王　曉

(山東鋼鐵股份濟(jì)南分公司薄板廠,濟(jì)南 250101)

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熱連軋廠鋼卷橫切剪及附屬設(shè)備改造

王曉

(山東鋼鐵股份濟(jì)南分公司薄板廠,濟(jì)南 250101)

濟(jì)鋼熱連軋廠鋼卷橫切剪及附屬設(shè)備屬于生產(chǎn)線一部分，擔(dān)負(fù)著開卷檢查取樣的任務(wù)，對反饋質(zhì)量缺陷至關(guān)重要。原有設(shè)備在使用過程中暴露出一些缺陷：比如運(yùn)卷不穩(wěn)定，開卷時候產(chǎn)生壓痕，導(dǎo)入不順暢，導(dǎo)入過程產(chǎn)生劃傷，剪切效率差或無法剪切，廢料輸送不流暢甚至有時候靠人工等。原有設(shè)備存在的一系列問題，不但影響取樣效率，還可能造成取樣的失真，甚至存在一定安全隱患。熱連軋廠對鋼卷檢查取樣設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化改造，實(shí)施效果良好，為相關(guān)單位的改造提供了借鑒。

鋼卷; 檢查; 取樣; 設(shè)備; 改造

1　設(shè)備概況

濟(jì)鋼熱連軋廠鋼卷檢查取樣設(shè)備，由運(yùn)卷小車、托輥、取樣剪、輸送輥道等組成。小車行走、托輥轉(zhuǎn)動、輸送輥道轉(zhuǎn)動由液壓馬達(dá)驅(qū)動，其它由液壓缸驅(qū)動。廢料由輸送輥道運(yùn)至收集坑，試樣用夾具拉出。[1]

原有設(shè)備在使用過程中暴露出一些缺陷，不但影響取樣效率，還可能造成取樣的失真，甚至存在一定安全隱患。通過在原有設(shè)備上的優(yōu)化改造，很大程度上消除了設(shè)備存在的缺陷，保證了正常的檢查和取樣。

2　存在的問題

在檢查取樣中，原有設(shè)備存在部分設(shè)計缺陷，以及不適應(yīng)熱軋帶鋼檢查取樣實(shí)際工況的情況。

運(yùn)卷小車：采用雙導(dǎo)向桿升降結(jié)構(gòu)，鞍座是C型結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向桿上端與鞍座連接。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致小車負(fù)載晃動嚴(yán)重，導(dǎo)向桿連接螺栓頻繁斷裂。

托輥設(shè)計：原托輥采用中間部位開槽設(shè)計，目的是給捆帶留出空間。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致熱鋼卷在托輥上旋轉(zhuǎn)時候，產(chǎn)生開槽邊部壓痕。

取樣剪設(shè)計：原取樣剪主要存在四個問題：一是開卷刀架角度過大，由于鋼卷頭部存在向上翹的問題，不能順利導(dǎo)入；二是導(dǎo)板與壓板采用普碳鋼材質(zhì)，長久使用劃出溝槽，進(jìn)而影響開卷或取樣表面；三是取樣剪剪刃頻繁松動；四是壓板機(jī)構(gòu)采用單導(dǎo)向桿結(jié)構(gòu)，經(jīng)常發(fā)生被鋼卷頭部撞扭轉(zhuǎn)故障。

輥道傳輸：輸送輥道鏈條沒有張緊機(jī)構(gòu)，鏈條在沖擊下頻繁斷裂；廢料滑板為平板設(shè)計，廢料坑深度不夠，廢料不能自動下滑。

3　解決方案及實(shí)施

為了實(shí)現(xiàn)低成本優(yōu)化，降低改造成本，針對設(shè)備存在的缺陷提出一系列改造方案，既充分利用原有設(shè)備，又能滿足生產(chǎn)需要。設(shè)備優(yōu)化改造后，實(shí)現(xiàn)以下功能：

運(yùn)卷小車導(dǎo)向桿與鞍座實(shí)現(xiàn)緊密連接，降低傾覆力矩對導(dǎo)向桿連接的破壞；

優(yōu)化生產(chǎn)工藝，改進(jìn)托輥結(jié)構(gòu)，消除熱卷因托輥產(chǎn)生的壓痕，增加輥身冷卻，減少掛臘問題；

取樣剪開卷機(jī)構(gòu)配合鋼卷頭部自然撓度，實(shí)現(xiàn)順利導(dǎo)入[2]，導(dǎo)板由平面結(jié)構(gòu)改為滑輪結(jié)構(gòu)，減少面接觸，壓板改為光滑耐磨面，避免檢查取樣過程中的鋼板劃傷；彌補(bǔ)刀架螺孔間隙，降低剪刃松動幾率；

增加輸送輥道鏈條張緊機(jī)構(gòu)，減少沖擊斷裂情況；廢料滑板改為滾輪結(jié)構(gòu)，廢料坑加深，實(shí)現(xiàn)廢料的順利滑落。

3.1鋼卷運(yùn)輸車導(dǎo)向桿優(yōu)化改造

鋼卷運(yùn)輸車將鋼卷從運(yùn)輸線運(yùn)至檢查線進(jìn)行檢查取樣，檢查取樣完畢，再將鋼卷運(yùn)回運(yùn)輸線。鋼卷運(yùn)輸車主要由小車本體、接卷鞍座、升降裝置、行走裝置組成。行走驅(qū)動由液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)，升降由液壓缸實(shí)現(xiàn)。升降裝置為雙導(dǎo)向桿結(jié)構(gòu)形式，C型鞍座接卷。

導(dǎo)向桿是升降裝置的一部分。鋼卷置于鞍座上，會產(chǎn)生傾覆力矩，基于C型鞍座上部分這種懸臂結(jié)構(gòu)設(shè)計，鋼卷會對對鞍座產(chǎn)生較大的傾覆力矩。而且以最里側(cè)承受最大。小車框架圖如圖1所示。底部兩側(cè)為導(dǎo)向桿，中間為液壓缸。結(jié)構(gòu)見圖1。

原設(shè)計每根導(dǎo)向桿僅僅有四個M20螺釘連接，螺紋連接量30 mm，凹槽配合長度200 mm。但是，實(shí)際工況是使用過程中，不可避免發(fā)生晃動，鞍座凹槽尺寸變大，出現(xiàn)間隙配合，造成連接螺栓斷裂。針對這一問題，我們對導(dǎo)向桿進(jìn)行了設(shè)計優(yōu)化，導(dǎo)向柱其一端面中心加工螺紋深度不小于140 mm的M60螺孔；端面四周均布4-M20螺孔，該均布螺孔內(nèi)有斷螺栓的可錯位置加工。加工與螺孔匹配的螺栓M60×3×200。利用中修時間，重新補(bǔ)焊加工鞍座凹槽，恢復(fù)配合精度。鞍座與架體增加卡板螺栓固定，避免導(dǎo)向桿旋轉(zhuǎn)下沉。

3.2托輥的優(yōu)化改造

托輥起到承接鋼卷，并使鋼卷旋轉(zhuǎn)的目的。兩根托輥分別由液壓馬達(dá)驅(qū)動，液壓系統(tǒng)控制同步，帶動放在輥?zhàn)由系匿摼磙D(zhuǎn)動。原設(shè)計需要檢查取樣的鋼卷進(jìn)入托輥后，由取樣剪開卷刀剪切捆帶，于是預(yù)留了凹槽，以便旋轉(zhuǎn)時候不發(fā)生捆帶突然崩斷。如此設(shè)計，帶來的新問題是熱鋼卷在托輥上旋轉(zhuǎn)時候，凹槽邊部對熱鋼卷產(chǎn)生壓痕。

工藝優(yōu)化后，需要檢查取樣的鋼卷一般不需要打捆，于是將托輥改為平輥結(jié)構(gòu)。針對輥面掛蠟問題，增加了水冷，大大降低掛臘幾率。結(jié)構(gòu)對比見圖2和3。

圖2　原托輥結(jié)構(gòu)示意圖

圖3　改進(jìn)后托輥結(jié)構(gòu)示意圖

3.3取樣剪的優(yōu)化改造

取樣剪動作由液壓缸驅(qū)動，該設(shè)備對由托輥送來的帶鋼進(jìn)行剪切，剪去頭部及切取試樣。鋼卷開卷時，由搖臂液壓缸驅(qū)動取樣剪向托輥方向傾斜，用開卷刀將鋼卷頭部導(dǎo)入取樣剪，然后取樣剪擺回固定位置，壓板機(jī)構(gòu)下落，剪切液壓缸驅(qū)動安裝在上刀架上的剪刃向下滑動完成剪切后復(fù)位。

3.3.1開卷刀架

開卷刀架起著導(dǎo)入板頭進(jìn)入取樣剪的目的，原設(shè)計開卷刀架開口角度過大，不能有效下壓板頭，在送帶過程中極易發(fā)生板頭折疊，導(dǎo)致送入失敗。通過開卷試驗(yàn)，重新設(shè)計開卷刀架，使板頭順利導(dǎo)入。在不改動原有裝配的情況下，適當(dāng)加長開卷刀架的高度。在試驗(yàn)檢查開卷效果后，我們將開卷刀架增高65 mm,達(dá)到了理想效果。

以下是開卷刀架的示意圖。在保證配合尺寸不變情況下，L增加長度。結(jié)構(gòu)見圖4。

3.3.2托板與壓板

取樣剪入口托板(入口下導(dǎo)板)與剪后壓板是開卷和回卷過程中，鋼板的必經(jīng)之處并直接接觸，原設(shè)計為Q235材質(zhì)。長期使用過程中，尤其開卷高強(qiáng)度品種鋼，導(dǎo)致托板表面出現(xiàn)溝槽劃傷甚至產(chǎn)生毛刺，對取樣樣品或者回卷的一段鋼板可能造成劃傷。針對這一問題，將托板與帶鋼的面和面接觸，改為點(diǎn)和面接觸。即導(dǎo)板上安裝可以被動旋轉(zhuǎn)的滑輪，將壓板改為開卷刀材質(zhì)的光滑板面(壓板采用廢棄的開卷刀改造，并未額外投入)，大大降低導(dǎo)板劃傷帶鋼問題的發(fā)生。

圖4　開卷刀架結(jié)構(gòu)示意圖

托板的具體改造方案為：在取樣剪入口下導(dǎo)板(一)增加三處托輪機(jī)構(gòu)，改平面摩擦為點(diǎn)接觸滾動摩擦。具體施工方案：入口導(dǎo)板開30 mm×110 mm孔3處，鉆通孔M10共12個，導(dǎo)板下方開孔120 mm×80 mm共3處，安裝導(dǎo)板滾輪3套。安裝位置為導(dǎo)板上平面部位，中心處及左右各450 mm處。經(jīng)實(shí)施驗(yàn)證，又對入口導(dǎo)板(二)進(jìn)行了同樣優(yōu)化改造，增加導(dǎo)輪3套。也可以用單根小直徑輥?zhàn)哟鎸?dǎo)輪。改進(jìn)結(jié)構(gòu)見圖5。

圖5　托板改造后剖面結(jié)構(gòu)示意圖

壓板除了存在接觸劃傷隱患外，另一個存在的問題是板頭撞擊壓板發(fā)生扭轉(zhuǎn)的問題，原因是壓板原設(shè)計只有一個導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)。由于只有一個旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，壓板在板頭撞擊下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致壓板部分螺栓斷裂?？朔@一問題，必須增加反轉(zhuǎn)矩。于是在原有導(dǎo)柱兩側(cè)，增加了新的導(dǎo)柱。由于該新增導(dǎo)柱，只是起到反轉(zhuǎn)矩作用，同時考慮到安裝和備件的準(zhǔn)備難度，加大了導(dǎo)柱和套管的間隙。改進(jìn)前后對比結(jié)構(gòu)見圖6和7。

圖6　原壓板結(jié)構(gòu)示意圖

圖7　改進(jìn)后的壓板結(jié)構(gòu)

3.3.3剪刃固定

在取樣過程中，取樣剪前傾，需要板頭在托輥轉(zhuǎn)動的同時，開始進(jìn)入上下剪刃之間。但是由于鋼卷存在的彎曲塑性變形，勢必造成板頭上翹，導(dǎo)致了板頭撞擊上剪刃。根據(jù)實(shí)際測量發(fā)現(xiàn)，機(jī)架螺孔直徑24 mm，而剪刃固定螺釘是M16，過大的間隙是造成剪刃頻繁松動的主要原因。通過加工套，安裝于機(jī)架孔內(nèi)，彌補(bǔ)間隙，并增加碟簧，有效防松。

3.3.4輸送輥道與廢料收集裝置優(yōu)化改造

鏈條選用規(guī)格小，抗拉能力弱；鏈條下垂度大，無張緊；沖擊情況下，產(chǎn)生瞬間較大拉力，導(dǎo)致鏈條頻繁斷裂。廢料滑坡為平面設(shè)計，加之廢料坑太淺，導(dǎo)致廢料無法順利進(jìn)入地坑。

通過加大鏈條鏈輪規(guī)格，由08A改為10A，增加鏈條張緊機(jī)構(gòu)，大大減少了鏈條斷裂故障。通過儲備快速更換鏈節(jié)卡扣，實(shí)現(xiàn)了快速故障處理。廢料滑板增加托輪，同時廢料坑加深，板頭一旦進(jìn)入滑板在自重作用下，迅速無阻礙下滑。

4　結(jié)　論

對鋼卷檢查取樣設(shè)備的一系列優(yōu)化改造，是伴隨著熱連軋產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)奏和質(zhì)量要求，歷經(jīng)幾年逐步完成。全部優(yōu)化改造，均遵循利用在線原有設(shè)備、降本增效的原則進(jìn)行。優(yōu)化改造后的鋼卷檢查取樣設(shè)備，故障率大大降低，滿足生產(chǎn)需要，改造效果明顯。

[1]王克剛,等.1780 mm熱連軋機(jī)鋼卷檢查線設(shè)備[J].一重技術(shù),2008(6):12-13.

[2]劉家輝,等.熱軋機(jī)組鋼卷檢查線液壓剪切機(jī)[J].一重技術(shù),2011(4):20-22.

Transformation of Steel Coil Crosscut In Hot Rolling Mill

WANG Xiao

(Shandong Ji'nan Iron and Steel Co.,Ltd. Branch thin plate factory Ji'nan 250101)

Hot strip rolling plant of Jigang steel coil sampling inspection equipment belongs to a part of production line,charged with uncoiling sampling,quality defects were essential to feedback. The original equipment in the use of the process revealed some defects: like roll instability,open book when indentation,import is not smooth,the import process scratch,shear efficiency is poor and unable to cut,waste transport is not smooth even sometimes rely on artificial. A series of problems existing in the original equipment,not only affect the sampling efficiency,but also may cause the distortion of the sampling,and even the existence of certain security risks. Hot rolling mill for steel coil inspection and sampling equipment for the optimization of the transformation,the implementation of good results,for the relevant units of the transformation provides a reference.

steel coil; inspection; sampling; equipment; transformation

王曉(1980-)，男，山東聊城人，工程師，2004年畢業(yè)于濟(jì)南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，現(xiàn)從事設(shè)備管理與維護(hù)工作.

TF777

A

1671-3818(2016)01-0012-04