特殊地勢高線生產線設備設計

韓麗娟

(太重煤機集團 技術中心，山西 太原 030009)

特殊地勢高線生產線設備設計

韓麗娟

(太重煤機集團 技術中心，山西 太原 030009)

基于現有的地理環境，對高速線材生產線設備進行了特殊的設計,在適應特殊地勢的前提下滿足了工藝和生產要求。

特殊地勢；出爐輥道；設計；高線生產線

1 問題的提出

在節能降耗和保護生態環境的經濟條件下，利用現有的地理環境，盡可能減少對環境的破壞建設高速線材生產線，是一項利國利民的舉措。

某廠的現有廠房依地勢而建，地勢曲折，北面是山，南面為已有公路。高速線材生產工藝布置圖只能依地勢設計，這樣就對設備設計提出了特殊的要求，以滿足生產線的工藝布置要求。高速線材生產線工藝布置如圖1所示。

1-上鋼裝置；2-加熱爐；3-出爐輥道；4-初軋機區；5-1#飛剪； 6-中軋機區；7-中軋后導槽；8-2#飛剪；9-精軋機區及前后水箱； 10-吐絲機；11-散卷冷卻線；12-收集區；13-成品庫；14-公路

一般來說，高線生產線應為直線布置，但根據以上工藝布置圖的要求，軋制中心線多處要求有角度改變，如出爐輥道與初軋機傾斜8°，初軋機與中軋機偏轉25°，中軋機與精軋機偏轉5°，風冷輥道偏轉6°。同時由于粗、中軋機處廠房跨度較窄，只有20 m寬，標準廠房跨度為大于24 m。針對以上情況，由于廠房地域的限制，我們對引進的美國摩根軋機及風冷線設備進行改型設計，即需對原有機列的長度進行改短設計，對原風冷線設備進行轉角設計。

2 具體改進措施

2.1 出爐輥道的設計

由于地勢的原因，坯料出爐輥道中心線要發生25°改變，因此將輥道加寬，通常為300 mm，現設計為800 mm,并在拐彎處設計導板以保證長12 m坯料順利通過，通過三維動畫模擬實驗確保坯料能順利通過輥道；由于輥道布置長度過長，通常為20 m，現在為50 m，為保證軋件在正常的溫度下軋制，在部分輥道上增加保溫罩對坯料進行保溫。

2.2 軋機機列的設計

以550H軋機為例，我們通常生產的摩根軋機機列如圖2所示。橫移油缸在操作側，軋制中心線距操作側邊緣約為8 150 mm, 軋制中心線距傳動側邊緣約為8 610 mm，總長度大約為16 760 mm。

圖2 傳統摩根軋機機列

根據以上要求必須對機列沿長度方向進行短型設計，以滿足廠房跨度20 m的要求，現將橫移油缸由操作側移到了傳動側，如圖3所示。重新設計后軋制中心線距操作側邊緣約為4 000 mm, 軋制中心線距傳動側邊緣約為9 300 mm，總長度大約為13 300 mm，與改進前相比減少約3 460 mm。

橫移油缸的作用是實現軋輥孔型的橫移及軋輥的換輥，原橫移油缸在操作側橫移和換輥時始終在牌坊外側，現橫移油缸由操作側移到傳動側，換輥時必須使橫移缸缸桿通過軋機牌坊，才能將軸承座輥系推出牌坊外，實現更換軋輥功能，這就要求油缸與萬向軸托架、軋機牌坊、萬向軸均不能發生干涉。橫移油缸必須穿過萬向軸托架及軋機工作機座，因此對萬向軸托架及軋機工作機座必須重新設計。

圖3 特殊設計的軋機機列

(1) 萬向軸托架的設計：由于橫移油缸由操作側移到傳動側，萬向軸托架底部由整體底座改為分體底座，橫移油缸位于萬向軸托架下方，便于拆裝維護和更換橫移油缸。這樣換輥小車橫移油缸在工作時為縮回狀態，更加合理。

(2) 工作機座的設計：軋機牌坊窗口下移140 mm,使橫移油缸穿過，且與萬向軸不會產生干涉，由于下軸承座相應加厚140 mm，保證軋制線不變。

2.3 中軋后過渡導槽

由于中軋與精軋之間軋制線發生5°改變，同時高低相差1.2 m，為了保證軋制連續我們設計了中軋與精軋之間的爬坡導槽。爬坡導槽根據地勢爬坡擺放，并進行偏轉，彎曲處設計有導輪，以保證軋件順利通過。爬坡及偏轉的過渡導槽如圖4所示，這種設計實現了軋制工藝路線落差和偏轉的平穩。

圖4 爬坡及偏轉的過渡導槽

2.4 風冷線輥道的設計

風冷線輥道通常為直線布置，作用是對精軋吐絲后的線圈進行快冷和緩冷，使線圈材料的各項性能參數達到要求。本設計中要求設備輥道有爬坡設計，同時在爬坡過程中有跌落和非跌落段、有帶風機的快速冷卻段、帶保溫罩的緩慢冷卻段和不帶任何設備的自然冷卻段。根據現場情況要求，必須對原有直線布局的風冷輥道加以改進，按工藝布置要求的角度做偏轉設計，偏轉位置設計在輥道的自然冷卻段的非跌落段。

常規設計自然冷卻段的非跌落段的銜接圖如圖5所示，特殊設計后的風冷線輥道銜接布置圖如圖6所示。

圖5 傳統風冷線輥道銜接布置圖

圖6 特殊設計后的風冷線輥道銜接布置圖

如圖6所示，為適應地勢要求，將輥道由直線布置的非跌落段改為偏轉設計了6°。為實現偏轉且使線圈順利通過輥道且不會使線圈亂卷，將此將非跌落段改為跌落段，前、后區段呈上、下交替布置，落差高度為300 mm，同時前段輥道增加對中裝置和短輥道，使線卷沿輥道中心線對稱垂直跌落；為防止線卷出現傾翻、不規則堆積或亂卷現象，在后段輥道上，增加了密集輥和糾偏裝置，使跌落的線卷平穩地過渡到偏轉輥道上，并沿輥道中心對稱前進。

3 結束語

對設備的特殊設計，很好地滿足了特殊地勢的工藝要求，適應了節能降耗和保護生態環境的社會需求。該項目現已投產，應用效果良好。為高線軋機設備、風冷線設備的多樣性研發打下技術基礎。

[1] 王海文.軋鋼機械設計[M].北京：機械工業出版社，1983.

[2] 齊克敏，丁樺.材料成型工藝學[M].北京：冶金工業出版社，2006.

[3] 張小平，秦建平.軋制理論[M].北京：冶金工業出版社，2006.

[4] 強十涌，喬德庸，李曼云.高速軋機線材生產[M].北京：冶金工業出版社，2009.

[5] 劉寶珩.軋鋼機械設備[M].北京：冶金工業出版社，2012.

Design of High-speed Wire Rod Mill in Special Terrain

HAN Li-juan

(Technology Center of TZ Coal Machinery Co.，Ltd., Taiyuan 030009, China)

Based on the existing geographic environments, a special design of high-speed wire rod mill is finished, to meet the requirements of process and production.

special terrain; rolling table after furnace; design; high-speed wire rod mill

1672- 6413(2015)06- 0102- 02

2015- 08- 10；

2015- 10- 20

韓麗娟(1966-)，女，山西文水人，高級工程師，本科，現從事冶金機械設備設計。

TG335

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