葛 影， 閆興華， 趙素華， 潘韶慧， 王會(huì)鳳， 吳愛(ài)新

（1.唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 河北 唐山 063010； 2.首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司， 河北 唐山063200）

堆垛機(jī)堆垛效果優(yōu)化設(shè)計(jì)

葛 影1， 閆興華2， 趙素華1， 潘韶慧1， 王會(huì)鳳1， 吳愛(ài)新1

（1.唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 河北 唐山 063010； 2.首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司， 河北 唐山063200）

針對(duì)熱軋部30萬(wàn)t橫切機(jī)組的堆垛機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)堆垛效果不好的現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)堆垛的故障原因進(jìn)行分析，對(duì)活動(dòng)擋板與固定擋板位置的標(biāo)定方法進(jìn)行優(yōu)化以及對(duì)測(cè)速輥進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)一套堆垛機(jī)改進(jìn)策略。經(jīng)驗(yàn)證，改造后的堆垛機(jī)提高了鋼板產(chǎn)品的成材率，降低了生產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了部分設(shè)備的使用壽命。

堆垛機(jī) 活動(dòng)擋板 標(biāo)定 測(cè)速輥

在軋制生產(chǎn)線上，堆垛機(jī)是倉(cāng)庫(kù)中的主要平整、起重運(yùn)輸設(shè)備，是隨著電氣化、自動(dòng)化的科技發(fā)展，生產(chǎn)效率要求不斷提高而發(fā)展起來(lái)的專(zhuān)用碼垛機(jī)械設(shè)備[1]。在各行各業(yè)中都會(huì)或多或少地看見(jiàn)堆垛機(jī)設(shè)備的身影，尤其是物流領(lǐng)域，已經(jīng)達(dá)到高度機(jī)械化、智能化、自動(dòng)化水平?？梢哉f(shuō)，堆垛設(shè)備的技術(shù)先進(jìn)水平代表了該國(guó)家和地區(qū)的物流技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。

在現(xiàn)有的堆垛技術(shù)中，最大高度可達(dá)40 m，大多數(shù)在10～25 m之間。在30萬(wàn)t橫切機(jī)組生產(chǎn)線上的堆垛機(jī)的主要用途是在鋼板定尺剪切完成后，將定尺鋼板均勻碼垛整齊，然后自動(dòng)將碼垛好的鋼板轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)線旁邊的小型倉(cāng)庫(kù)，使下一捆鋼板順利進(jìn)入碼垛平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。

1 活動(dòng)擋板與固定擋板位置的標(biāo)定方法

堆垛機(jī)的鋼板堆垛效果不良很大原因是活動(dòng)擋板的垂直位置與固定升降擋板的水平垂直距離沒(méi)有定期標(biāo)定?；顒?dòng)擋板垂直Ⅰ號(hào)位置與固定升降擋板距離最大為8 830 mm，最小2 000 mm，如圖1所示。標(biāo)定距離值一定要比剪切鋼板理論長(zhǎng)度值長(zhǎng)5～10 mm。

圖1 堆垛機(jī)活動(dòng)擋板和固定擋板位置示意圖（單位：mm）

圖1中標(biāo)號(hào)1表示活動(dòng)擋板位置Ⅱ與鉛垂方向呈15°，標(biāo)號(hào)2表示活動(dòng)擋板垂直Ⅰ號(hào)位置與固定升降擋板最大距離為8 830 mm，標(biāo)號(hào)3表示活動(dòng)擋板垂直位置，標(biāo)號(hào)4表示活動(dòng)擋板垂直Ⅰ號(hào)位置與固定升降擋板最小距離為2 000 mm，標(biāo)號(hào)5表示堆垛機(jī)固定升降擋板位置。

活動(dòng)擋板在拍打鋼板過(guò)程中，活動(dòng)擋板的垂直Ⅰ號(hào)位置與固定升降擋板水平距離需要大于被剪切的鋼板長(zhǎng)度5～10 mm的距離，使鋼板與固定升降擋板相撞過(guò)程中，有一定的緩沖距離，減緩鋼板與固定升降擋板的相撞，防止鋼板與固定升降擋板相撞彈回，減少鋼板堆垛不良現(xiàn)象。

如果在長(zhǎng)時(shí)間堆垛生產(chǎn)過(guò)程中，活動(dòng)擋板Ⅰ號(hào)位置與固定升降擋板距離長(zhǎng)期不標(biāo)定，有可能造成活動(dòng)擋板Ⅰ號(hào)位置與固定升降擋板距離理論設(shè)定值比實(shí)際值過(guò)大或過(guò)小，造成鋼板堆跺不齊。例如當(dāng)堆垛2 000 mm長(zhǎng)度的鋼板時(shí)，活動(dòng)擋板Ⅰ號(hào)位置與固定升降擋板距離長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有進(jìn)行標(biāo)定，當(dāng)活動(dòng)擋板Ⅰ號(hào)位置與固定升降擋板距離等于2 000 mm時(shí)，鋼板與固定升降擋板相撞彈回造成鋼板長(zhǎng)度方向堆垛不齊；當(dāng)活動(dòng)擋板Ⅰ號(hào)位置與固定升降擋板距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2 000 mm時(shí)，造成活動(dòng)擋板Ⅰ號(hào)位置與固定升降擋板距離過(guò)大，活動(dòng)擋板拍打鋼板端部后，鋼板前進(jìn)停止后沒(méi)有與固定升降擋板相撞，造成鋼板長(zhǎng)度方向堆垛不整齊。

活動(dòng)擋板底部在Ⅰ號(hào)位置時(shí)與升降跺板臺(tái)垂直距離也需要定期標(biāo)定，標(biāo)定距離如圖2所示。

圖2 活動(dòng)擋板底部在Ⅰ號(hào)位置時(shí)與升降跺板臺(tái)垂直距離

標(biāo)定的主要目的是使活動(dòng)擋板在拍打鋼板一側(cè)端部過(guò)程中，根據(jù)來(lái)料的厚度（8～25.4 mm）確定活動(dòng)擋板底部在Ⅰ號(hào)位置時(shí)與升降跺板臺(tái)的垂直距離，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出的最佳值為5 mm，如圖3所示。

圖3 四種鋼板厚度下的垂直距離值

活動(dòng)擋板底部在Ⅰ號(hào)位置時(shí)與升降跺板臺(tái)垂直距離為5 mm，活動(dòng)擋板表面始終處于一個(gè)位置拍打到鋼板端部，且活動(dòng)擋板與鋼板重合部分大于鋼板厚度的二分之一，防止在鋼板堆垛過(guò)程中，鋼板下落到升降跺板臺(tái)上后活動(dòng)擋板拍打不動(dòng)鋼板。如果活動(dòng)擋板底部在Ⅰ號(hào)位置時(shí)與升降跺板臺(tái)垂直距離大于5 mm，例如10 mm時(shí)，則當(dāng)來(lái)料鋼板厚度為10 mm、15 mm、20 mm、25 mm時(shí)，活動(dòng)擋板與鋼板端面重合的距離分別為 0 mm、5 mm、10 mm、15 mm，活動(dòng)擋板表面始終處于一個(gè)位置拍打到鋼板端部，則堆垛過(guò)程中，活動(dòng)拍板拍打不到鋼板或者因活動(dòng)擋板與鋼板端面重合接觸面積小拍打不動(dòng)鋼板，造成鋼板在長(zhǎng)度方向上堆垛不整齊。

2 測(cè)速輥改造

熱軋部30萬(wàn)t橫切生產(chǎn)線剪切鋼板長(zhǎng)度通常有 6 m、8 m、10 m、12 m、14 m、16 m 等六種尺寸要求，橫切剪剪切6 m長(zhǎng)度鋼板時(shí)，理論上超差部分允許≤30 mm；橫切剪剪切 8 m、10 m、12 m、14 m、16 m長(zhǎng)度鋼板時(shí)，理論上超差部分允許≤40 mm，現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)中剪切鋼板理論長(zhǎng)度 6 m、8 m、10 m、12 m、14 m、16 m時(shí)，實(shí)際剪切出來(lái)的鋼板長(zhǎng)度值超出理論長(zhǎng)度15～20 mm；符合國(guó)標(biāo)要求，達(dá)到了正常生產(chǎn)要求。30萬(wàn)t橫切生產(chǎn)線入口鋼卷參數(shù)寬度830～2130mm，差值1 300 mm。鋼板實(shí)際剪切后的寬度允許范圍≥理論值5 mm（鋼板切邊后鋼板實(shí)際寬度值比理論值允許≥5 mm）。剪切后的鋼板檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)除了長(zhǎng)度、寬度達(dá)到要求，鋼板兩條斜對(duì)角線長(zhǎng)度差值必須在20mm之內(nèi)，鋼板平直度、鋼板表面質(zhì)量必須符合要求。

但是熱軋部30萬(wàn)t橫切機(jī)組定尺剪在剪切鋼板時(shí)，有時(shí)定尺剪剪切不準(zhǔn)，造成鋼板長(zhǎng)度超差，超差范圍在50～250 mm之間，超差范圍大的鋼板，到達(dá)堆垛機(jī)后無(wú)法正常下落需要拆包處理，嚴(yán)重影響了鋼板產(chǎn)品的成材率和生產(chǎn)的正常進(jìn)行，并且加大了生產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了部分設(shè)備的使用壽命。

鋼板的定尺是由定尺剪前測(cè)速輥來(lái)控制的，其機(jī)械結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，由氣缸控制測(cè)速輥沿導(dǎo)向桿上下運(yùn)動(dòng)，壓在鋼板上，通過(guò)編碼器計(jì)算出板長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行剪切，檢查測(cè)速輥上編碼器及其聯(lián)接機(jī)構(gòu)和接線，并未發(fā)現(xiàn)異常情況，同時(shí)檢查定尺剪剪切時(shí)間均在正常值范圍。因此認(rèn)為，原因可能出在測(cè)速輥本身，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察，每次定尺不準(zhǔn)基本都發(fā)生在以下幾種情況：剪切過(guò)程中停止時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、剪切過(guò)程中反復(fù)倒鋼和鋼卷甩尾階段。尤其是在鋼卷甩尾階段，均有定尺剪切不準(zhǔn)現(xiàn)象發(fā)生，并且在觀察中發(fā)現(xiàn)，測(cè)速輥位置有輕微擺動(dòng)跡象。

對(duì)上述現(xiàn)象分析得出的結(jié)果是：為了保證測(cè)速輥的靈活動(dòng)作，在導(dǎo)向桿與滑套之間，一般有較大的加工間隙，再加上設(shè)備使用時(shí)間已有一年，導(dǎo)向套本身也有一定量的磨損，間隙量會(huì)變得更大，另外在剪切過(guò)程中停車(chē)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、反復(fù)倒鋼和鋼卷甩尾階段均會(huì)出現(xiàn)剪切過(guò)程中張力的消失。由于張力消失，造成鋼板運(yùn)行不穩(wěn)，從而引起測(cè)速輥位置產(chǎn)生擺動(dòng)，進(jìn)而造成長(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)，定尺剪切誤差現(xiàn)象。根據(jù)以上分析，決定在測(cè)速輥工作位置增設(shè)四個(gè)定位擋塊，用以保證測(cè)速輥在工作位置時(shí)，不會(huì)因?yàn)殚_(kāi)卷張力不穩(wěn)而出現(xiàn)擺動(dòng)，通過(guò)觀察，自增設(shè)定位塊后至今，沒(méi)有再出現(xiàn)定尺剪切不準(zhǔn)的現(xiàn)象發(fā)生。

測(cè)速輥的原結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，改造后的效果圖如圖5所示。

圖4 測(cè)速輥改造前結(jié)構(gòu)圖（單位：mm）

圖5 測(cè)速輥改造圖

3 結(jié)論

在對(duì)熱軋部30萬(wàn)t橫切機(jī)組設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)前的堆垛效果如圖6所示。改進(jìn)了活動(dòng)擋板與固定擋板位置的標(biāo)定，進(jìn)行改造后的堆垛效果如圖7所示。

從圖6和圖7可以明顯看出，改造前堆垛嚴(yán)重不平齊，可以看到長(zhǎng)度方向和寬度方向有明顯的位置差；改造后無(wú)論在寬度方向還是長(zhǎng)度方向，堆垛的效果都比先前有了較大的改善。

圖6 原始堆垛效果

圖7 進(jìn)行改造后的堆垛效果

為了優(yōu)化堆垛工藝，在使活動(dòng)擋板正確動(dòng)作的基礎(chǔ)上，從測(cè)速輥和堆垛平臺(tái)標(biāo)定出發(fā)，從長(zhǎng)度方向和寬度方向上確保堆垛質(zhì)量。

[1] 郭衛(wèi)東.30萬(wàn)噸橫切鋼板剪切加工線職工培訓(xùn)教材[Z].唐山：首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，2010.

（編輯：王瑾）

Optimization Design of Stacking Effect of Stacking Crane

Ge Ying1,Yan Xinghua2,Zhao Suhua1,Pan Shaohui1,Wang Huifeng1,Wu Aixin1
（1.Tangshan Vocational College of Science and Technology,Tangshan Hebei 063010;2.Shougang Jingtang United Iron&Steel Co.,Ltd.,Tangshan Hebei 063200）

As to the poor stacking effect of 300 000 tons cross cutting unit of stacking machine in production process of hot rolling mill，this paper analyzes causes of stacking faults,optimizes the calibration method of the movable baffle plate and the fixed baffle plate,reforms the speed measuring roller,and designs a set of stack machine improvement strategy.It has been proved that the improved stacker improves the yield of the steel plate products,reduces the labor intensity of production personnel,and increases the service life of some equipment.

stacking machine,movable baffle,calibration,speed roller

TH246

A

1672-1152（2017）04-0094-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.04.35

2017-06-30

河北省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目，科學(xué)技術(shù)應(yīng)用研究《30萬(wàn)噸橫切線堆垛機(jī)改造及帶鋼堆垛質(zhì)量效果研究》ZC2016079

葛影（1983—），女，本科，畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學(xué)，唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。