鄒中升

(中冶賽迪上海工程技術(shù)有限公司，上海 200940)

0 引言

鋼卷運輸系統(tǒng)是熱軋鋼卷生產(chǎn)線的重要組成部分，卷取機將成品帶鋼卷成鋼卷，卸卷小車將鋼卷從卷取機上卸出，經(jīng)打捆站打捆后送至鋼卷運輸系統(tǒng)，由運輸系統(tǒng)將鋼卷送至庫區(qū)。鋼卷運輸系統(tǒng)常見的設備形式有步進梁、鏈式運輸機以及近幾年廣泛采用的托盤運輸，隨著托盤運輸優(yōu)勢得到廣泛認可，將原步進梁、鏈式運輸機組成的鋼卷運輸系統(tǒng)改造為托盤式運輸?shù)氖袌鲂枨笤絹碓蕉唷?/p>

1 傳統(tǒng)鋼卷運輸系統(tǒng)

鋼卷運輸系統(tǒng)起始端是卷取機出口，位于深約3 m的卷取機基坑內(nèi)，基坑內(nèi)布置有卷取機、卸卷小車、打捆機、運卷小車、運輸系統(tǒng)、鋼卷檢查線、鋼卷拍齊和打號機等設備，設備布置密集，需要對鋼卷進行頻繁的倒運，與鋼卷運輸系統(tǒng)的接口有各卷取機出卷、檢查線上下卷等[1]。鋼卷運輸系統(tǒng)主要由鏈式運輸機與步進梁串聯(lián)組成，通過鋼卷提升裝置、固定鞍座等中轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)鋼卷運輸系統(tǒng)布置如圖1所示。

1-卷取機；2-卸卷小車；3-打捆機；4-運卷小車；5-鏈式運輸機；6-步進梁；7-鋼卷升降裝置；8-固定鞍座；9-鋼卷檢查線

2 鏈式運輸機特點

鋼卷鏈式運輸機是以鏈條作為牽引構(gòu)件，帶有重型導輪的鞍座作為承重構(gòu)件，借助鏈條的牽引實現(xiàn)鋼卷的運輸。鏈式運輸機適用于較長距離鋼卷的運輸，主要由驅(qū)動鏈輪(電機減速機、液壓馬達)、鏈條、軌道、從動鏈輪及張緊裝置等組成，如圖2所示。鏈式運輸機的鏈條間隙較多、易被拉長、停位誤差大，特別是在多個固定工位間鋼卷運輸時問題比較突出；鏈式結(jié)構(gòu)運動部件較多、磨損點較多、設備維護量比較大；無升降動作，無法獨立完成取卷卸卷，故需步進梁或吊車配合完成。以卷重為35 t左右的鏈式運輸機為例，設備重量折合約2.2 t/m。

1-驅(qū)動鏈輪;2-鏈條;3-軌道;4-從動鏈輪及張緊裝置

3 步進梁特點

步進梁由固定鞍座和活動鞍座構(gòu)成，多采用液壓缸作為動力源，通過活動鞍座上升-平移-下降-返回的循環(huán)動作，按固定步距運送鋼卷，具有停位準確、剛性好的特點[2]，步進梁-活動鞍座結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。通過對步進梁進行局部優(yōu)化亦可集成鋼卷稱重、鋼卷轉(zhuǎn)向、卷位對中等功能，特別適用于近距離多工位間的鋼卷運輸。鋼框架鞍座基礎步進梁和混凝土鞍座基礎步進梁是兩種廣泛使用的步進梁，其斷面如圖4、圖5所示。以卷重為35 t左右的鋼卷步進梁為例，鋼結(jié)構(gòu)固定鞍座基礎的步進梁設備重量折合約為5 t/m，鋼筋混凝土固定鞍座基礎的步進梁設備重量折合約為3 t/m。采用混凝土結(jié)構(gòu)替代鋼結(jié)構(gòu)基礎可顯著降低設備重量，但是會大大增加基坑側(cè)壁混凝土厚度及鋼筋用量，設備費用向土建費用轉(zhuǎn)移，總體建設成本優(yōu)勢并不明顯，會帶來設備后期維護方式和便捷性的負面影響，特別是高溫鋼卷的運輸，不建議采用混凝土式固定鞍座的形式。

圖3 步進梁-活動鞍座結(jié)構(gòu)示意圖

1-活動鞍座；2-固定鞍座 1-活動鞍座；2-固定鞍座

4 托盤運輸設備特點

托盤運輸最早用于表面要求較高、硬度較低的有色行業(yè)，后被移植到熱軋鋼卷生產(chǎn)線中，其主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：①載卷托盤與空載托盤成上下布置的雙層結(jié)構(gòu)，如圖6所示；②載卷托盤與空載托盤平行布置的雙排結(jié)構(gòu)，如圖7所示。托盤運輸系統(tǒng)主要由托盤和輥道組成，設備通用性強、備件類型少，運卷過程中托盤在輥道上僅做水平運動，沒有額外的能量損耗，具有平穩(wěn)、連續(xù)、高效、靈活的特性，得到了較好的推廣[3-5]。其中，雙排結(jié)構(gòu)的托盤運輸系統(tǒng)具有設備基礎淺、檢修維護便捷的優(yōu)勢，在最近兩年新上熱軋項目上被普遍采用。

圖6 托盤-雙層結(jié)構(gòu) 圖7 托盤-雙排結(jié)構(gòu)

5 傳統(tǒng)鋼卷運輸系統(tǒng)的改造方案

傳統(tǒng)鋼卷運輸系統(tǒng)的改造須因地制宜，在充分考慮現(xiàn)有設備條件、后期設備維護、土建基礎、施工周期和建設費用等綜合因素的基礎上，結(jié)合各類設備特點，探索合理的設備改造方案。

5.1 方案一：鋼卷運輸線全線改造為雙層式托盤運輸

卷取機出口鋼卷運輸系統(tǒng)傳統(tǒng)設計多采用快速鏈式運輸機與運卷小車銜接，設備基坑較深且窄，基坑內(nèi)多布置有管線。采用雙層式托盤替換快速鏈式運輸機是比較直接可行的方案，雙層式托盤設備與現(xiàn)有設備基礎輪廓契合度非常高，改造前、后鋼卷運輸中心線基本不變[6]。為降低該區(qū)域設備的密度和復雜程度，建議采用懸臂小車或懸臂步進梁的方式直接給雙層式托盤上卷。改造需要增加上下層輥道、托盤升降、檢查線接口上下卷、鋼卷提升和轉(zhuǎn)盤輥道等設備。

將整個鋼卷運輸系統(tǒng)改造為雙層式托盤運輸系統(tǒng)，基礎改動量小，后期設備維護較改造前有一定程度的改善。

5.2 方案二：鋼卷運輸線全線改造為雙排式托盤運輸

載卷托盤與空載托盤平行布置在現(xiàn)有鋼卷運輸設備基坑內(nèi)，鋼卷運輸線接卷位較改造前需要向卷取機側(cè)移動約1 m。參照已投產(chǎn)雙排式托盤運輸系統(tǒng)較緊湊的設備布置，接卷位與軋線中心線距離約為9.5 m，即原軋線中心線與鋼卷運輸中心線距離需滿足10.5 m的條件才有可能在已有設備基坑內(nèi)布置雙排式托盤系統(tǒng)。改造中需要增加輕載輥道、重載輥道、托盤升降、檢查線接口橫移裝置、輕載輥道橫移裝置和轉(zhuǎn)盤輥道等設備。

如果原軋線中心線與鋼卷運輸中心線距離小于10.5 m，則無論重載托盤布置在內(nèi)側(cè)還是外側(cè)，為保證設備檢修空間和熱卷與大基坑墻的安全距離都必須擴寬大基坑范圍，土建基礎改造范圍較大，停機時間長，故這種情況下不建議采用雙排式托盤方案進行改造。

將整個鋼卷運輸系統(tǒng)改造為雙排式托盤運輸，土建基礎改動量較大，施工周期較長，但設備維護較改造前有非常明顯的改善。

5.3 方案三：鋼卷運輸線部分改造為雙排式托盤運輸

采用雙排式托盤更接近改造的初衷和目標，但停機時間長，有些產(chǎn)線受設備布置條件的限制不能改造為雙排式托盤運輸系統(tǒng)，其原因是與原有設備接口較多，需要在多工位上下鋼卷。已有的步進梁和鏈式運輸機在短距離多工位運輸鋼卷時極具優(yōu)勢，部分利用舊卷取機周邊鋼卷運輸設備是合理的，從而將改造起點設置在鋼卷提升機處。鋼卷提升機更新為托盤提升機，具有托盤升降和托盤橫移功能，工作周期與原鋼卷提升機相同，新增的托盤橫移功能在托盤提升機提升和下降過程中完成，鋼卷的上卷方向與托盤運行方向順向布置，后繼設備由輕載輥道、重載輥道、輕載輥道橫移裝置和轉(zhuǎn)盤輥道等組成，設備結(jié)構(gòu)及布置形式與雙排托盤系統(tǒng)相同。

將鋼卷運輸線部分改造為托盤的運輸方式大大縮小了土建施工范圍，托盤提升機部分基礎可利用舊鋼卷提升機的土建基礎，其他土建施工內(nèi)容可以在設備零星檢修時間完成，在年休時間完成托盤提升機設備的安裝。

鋼卷提升機作為改造起點，將原鋼卷運輸系統(tǒng)后區(qū)改造為雙排托盤運輸方式，基礎改動量小，施工周期短，改造界面單一，設備維護較改造前有顯著改善，充分發(fā)揮了步進梁、鏈式運輸機在小范圍多工位運輸?shù)膬?yōu)勢，又解決了后區(qū)步進梁長距離運卷跑偏掉卷、鏈式運輸機檢修難度大的問題。

6 設備基礎的處理

無論采用哪種方案，改造后托盤運輸系統(tǒng)的輕載輥道、重載輥道、旋轉(zhuǎn)輥道、橫移輥道均布置在原有步進梁或鏈式運輸機的基坑內(nèi)，推薦利用原設備地腳螺栓和基礎外形，采用焊接鋼結(jié)構(gòu)梁替代混凝土作為輥道基礎，個別設備用混凝土墩的形式對原基礎進行處理，此方案可縮短現(xiàn)場停機施工周期，經(jīng)測算項目總投資與改造混凝土基礎幾乎接近。

7 結(jié)束語

所述三種改造方案，方案一基礎改動量小，施工周期適中，設備維護便捷性提升有限；方案二基礎改動量大，施工周期長，設備維護方便；方案三以原鋼卷提升機作為改造起點，在短距離多工位的卷取機基坑內(nèi)利用舊鏈式運輸機和步進梁，鋼卷升至車間地坪后及庫區(qū)改造為托盤運輸?shù)男问?，再配合鋼結(jié)構(gòu)梁的基礎處理方式，改造界面單一，基礎改動量小，施工時間短，充分發(fā)揮步進梁、鏈式運輸機和托盤運輸?shù)膬?yōu)勢，降低了項目總投資，通過改造解決了原鋼卷運輸系統(tǒng)的痛點，提升了項目的經(jīng)濟效益。