三煉鋼方坯翻轉冷床行走機構改造實踐

王存明，張中華

（河鋼集團邯鋼公司三煉鋼廠，河北 邯鄲 056001）

由于方坯翻轉冷床行走機構設備運行環境溫度高，氧化鐵皮脫落較多，設備容易由于缺乏足夠的潤滑而出現故障，加上周圍空間狹小是日常維護的死點，導致經常性做旋轉運動的零部件和設備關節部位極容易損壞，尤其升降輪與橫移輪是通過貫穿升降框架橫梁兩側鋼板的銷軸安裝在橫梁箱體內，排查和更換起來極為不方便，既影響生產又給現場的維修帶來了很大困難，滿足不了三煉鋼高效生產需求，因而進行了此次改造。

1 方坯連鑄機翻轉冷床采用的是“步進式”原理

方坯翻轉冷床系統是連鑄生產的關鍵設備，在生產中的主要作用是通過不斷翻轉鑄坯，使鑄坯四邊得到均勻快速的冷卻，實現鑄坯自動矯直以防止彎曲變形，避免了推鋼、拉鋼型式的冷床使鑄坯密集排列造成冷卻不均和推拉引起的鑄坯彎扭變形及刮傷等缺陷，為長定尺鑄坯的生產創造了條件。

三煉鋼方坯連鑄機翻轉冷床采用的是“步進式”，如圖所示圖1。

圖1 “步進式”冷床原理

步進翻轉冷床的運行順序為：翻鋼機將鑄坯放置在冷床的固定齒上，接近開關發信號，升降液壓缸升起；升降缸到位后，機械限位發出信號，平移缸開始平移；平移缸到位后，機械限位發出信號，升降缸開始下降；下降到位后，機械限位發出信號，平移缸復位；復位后，機械限位發出信號，完成一次工作循環。通過以上四個步驟，鑄坯前進一個齒跟并翻轉90°，冷床通過多次工作循環，直至將鑄坯運達收集臺架，完成鑄坯在冷床上的翻轉矯直過程。鑄坯翻轉步驟如圖2示。

圖2 鑄坯翻轉步驟

2 三煉鋼方坯翻轉冷床行走機構存在的問題

在煉鋼生產期間，由于翻轉冷床工作環境震動較大，導致冷床固定基礎發生松動，車輪軸承由于受力不均容易發生損壞，基礎松動也容易引起上、下橫梁變形，最終導致車輪發生損壞甚至脫軌，造成事故停澆，生產中斷；而且由于上、下橫梁之間間隙過小，無法直接取出損壞的車輪，尤其當下車輪損壞時，需要首先使用千斤頂將車輪梁的一端頂起一部分高度，使下車輪輪緣與下梁軌道脫離后，在車輪梁側壁切割出孔洞將損壞的下車輪取出，新車輪更換完畢后還需要將孔洞焊接，如此循環會導致車輪梁變形或者疲勞斷裂，更加速了車輪的損壞，嚴重影響生產。

3 改造的實施

3.1 對上車輪的改造

鑒于原始設計對上車輪安裝方式、大小和軸承選擇欠佳，所以此次改造除了對車輪支撐大梁土建基礎進行灌漿加固外，最主要的是改變了原始設計16組上車輪過大，易損壞，難于更換等缺陷，將車輪梁上表面安裝固定油槽，將上大車輪直徑300改造直徑φ130，長度150的輪組，每四輪一組，放入寬度180的油槽中的小車輪；軸承將原來圓錐滾子軸承改成軸套自潤滑，車輪梁兩外側面分別固定有軸承座支架，軸承座分別與軸承座支架固定，上車輪分別通過輪軸固定于塊連接板之間，輪軸分別垂直于塊連接板平面，三個上車輪的尺寸相同且輪軸相互平行；車輪梁橫截面為倒置的U型；所述油槽沿車輪梁長度方向與車輪梁上表面固定，上車輪的寬度小于油槽寬度；所述軸承座支架為2塊金屬板，分別與車輪梁兩個外側面固定；軸承座分別與軸承座支架通過螺栓固定連接。如圖3、圖4所示。

圖3 下導輪

圖4 上導輪

圖中標記為：上車輪1、下車輪2、上橫梁3、下橫梁4、車輪梁5、油槽6、軸承座支架7、軸承座8、下車輪輪軸9、輪軸10、連接板11、螺栓12、下梁軌道13

此次將上車輪改造三個實心輥體輪，可大幅提升上車輪對方坯的承載能力，且實心輥體輪抗沖擊性能優良，不易損壞；即使損壞，更換方便快捷，比過去節省5個小時，極大的降低了勞動強度和提高解決問題的效率。

3.2 對下車輪改造

通過仔細觀察，發現軸承選擇不恰當，下表是滾動軸承和滑動軸承工況對比情況。

表1 滾動軸承和滑動軸承工況對比

車輪輪軸的兩端安裝于軸承座，下車輪安裝于輪軸上；原設計車輪使用的是雙列圓錐輥子軸承352219E，承載能力可以滿足要求，但在受力不均勻的情況下，容易損壞，造成車輪軸磨損等故障；采用兩盤316圓柱輥子軸承，不同與原設計，輥子內部軸套承載，增強了使用壽命。

圖5 下導輪剖視圖

下車輪采用軸承座與車輪梁連接，由于下車輪輪軸與車輪梁上表面之間的垂直距離大于車輪梁橫截面的高度，當需要更換下車輪時，只需拆下軸承座，下車輪即自動沿著下梁軌道滾落，方便拆裝，保證正常生產。

4 效果

車輪改為至少三個實心輥體輪，可大幅提升上車輪對方坯的承載能力，且實心輥體輪抗沖擊性能優良，不易損壞；下車輪采用軸承座與車輪梁連接，由于下車輪輪軸與車輪梁上表面之間的垂直距離大于車輪梁橫截面的高度，當需要更換下車輪時，只需拆下軸承座，下車輪即自動沿著下梁軌道滾落，方便拆裝，保證正常生產。可大幅提升車輪對方坯的承載能力，延長上車輪、下車輪的使用壽命，且拆裝方便快捷，保證了正常的生產節奏。改造前后對比效果對比如下表。

表2 改造前后對比效果對比

5 結語

從方坯翻轉冷床的改進及效果可以看出，一臺好的設備不僅要考慮其使用功能，而且要考慮其使用功能的可靠性、維護成本的經濟性，以及發生故障后維修的方便性。實踐證明，通過優化設備結構設計與安裝，加強設備維護，提高了設備運行的可靠性及穩定性，各項經濟技術指標得到了較大提高，工人勞動強度大大降低，具有良好的經濟效益和社會效益，對同類設備改進具有一定的借鑒意義。