，按一年換輥320次，一年可減少停機時間16小時。

水平軋機萬向接軸平衡立柱改造

更換水平軋機萬向接軸時，必須拆除平衡立柱，平衡立柱上部與剖分軸承通過擺軸連接，下部與液壓缸驅(qū)動的平衡框架連接。由于其結(jié)構(gòu)為整體式，裝拆時需上下同時壓入和頂出，還不能出現(xiàn)歪斜。整個拆裝過程全靠倒鏈拆裝，費時費力。另外拆裝中懸空施工存在安全隱患。通過改變水平軋機平衡立柱上部軸承座的結(jié)構(gòu)形式，由原來的整體式(見圖3)改為剖分式(見圖4)，剖分部分由M42螺絲固定，拆卸萬向軸時不用整體拆卸平衡立柱，只需從剖分處拆除擺桿與平衡立柱之間的連接即可。改造后，不用再拆卸平衡立柱，只需拆卸上軸承座，降低了工人的勞動強度，提高了安全系數(shù)。

圖3　改造前的萬向接軸平衡立柱

水平軋機階梯墊橫移位置標尺改造

階梯墊是軋鋼時調(diào)整軋輥輥徑軋制線高度的重要工具，通過推拉缸移動不同厚度的階梯墊，可以使軋輥輥徑修磨后，不斷調(diào)整軋輥軋制線高度與輥道軋制線高度保持一致，因此，每對同樣高度的階梯墊高度公差有嚴格要求，水平軋機階梯墊橫移位置依靠液壓缸內(nèi)部的位移傳感器確定，當位移傳感器出現(xiàn)故障時，無法準確確定階梯墊實際所處位置，常出現(xiàn)“亂墊”故障，造成階梯墊調(diào)整裝置的損壞，影響正常的生產(chǎn)，需要停機處理故障。針對存在的問題，在階梯墊移動框架加裝支架并在上方安裝標尺，在階梯墊地板上安裝指示牌，標尺隨階梯墊框架同步移動，根據(jù)指針指向處的讀數(shù)即可確定所用階梯墊。使階梯墊移動位置通過現(xiàn)場標尺能直觀確定，避免了故障的發(fā)生。

圖4　改造后的萬向接軸平衡立柱

滾切剪區(qū)域的改造

滾切剪主要負責對切好邊的鋼板在長度上進行定尺剪切，剪切厚度4.5~50 mm，最大寬度3250 mm。該設備是制約生產(chǎn)線鋼板精整過鋼速度的瓶頸，突出反映在以下幾方面：(1)剪切壓頭壓傷板面；(2)擺動輥道抬升托輪經(jīng)常損壞；(3)人工定尺誤差較大等問題。因此我們進行了滾切剪壓板裝置改造；擺動輥道抬升裝置改造以及增加激光自動檢測裝置改造。

◆ 滾切剪壓板裝置的改造

滾切剪壓板裝置在剪切鋼板時，壓緊裝置的壓頭提前落下，壓住鋼板，然后開始剪切，防止鋼板剪切時因擠壓產(chǎn)生鼓起。改造后效果不錯。每年減少協(xié)議材0.5萬t，按每噸盈利50元，年創(chuàng)效25萬元。

◆ 擺動輥道抬升裝置的改造

擺動輥道在滾切剪剪切鋼板瞬間回縮并下降。擺動輥道抬升裝置內(nèi)軸承為銅套，常因潤滑不良以及銅套裝配公差出現(xiàn)過緊或過松，極易損壞，導致擺動輥道抬升高度不夠，鋼板磨損下剪刃，減少剪刃的使用壽命。同時，也造成抬升桿與擺動輥道框架干涉，被迫停車更換滾輪及其銅套。每次處理事故長達9 h左右。通過計算選型，把擺動輥道抬升滾輪及其銅套去掉，按照抬升輪外形尺寸及銅套內(nèi)孔尺寸，選用型號為NUTR20080的整體滾輪軸承，這樣既增加軸承剛性，又提高抗沖擊能力，同時滾輪軸承不用人工加油。改造后使用至今沒有出現(xiàn)損壞事故。每年可減少非計劃停車10 h，節(jié)省備件費20萬元.

改造的效果

3500 mm爐卷設備系統(tǒng)改造后，達到了以下幾個方面的效果。

(1) 工作輥出、入口導板常發(fā)生定位鍵螺栓被剪斷，使導板下墜，壓壞RTC集管和其他冷卻集管，經(jīng)過現(xiàn)場改進至今沒有發(fā)生過螺栓剪斷事故。

(2) 工作輥支撐輥軸承座壓緊裝置不到位。每次換輥常發(fā)生卡板頂死。通過加強壓緊裝置零部件配合精度；同時定期加干油，減少了換輥時間。

(3) 水平軋機萬向接軸平衡立柱更換難，改為剖分式后縮短了檢修時間。

(4) 階梯墊橫移位置標尺改造解決了階梯墊出現(xiàn)“亂墊”故障。

(5) 滾切剪壓板裝置的改造、擺動輥道抬升裝置的改造及增加激光自動測長裝置解決了滾切剪壓頭壓傷板面、擺動輥道抬升托輪經(jīng)常損壞、人工定尺誤差較大等制約生產(chǎn)的難題。

結(jié)束語

通過對3500 mm爐卷設備系統(tǒng)優(yōu)化改造，設備配置得到了優(yōu)化，設備運行達到了預計設計的水平，同時，3500 mm爐卷設備系統(tǒng)造成的故障熱停時間為零，為第二煉軋廠生產(chǎn)線的達產(chǎn)創(chuàng)效奠定了設備基礎。

王丹(1978—)，女，畢業(yè)于河南省輕工業(yè)學院機械工程及其自動化專業(yè)，學士學位，機械工程師，現(xiàn)供職于安鋼第二煉軋廠設備科，技術(shù)員。

作者簡介：

DOI:10.3969/j.issn.1000－6826.2015.04.16