棒材軋鋼工程機械設(shè)備設(shè)計改造的探討

吳運斌

【摘 要】棒材軋鋼工程實施期間，機械設(shè)備具有十分重要的作用，只有機械設(shè)備能夠正常運行時，方能保證工程施工的正常進(jìn)行。為了降低機械設(shè)備使用過程中的故障發(fā)生率，并提升機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)效率，需要對機械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計改造工作。本文在介紹棒材軋鋼工程常見機械設(shè)備的基礎(chǔ)上，探討了棒材軋鋼工程機械設(shè)備設(shè)計改造的措施。

【關(guān)鍵詞】棒材軋鋼工程;機械設(shè)備;設(shè)計改造

中圖分類號： TG333 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）07-0182-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.07.075

【Abstract】During the implementation of bar rolling project， the mechanical equipment plays a very important role， only when the mechanical equipment can run normally， the normal construction of the project can be ensured. In order to reduce the failure rate and improve the operating efficiency of mechanical equipment， it is necessary to design and reform the mechanical equipment. Based on the introduction of common mechanical equipment for bar rolling engineering， this paper discusses the measures for designing and reforming the engineering machinery equipment for bar rolling.

【Key words】Bar rolling engineering; Machinery and equipment; Design and transformation

0 前言

鋼材在經(jīng)濟發(fā)展及社會進(jìn)步中發(fā)揮了不可替代的重要作用，由此也促進(jìn)了鋼材相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，軋鋼企業(yè)作為其中一員，其軋鋼技術(shù)水平也不斷的提升。對于軋鋼企業(yè)正常運轉(zhuǎn)來說，機械設(shè)備性能具有非常大的影響，企業(yè)在建設(shè)棒材軋鋼工程時，還應(yīng)結(jié)合工程的實際對機械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計改造，以提升機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)效率，并減少故障的發(fā)生，最終提高企業(yè)的年生產(chǎn)能力。

1 棒材軋鋼工程常見的機械設(shè)備

從定義方面來看，棒材軋鋼工程機械設(shè)備定義包含兩種，一種是指狹義方面的定義，即為直接軋制鋼材的機械設(shè)備，另一種為廣義方面的定義，機械設(shè)備包含所有的軋制鋼材時實用的機械設(shè)備[1]。通常，主要設(shè)備和輔助設(shè)備為棒材軋鋼時使用的全部機械設(shè)備。設(shè)備能夠使軋件直接發(fā)生塑性變形的即為主要設(shè)備，在此種設(shè)備中，工作機座、齒輪機座、減速機等均為其中的工裝裝置。除了主要設(shè)備外，剩余的設(shè)備均為輔助設(shè)備，加熱爐、剪切機、矯直機等均為輔助設(shè)備中的機構(gòu)。

此外，分類依據(jù)不同時，主要設(shè)備以及輔助設(shè)備的包含的具體機械設(shè)備類型也不相同。依照用途，主設(shè)備可以分為不同的6類：第一，開坯機，主要的功能為軋鋼錠，使其變?yōu)樗栊螤畹匿撆?第二，型鋼軋機，鋼坯為方形時，利用此設(shè)備，將其軋成型材;第三，熱軋板帶軋機，鋼坯為板形時，利用此設(shè)備，將其軋制成板材，板材厚度依據(jù)要求確定;第四，冷軋板帶軋機，熱軋板通過此設(shè)備的軋制，變?yōu)槔滠埌?第五，鋼管軋機，鋼坯為圓管形時，利用此設(shè)備將其軋制成無縫鋼管;第六，特種軋機，此種軋機的用途用于要求特殊時[2]。依照結(jié)構(gòu)，設(shè)備可分為10類，包含二輥式、三輥式、四輥式、多輥式、萬能式等。依照布置，機械設(shè)備了分為6類，包含單機座式、縱列式、連續(xù)式等。上述分類均為主要設(shè)備的類別，而輔助設(shè)備則可劃分為7類，分別為切斷設(shè)備、矯直設(shè)備、表面加工設(shè)備、卷取機、熱處理設(shè)備、運輸設(shè)備及包裝設(shè)備。

2 棒材軋鋼工程機械設(shè)備設(shè)計改造措施

某鋼鐵公司決定于2015年3月起建設(shè)棒材軋鋼廠，建設(shè)時，公司原有的小型廠生產(chǎn)工藝及機械裝備技術(shù)應(yīng)充分利用，以將投資費用減少;轉(zhuǎn)爐連鑄坯采用150×150×12000（mm）;布置軋機時采取地坪式，垂直布置軋制線、轉(zhuǎn)爐煉鋼連鑄車間，連鑄坯加熱時，利用輥道，直接進(jìn)入到棒材加熱爐中;工程建設(shè)中需預(yù)留出無頭軋制焊機;建設(shè)時間確定為12個月;自行完成機械設(shè)備的設(shè)計及選型工作。基于上述建設(shè)要求，在進(jìn)行機械設(shè)備設(shè)計改造時，可從以下幾個方面進(jìn)行：

2.1 確定主要設(shè)備的技術(shù)參數(shù)

從以上要求可以看出，棒材生產(chǎn)線的建設(shè)屬于克隆復(fù)制小型產(chǎn)技術(shù)，盡管如此，建設(shè)時的相關(guān)參數(shù)已經(jīng)發(fā)生變化，比如棒材生產(chǎn)線設(shè)計速度、工藝參數(shù)等，因此，需要適當(dāng)調(diào)整部分設(shè)備的技術(shù)參數(shù)。確定主要設(shè)備的技術(shù)參數(shù)時，應(yīng)驗算復(fù)核每臺設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，同時，對小型長實際的生產(chǎn)能力、新建生產(chǎn)線未來的發(fā)展前景等進(jìn)行充分的考慮，以保證技術(shù)參數(shù)確定的合理性及科學(xué)性。在生產(chǎn)線軋制參數(shù)及設(shè)備的技術(shù)參數(shù)方面，通過對比小型廠與高線廠發(fā)現(xiàn)，與高線廠相比，小型廠運行過程中，電機的工作狀態(tài)基本處于滿負(fù)荷中，轉(zhuǎn)速多超過基速，甚至出現(xiàn)全速的情況，減速機、萬向軸聯(lián)軸器不斷地發(fā)生事故，鑒于小型廠的實際情況，確定電機基速、最高轉(zhuǎn)速時，應(yīng)對減速機的轉(zhuǎn)速及傳動比設(shè)計進(jìn)行充分考慮[3]。一般來說，新棒材生產(chǎn)線的主要設(shè)備中，電機基速應(yīng)在600r/min以上，電機運行時，應(yīng)與基速接近，并盡量處于恒轉(zhuǎn)矩段，而且此段存在調(diào)速空間，此外沒改應(yīng)保證各個裝置運行的安全性及可靠性。經(jīng)驗算復(fù)核、電機N-n圖的確定等項工作后，確定電機的主參數(shù)，具體見表1。

2.2 修改減速機錐套配合公差

調(diào)試小型廠過程中，水平軋機主減速機錐套發(fā)生過打滑的問題，通過對設(shè)計圖紙的分析可知，缺乏足夠的配合緊力為主要原因，當(dāng)配合緊力不足時，軋機的軋制力矩?zé)o法承受，造成打滑。在原設(shè)計圖紙中，φ210H/7p6為1#、3#、5#減速機錐套的配合公差，鍵錐面配合并不存在，φ150H7/p6為7#、9#和11%減速機錐套的配合公差，鍵錐面配合并不存在，1：30為設(shè)計的配合度，由于過盈量比較小，導(dǎo)致承受軋制力矩的能力非常差。實施改造設(shè)計后，先復(fù)核驗算了各個配合公差，之后依據(jù)實際情況進(jìn)行了相應(yīng)的修改，修改后，1#單獨使用一個配合公差，為φ208.96±0.01/φ210p6，3#與5#繼續(xù)使用同一個配合公差，為φ209.576±0.01/φ210p6，而7#、9#和11%的配合公差調(diào)整為φ148.97±0.01/φ150p6。

2.3 改進(jìn)冷床齒條梁制造工藝

安裝冷床時，采取由上到下的順序，多層疊加，床面由多個齒條組成，安裝完成后并保齒形對齊，具有一致的標(biāo)高，相鄰齒形誤差嚴(yán)格控制在0.5mm以內(nèi)，全線標(biāo)高誤差應(yīng)在2mm之內(nèi)。鑒于冷床安裝時對裝配精度的要求非常高，為了達(dá)到要求，就需要對在線設(shè)備的加工公差進(jìn)行嚴(yán)格的控制，尤其是齒條梁，加工精度必須要保證，以保證在規(guī)定時間內(nèi)高精度的完成安裝[4]。型鋼經(jīng)過焊接后形成齒條梁，長度6m，在每個齒條梁上，含有20件方管，作用為插裝齒條。由于我國的焊接技術(shù)尚未達(dá)到工藝要求，因此，焊接時分別將一塊鋼板焊接在齒條梁及方管上，焊后機加工同時進(jìn)行，利用螺栓，與齒條梁上良好的固定方管，而且可以按照相應(yīng)的要求調(diào)整位置及尺寸，安裝完冷床并調(diào)試沒有問題后，利用焊接技術(shù)連接方管與齒條。

2.4 改進(jìn)雙排小車同步性

原設(shè)計方案中，由兩個液壓缸來驅(qū)動雙排小車，調(diào)試時，雙排小車的同步性并未達(dá)到理想的效果。實施設(shè)計改造過程中，對此問題作出改進(jìn)，改進(jìn)后，由一臺液壓缸驅(qū)動雙排小車，由此一來，不僅提升了同步性，而且調(diào)試時間也可減少。

2.5 科學(xué)選擇成品秤類型

在小型廠中，成品秤具有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，難以開展安裝及調(diào)整工作，稱重時需要較長的時間，而且需要使用液壓設(shè)備。改進(jìn)后，以輥道秤作為棒材生產(chǎn)線上的成品秤，此種類型的成品秤具有簡單的結(jié)構(gòu)，便于安裝及調(diào)整，除稱重功能外，還具備輸送功能，有效的縮短了稱重時間，且利用計算機系統(tǒng)記錄重量數(shù)據(jù)，提升了工作的便利性[5]。

2.6 冷擺白剪切頭輸出

新棒材生產(chǎn)線中，軋機采用的為地坪式，原有的叉車輸出冷擺剪切頭的方式并不適合，需要作出相應(yīng)的改進(jìn)，改進(jìn)時，輸送如果采用料頭輸送機，由于切頭和切斷的長度并不相同，導(dǎo)致料頭輸送機的寬度難以確定，可行性比較小，最終，收集切頭切尾時，利用料筐，料筐放置在平板車上，運送到適當(dāng)位置，接著進(jìn)行回收。

3 結(jié)論

建設(shè)棒材軋鋼工程時，由于需要采用原有的設(shè)備及技術(shù)，就需要開展科學(xué)的機械設(shè)備改造工作，通過對新建生產(chǎn)線要求的分析及原有設(shè)計存在不足的分析，確定改造設(shè)計方案，保證機械設(shè)備良好的運行。

【參考文獻(xiàn)】

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