高曉峰，張衛(wèi)強

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063200）

1 步進(jìn)機械

步進(jìn)梁式加熱爐是單塊模式軋制板坯的熱軋帶鋼生產(chǎn)線的核心設(shè)備之一，主要結(jié)構(gòu)包括爐底步進(jìn)機械、爐體鋼結(jié)構(gòu)（上部鋼結(jié)構(gòu)、下部鋼結(jié)構(gòu)、爐頂和爐體鋼結(jié)構(gòu)）、空煤氣管道系統(tǒng)、汽化冷卻系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、爐體砌筑等系統(tǒng)組成[1]；功能是冷裝25 ℃、熱裝＞500 ℃的板坯在爐內(nèi)加熱到1300±20 ℃的軋制溫度，布料方式分為雙排布料（短尺）和單排布料（長尺）。由裝鋼機把裝鋼輥道輸送過來的板坯裝入爐內(nèi)水梁裝料端，由步進(jìn)機械把爐內(nèi)板坯由加熱爐裝料端輸送到出料端，再由出鋼機把加熱到軋制溫度的板坯從爐內(nèi)水梁出料端托出在出鋼輥道上。位于爐底的步進(jìn)機械主要是用來支撐安裝在平移框架的水梁立柱及爐內(nèi)的板坯，并使板坯在爐內(nèi)沿爐長方向做步進(jìn)移動的設(shè)備。步進(jìn)機械為斜坡滾輪、雙層框架、大輪距結(jié)構(gòu)，由提升裝置、平移裝置、定心裝置組成，提升運動及平移運動均采用液壓傳動方式。提升裝置包括斜坡臺面、提升滾輪、提升框架、平移滾輪、提升液壓缸等，其中提升液壓缸與提升框架連接，通過提升液壓缸驅(qū)動擱置在斜坡臺面上的提升框架，使裝在提升框架下部的提升輥輪沿斜坡臺面滾動，實現(xiàn)步進(jìn)梁的升降動作；步進(jìn)梁升降時，平移液壓缸處于靜止?fàn)顟B(tài)。平移裝置包括平移框架、平移液壓缸、安裝在平移框架上的爐內(nèi)水冷立柱及水封槽組成，其中平移液壓缸與平移框架連接，通過平移液壓缸驅(qū)動支撐步進(jìn)梁的平移框架，使它在提升框架上部的兩排平移輥輪上做平移運動；步進(jìn)梁平移時，提升液壓缸處于靜止?fàn)顟B(tài)。提升定心裝置包括安裝在基礎(chǔ)上的定心輪和安裝在提升框架上的與斜坡臺面角度相同的底座，并且兩者間隙一般控制在0.5 mm。水平定心裝置包括安裝在平移框架上的定心輪和安裝在提升框架上的水平底座，并且兩者間隙一般控制在0.5 mm。由于步進(jìn)機械的升降運動和水平運動均采用液壓傳動方式，因而運行平穩(wěn)，可靠性高，安裝調(diào)試方便，利于設(shè)備維修。

2 步進(jìn)流程

板坯在爐內(nèi)正常運送情況下，步進(jìn)機械采用“正循環(huán)”操作，即上升、前進(jìn)、下降、后退動作，使板坯向出料端移動。為了保溫或處理短時間事故，防止板坯彎曲和出現(xiàn)黑印，步進(jìn)機械采用“踏步”操作，板坯只作上、下運動，但這種操作過多會使板坯在爐內(nèi)橫移量增加，應(yīng)控制這種操作方式的時間和次數(shù)，一般采用步進(jìn)機械“上升等待”操作。當(dāng)軋機出現(xiàn)事故和長時間停爐時，需要將板坯由出料端側(cè)退到裝料端爐外時，步進(jìn)機械采用“逆循環(huán)”操作。板坯在加熱爐的步進(jìn)梁上，步進(jìn)梁前進(jìn)并加熱，當(dāng)加熱至規(guī)定溫度的板坯在受到激光射線（LS）檢測時，步進(jìn)機械走完水平行程后停止，此時由板坯出鋼機將板坯托出放到出料輥道上即完成一個出鋼周期。步進(jìn)機械操作方式有正循環(huán)、逆循環(huán)、踏步和上位等待4 種基本操作，控制方法具有手動（單獨動作）和自動操作。由于具備以上基本操作方式，板坯在爐內(nèi)在爐長方向從裝料端進(jìn)入到出料端出去，在爐寬方向，需要嚴(yán)格控制跑偏量。原因為爐內(nèi)板坯運行整體偏移，鋼坯在爐內(nèi)運行中有鋼坯端面剮蹭爐墻的現(xiàn)象[2]。

某熱軋2250 mm 生產(chǎn)線共設(shè)置4 座加熱爐，主軋線及1#加熱爐同時投入使用，2#、3#、4#爐隨著主軋線調(diào)試進(jìn)度按照2 個月的間隔周期陸續(xù)投入使用。1#加熱爐在設(shè)備安裝、耐材砌筑施工結(jié)束后，首先需要測試板坯在裝鋼側(cè)及出鋼側(cè)的橫向跑偏量，合格后點火烘爐約1 個月時間，然后隨著主軋線的調(diào)試工作安排，為主軋線提供高溫板坯。

加熱爐的步進(jìn)機械裝置，采用斜坡滾輪結(jié)構(gòu)，提升滾輪及平移滾輪直徑均為1200 mm，各20 套（圖1～圖4）。斜坡臺面傾角為11.5°，提升液壓缸缸徑320 mm，桿徑220 mm，行程1150 mm，工作壓力15 MPa，共4 套。提升液壓缸無桿腔一端固定設(shè)置在斜坡臺面并使用銷軸連接，缸頭通過銷軸與固定在提升框架上的支座連接，傾角與斜坡臺面同為11.5°。平移液壓缸缸徑280 mm，桿徑180 mm，行程700 mm，工作壓力15 MPa，共1 套，水平布置。平移液壓缸耳軸固定在基礎(chǔ)上的底座上，缸頭通過銷軸與固定在平移框架上的支座連接。提升定心裝置設(shè)置4 套，平移定心裝置設(shè)置4 套。

圖1 步進(jìn)機械主視圖

圖2 步進(jìn)機械俯視圖

圖3 步進(jìn)機械側(cè)視圖

圖4 爐底步進(jìn)機械矩形運動示意

步進(jìn)機械上升下降行程200 mm，上升15 s，下降15 s。前進(jìn)后退行程650 mm，前進(jìn)10 s，后退10 s，步進(jìn)周期50 s。在上升下降、前進(jìn)后退的起點和終點，均有加速、勻速、降速的過程，但是垂直運動的速度曲線比水平運動的速度曲線復(fù)雜，多了一次中間減速運動，其目的是當(dāng)步進(jìn)梁接近固定梁時降低速度，使步進(jìn)梁在取放鋼坯時平穩(wěn)運行[3]，實現(xiàn)板坯在爐內(nèi)水梁上的輕托輕放。但是，此加熱爐有效長度50 900 mm，爐膛內(nèi)寬度11 700 mm；最大板坯規(guī)格230 mm×2050 mm×11 000 mm，質(zhì)量40 t。板坯由爐內(nèi)裝料端到出料端，步進(jìn)機械“正循環(huán)”次數(shù)為50 900÷650=78 次。

3 板坯跑偏原因分析及調(diào)整

在設(shè)備安裝結(jié)束，測試板坯跑偏的過程中，板坯在鋼輥道與在出鋼輥道時，兩個位置的板坯中心線與加熱爐爐長方向中心線差值為68 mm，即爐寬方向錯68 mm。步進(jìn)式加熱爐橫向跑偏量≤有效爐長/1000，超出步進(jìn)梁式加熱爐技術(shù)條件YB/T 018—2017《步進(jìn)梁式加熱爐技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)。

（1）以加熱爐爐底中心標(biāo)板為基準(zhǔn)，使用經(jīng)緯儀做90°轉(zhuǎn)角[4]，在爐底確定步進(jìn)機械爐長方向中心線的輔助平行線，掛出與步進(jìn)機械中心線平行的細(xì)鋼絲線及兩端鉛垂線：①測量提升滾輪與步進(jìn)機械輔助中心線的平行度，即提升滾輪兩端到鋼絲線的距離；②測量液壓缸中心與步進(jìn)機械輔助平行線的平行度，即液壓缸兩端到細(xì)鋼絲線的鉛垂線的距離（圖5）。

圖5 步進(jìn)機械提升滾輪及提升液壓缸與步進(jìn)機械中心線的平行度測量

（2）通過以上測量，板坯跑偏的主要原因為：安裝精度低，超出安裝標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備的縱、橫向中心線極限偏差、標(biāo)高極限偏差、水平度或鉛垂度公差應(yīng)符合YBJ 201—1983《冶金機械設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范》[5]各專業(yè)的規(guī)定，按照以下標(biāo)準(zhǔn)重新調(diào)整液壓缸、輥輪的安裝精度：①提升輥輪及平移滾輪與步進(jìn)機械中心線的平行度公差0.5 mm/1000 mm；②提升液壓缸及平移液壓缸平行度公差0.5 mm/1000 mm；③提升滾輪及液壓缸與加熱爐橫向中心線距離偏差0.5 mm[5]，符合標(biāo)準(zhǔn)，不做調(diào)整。

（3）調(diào)整方案。放置液壓千斤頂在提升滾輪兩側(cè)，稍微頂起提升框架，按照上述標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整20 個提升滾輪與步進(jìn)機械縱向中心線的平行度。放置液壓千斤頂在提升液壓缸缸頭支座一側(cè)，稍微頂起提升框架，按照上述標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整4 套提升液壓液壓缸與步進(jìn)機械縱向中心線的平行度。提升液壓缸調(diào)整前、后的安裝精度見表1、表2。

表1 液壓缸調(diào)整前、后的安裝精度mm

表2 提升滾輪調(diào)整前、后的安裝精度 mm/m

（4）提升滾輪也按照這種方法調(diào)整。

（5）提升定心裝置。固定在基礎(chǔ)上的4 套提升定心滾輪和固定在提升框架上的提升定心支座，兩者間隙全部調(diào)整為0.5 mm[6]。通過二次灌漿的定心輪底座上的長槽孔來調(diào)整定心輪的在爐寬方向的位置。

（6）平移定心裝置。固定在平移框架上的4 套提升定心滾輪和固定在平移框架上的平移定心支座，兩者間隙全部調(diào)整為0.5 mm。通過固定在平移框架上的定心輪底座上的長槽孔來調(diào)整定心輪的在爐寬方向的位置。

4 調(diào)整后的效果

通過以上步進(jìn)機械提升滾輪及提升液壓缸、平移滾輪及平移液壓缸的調(diào)整，使用效果良好。隨著主軋線的調(diào)試進(jìn)度，其余3 座加熱爐的爐底步進(jìn)機械，在分段吊裝在斜坡臺面后，復(fù)測并調(diào)整與加熱爐縱向中心線的平行度，隨著爐體鋼結(jié)構(gòu)、空煤氣管道系統(tǒng)、汽化冷卻系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、爐體砌筑、裝出鋼爐門升降等系統(tǒng)的施工結(jié)束，測試板坯跑偏全部合格后，對加熱爐的點火烘爐等重要的施工節(jié)點沒有造成影響，并隨著主軋線的調(diào)試進(jìn)度，提供合格出爐板坯。為熱軋步進(jìn)式加熱爐步進(jìn)機械裝置的設(shè)備安裝、調(diào)整提供了參考借鑒。