王 曉

(山東鋼鐵股份濟南分公司薄板廠,山東濟南250101)

熱連軋廠鋼卷橫切剪及附屬設備改造

王 曉

(山東鋼鐵股份濟南分公司薄板廠,山東濟南250101)

濟鋼熱連軋廠鋼卷橫切剪及附屬設備屬于生產(chǎn)線一部分,擔負著開卷檢查取樣的任務,對反饋質量缺陷至關重要。原有設備在使用過程中暴露出一些缺陷,比如運卷不穩(wěn)定,開卷時候產(chǎn)生壓痕,導入不順暢,導入過程產(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備進行了優(yōu)化改造,實施效果良好,為相關單位的改造提供了借鑒。

鋼卷;檢查;取樣;設備;改造

1　引言

濟鋼熱連軋廠鋼卷檢查取樣設備,由運卷小車、托輥、取樣剪、輸送輥道等組成。小車行走、托輥轉動、輸送輥道轉動由液壓馬達驅動,其它由液壓缸驅動。廢料由輸送輥道運至收集坑,試樣用夾具拉出[1]。

原有設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。通過在原有設備上的優(yōu)化改造,很大程度上消除了設備存在的缺陷,保證了正常的檢查和取樣。

2　存在的問題

在檢查取樣中,原有設備存在部分設計缺陷,以及不適應熱軋帶鋼檢查取樣實際工況的情況。

運卷小車:采用雙導向桿升降結構,鞍座是C型結構,導向桿上端與鞍座連接。這種結構導致小車負載晃動嚴重,導向桿連接螺栓頻繁斷裂。

托輥設計:原托輥采用中間部位開槽設計,目的是給捆帶留出空間。這種結構導致熱鋼卷在托輥上旋轉時候,產(chǎn)生開槽邊部壓痕。

取樣剪設計: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,不能順利導入;二是導板與壓板采用普碳鋼材質,長久使用劃出溝槽,進而影響開卷或取樣表面;三是取樣剪剪刃頻繁松動;四是壓板機構采用單導向桿結構,經(jīng)常發(fā)生被鋼卷頭部撞扭轉故障。

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

3　解決方案及實施

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

運卷小車導向桿與鞍座實現(xiàn)緊密連接,降低傾覆力矩對導向桿連接的破壞。

優(yōu)化生產(chǎn)工藝,改進托輥結構,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。

取樣剪開卷機構配合鋼卷頭部自然撓度,實現(xiàn)順利導入[2],導板由平面結構改為滑輪結構,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構,減少沖擊斷裂情況;廢料滑板改為滾輪結構,廢料坑加深,實現(xiàn)廢料的順利滑落。

3.1鋼卷運輸車導向桿優(yōu)化改造

鋼卷運輸車將鋼卷從運輸線運至檢查線進行檢查取樣,檢查取樣完畢,再將鋼卷運回運輸線。鋼卷運輸車主要由小車本體、接卷鞍座、升降裝置、行走裝置組成。行走驅動由液壓馬達實現(xiàn),升降由液壓缸實現(xiàn)。升降裝置為雙導向桿結構形式,C型鞍座接卷。

導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構設計,鋼卷會對鞍座產(chǎn)生較大的傾覆力矩,而且以最里側承受最大。小車框架圖見圖1所示,底部兩側為導向桿,中間為液壓缸。

原設計每根導向桿僅僅有四個M20螺釘連接,螺紋連接量30mm,凹槽配合長度200mm。但是,實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,我們對導向桿進行了設計優(yōu)化,導向柱其一端面中心加工螺紋深度不小于140mm的M60螺孔;端面四周均布4-M20螺孔,該均布螺孔內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,重新補焊加工鞍座凹槽,恢復配合精度。鞍座與架體增加卡板螺栓固定,避免導向桿旋轉下沉。

圖1　小車導向桿結構示意圖

3.2托輥的優(yōu)化改造

托輥起到承接鋼卷,并使鋼卷旋轉的目的。兩根托輥分別由液壓馬達驅動,液壓系統(tǒng)控制同步,帶動放在輥子上的鋼卷轉動。原設計需要檢查取樣的鋼卷進入托輥后,由取樣剪開卷刀剪切捆帶,于是預留了凹槽,以便旋轉時候不發(fā)生捆帶突然崩斷。如此設計,帶來的新問題是熱鋼卷在托輥上旋轉時候,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構。針對輥面掛蠟問題,增加了水冷,大大降低掛臘幾率。結構對比見圖2和3。

3.3取樣剪的優(yōu)化改造

取樣剪動作由液壓缸驅動,該設備由托輥送來的帶鋼進行剪切,剪去頭部及切取試樣。鋼卷開卷時,由搖臂液壓缸驅動取樣剪向托輥方向傾斜,用開卷刀將鋼卷頭部導入取樣剪,然后取樣剪擺回固定位置,壓板機構下落,剪切液壓缸驅動安裝在上刀架上的剪刃向下滑動完成剪切后復位。

圖2　原托輥結構示意圖

圖3　改進后托輥結構示意圖

3.3.1開卷刀架

開卷刀架起著導入板頭進入取樣剪的目的,原設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,導致送入失敗。通過開卷試驗,重新設計開卷刀架,使板頭順利導入。在不改動原有裝配的情況下,適當加長開卷刀架的高度。在試驗檢查開卷效果后,我們將開卷刀架增高65mm,達到了理想效果。

圖3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。

3.3.2托板與壓板

取樣剪入口托板(入口下導板)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,原設計為Q235材質。長期使用過程中,尤其開卷高強度品種鋼,導致托板表面出現(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,改為點和面接觸。即導板上安裝可以被動旋轉的滑輪,將壓板改為開卷刀材質的光滑板面(壓板采用廢棄的開卷刀改造,并未額外投入),大大降低導板劃傷帶鋼問題的發(fā)生。

圖3　開卷刀架結構示意圖

托板的具體改造方案為:在取樣剪入口下導板(一)增加三處托輪機構,改平面摩擦為點接觸滾動摩擦。具體施工方案:入口導板開30mm×110mm孔3處,鉆通孔M10共12個,導板下方開孔120mm×80mm共3處,安裝導板滾輪3套。安裝位置為導板上平面部位,中心處及左右各450mm處。經(jīng)實施驗證,又對入口導板(二)進行了同樣優(yōu)化改造,增加導輪3套。也可以用單根小直徑輥子代替導輪。改進結構見圖4。

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)生扭轉的問題,原因是壓板原設計只有一個導桿結構。由于只有一個旋轉點,壓板在板頭撞擊下發(fā)生旋轉,導致壓板部分螺栓斷裂。為克服這一問題,必須增加反轉矩。于是在原有導柱兩側,增加了新的導柱。由于該新增導柱,只是起到反轉矩作用,同時考慮到安裝和備件的準備難度,加大了導柱和套管的間隙。改進前后對比結構見圖5和6。

圖4　托板改造后剖面結構示意圖

圖5　原壓板結構示意圖

圖6　改進后的壓板結構

3.3.3剪刃固定

在取樣過程中,取樣剪前傾,需要板頭在托輥轉動的同時,開始進入上下剪刃之間。但是由于鋼卷存在的彎曲塑性變形,勢必造成板頭上翹,導致了板頭撞擊上剪刃。根據(jù)實際測量發(fā)現(xiàn),機架螺孔直徑24mm,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,安裝于機架孔內,彌補間隙,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,導致鏈條頻繁斷裂。廢料滑坡為平面設計,加之廢料坑太淺,導致廢料無法順利進入地坑。

通過加大鏈條鏈輪規(guī)格,由08A改為10A,增加鏈條張緊機構,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,板頭一旦進入滑板在自重作用下,迅速無阻礙下滑。

4　結論

對鋼卷檢查取樣設備的一系列優(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備、降本增效的原則進行。優(yōu)化改造后的鋼卷檢查取樣設備,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.1780mm熱連軋機鋼卷檢查線設備[J].一重技術,2008(6):12-13.

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

Transformation of Steel Coil Crosscut in Hot Rolling Mill

WANG Xiao

(Shandong Jinan Iron and Steel Co.,Ltd.Branch thin plate factory,Jinan 250101,Shandong,China)

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

1001-5108(2016)02-0049-05

TG333

B

王曉,工程師,主要從事設備管理與維護工作。