一種新式雙高速線材生產線翻鋼式分線裝置

雷 迅，高斯佳

（武漢鋼鐵股份公司條材總廠，湖北 武漢 430081）

武漢鋼鐵股份公司條材總廠大型分廠高速線材雙生產線（以下簡稱高線）的主要組成及生產流程是：分線裝置將上游粗軋機開坯后的圓形坯料分別分配給下游雙孔型中軋機的兩條軌線。經中軋機軋制后，分成A、B兩條軋線。

分線裝置分配圓形坯料的過程稱為分線工序。開坯后的圓形坯料直徑為106mm、長度為27 210mm、重量為2t、溫度為900℃。應用傳統線材生產的擠壓式導位裝置及分線裝置和應用于型鋼生產線的推拉床機構都不能滿足生產線“高速”、“保溫”的要求。因此，在進口雙高線投產使用時，采用了一種特殊的翻鋼（又稱撥鋼）式分線裝置。

一、翻鋼式線裝置的工作原理與存在的問題

1.工作原理

翻鋼式分線裝置主要由翻鋼機構、工作平臺及保溫罩組成。翻鋼機構分布在輥道之間，由翻鋼鉤傳動軸、曲柄以及翻鋼鉤組成。翻鋼鉤由液壓缸通過曲柄、傳動軸驅動。工作平臺上并列布置三條輥道，如圖1所示：中線輥道與開坯機組同軸，接收來自上游粗軋機的圓形坯料，A線輥道和B線輥道與雙孔型中軋機的兩條軌線同軸，分別向后續的A線和B線供料。在翻鋼鉤的撥動及翻滾作用下，中線輥道上的圓形坯被分別分配給中軋機的兩條軌線進行軋制，完成分線。

2.存在的問題

（1）軋制工藝斷點。翻鋼式分線裝置要求軋件進入中間輥道后，整支軋件必須到位停下才能翻鋼分線，而且分線輥道上要空出接受新軋件的位置。這樣，軋件在分線過程中要停止一段時間。翻鋼后，停止的軋件還要在輥道與軋件摩擦力作用下加速到下游軋機軋制速度，才能被順利咬入軋機。軋件在完成這個過程的同時前一支軋件以下游軋機的速度運行了相同的時間。這樣，前后軋件相隔了一段距離，使下游軋機不能連續軋制，形成了工藝斷點。

圖1 翻鋼式分線裝置結構示意圖

（2）切頭剪（飛剪）布局的唯一性限制。在高線改造前，切頭剪是布置在翻鋼式分線保溫輥道后與下游軋機前的位置，這時的軋線已變成了兩條。為節省空間，設計將兩個飛剪合并成一個，即共用一套動力裝置。這種布局大大增加了飛剪制造的難度。然而在分線后必須切掉因分線而帶有缺陷的軋件頭部。這就是翻鋼式分線裝置對切頭剪的限定。

（3）翻鋼式分線方式引起諸多設備問題。

①工序多，程序步驟多，機構復雜。使用翻鋼式分線裝置，工藝動作的邏輯順序至少要靠十多個傳感器反饋和用PLC、計算機控制，調試相當復雜。

由于切頭剪必須滿足一條線剪切時另一條線不剪切的工藝要求，因此，切頭剪除配有一般飛剪裝置外，還須專門配有氣動剪刃翻轉裝置，以滿足單線剪切的要求，機構十分復雜。

②保溫輥道故障多、壽命短，運行不可靠，造成這些問題的主要原因如下。

a.三條輥道并列。翻鋼式分線裝置需三條輥道并列以構成翻鋼機的工作平臺，且各列輥道在旋轉軸上互相重疊才能順利過鋼。由于中線輥道與兩個分線輥道都有重合區，輥道之間不能安裝護板。因此，常因軋件不直而偏離出輥道造成堆鋼。

b.連體軸承座。翻鋼式分線保溫輥道的輥子軸承座被設計成三個一組，且有多種傳動形式。如帶有一個主動輥、帶有兩個主動輥或不帶主動輥的。這種組合會帶來許多麻煩，如因主動輥與被動輥的磨損不一致，造成軋件打滑，引起堵鋼、頂鋼、堆鋼等故障。

二、新型擺動式分線裝置工作原理及特點

2006年，針對高線的原分線裝置存在的問題，提出了將翻鋼式分線裝置的工作平臺——輥道改成擺動式結構的新方案。經與協作制造單位的共同努力，開發了新型擺動式保溫輥道及相應設備，并已正式投入使用。新的擺動式分線裝置安裝在原翻鋼式分線裝置舊址，上、下游軋機位置不變。

1.工作原理

新型擺動式保溫輥道的工作原理如圖2所示。

其基本結構是：在粗軋機出口處設置一單線曲柄式切頭剪與一組固定式單線輸出輥道及導槽。然后將原固定式保溫輥道結構改成可整體移動的結構，將三條輥道改成兩條輥道安裝在同一個可擺動的底座上。其底座的出口端設計成可水平旋轉的固定點，相當于垂直地面的鉸鏈，入口端在水平面自由擺動。在擺動端設置一套驅動和支撐裝置，以驅動和控制輥道的擺動端在水平面擺動。

其工作原理是：兩列輥道通過擺動分別與固定式單線輸出輥道對接，使軋件順利通過。每通過一支軋件，擺動一次，循環往復，完成分線。機構的擺動條件如下。

（1）輥道表面做成V型或U型，可承受熱軋件彈性彎曲變形力；

（2）擺動距離≥下游雙生產線中心距；

（3）擺動時，輥道面標高與軋線標高保持一致；

（4）擺動角度應在軋件彈性變形范圍內，一般≤1°為宜。因此，擺動輥道的最小長度必須滿足最小擺動角度要求；

（5）能帶軋件擺動，且擺動時不影響輥道運行。

2.工作特點

圖2 新型擺動式分線輥道示意圖

（1）結構簡單、動作流暢。

（2）消除了工藝斷點。通過優化程序可消除工藝斷點，該裝置的擺動時間2s能在分線的過程中被全部“吃掉”。

擺動式保溫輥道可“帶軋件擺動”。這個功能的主要目的是，當前一軋件全部進入擺動式保溫輥道后即可擺動，讓另一列輥道與上游軋機對接，下一支軋件即可進入另一條軋線。因上游粗軋機可比下游中軋機速度快3倍以上，只要適當地分配上、下游軋機和輥道的速度，即可在進入下游軋機前實現前后軋機的對接。

（3）沒有竄道隱患。用擺動的方式分線就不需要翻鋼機構和中間輥道，軋件也不需要從一組輥道翻到另一組輥道。因此，輥道間可安裝護板，防止軋件竄道引起堆鋼故障。同時也消除了翻鋼時軋件對輥道的沖擊。

（4）所有輥道都能傳動。新的擺動式保溫輥道的輥子全部是主動輥，消除了輥道磨損不一樣所帶來的各種隱患，大大提高了輥道運行的可靠度。

（5）優化了布局并解除了切頭剪布局的唯一性限制。

3.新型擺動式分線裝置的經濟效益

新型擺動式分線裝置已在高線投產使用了5年，其各項技術經濟指標均達到了歷史最好水平。設備事故停機時間幾乎為零，維護費用據估算還不到原裝置的十分之一。

新型擺動式分線裝置與翻鋼式分線裝置相比，每生產一支軋件至少可節約時間2s。按年產70萬t鋼計算，1年最少可增產21 784.273t優質鋼材。

[1]黃華清.軋鋼機械.冶金工業出版社，1980.

[2]無故障運行.SMS“Universal Rail and Section Mill Functional Description General Explanation 94 44000/RAILWU”（B_AA00e）中第2.2條“to be operated trouble-free from the mechanical-equipment supplier's view.”