棒材廠冷床裙板氣動平衡裝置改進攻關

周盛敏

（陽春新鋼鐵有限公司軋鋼廠，廣東 陽春 529600）

棒材生產(chǎn)廠國內外現(xiàn)狀、水平：①冷床裙板減速機本體故障率高、在線使用壽命短、更換頻次高，生產(chǎn)效率受限制；②輸出軸偏心銅套磨損較快，螺栓容易松動、斷裂、偏心套易退出；③易引起裙板掛鋼事故，造成成材率低。發(fā)展趨勢：滿足各備件長時間在線使用要求、降低故障率、提高產(chǎn)品的成材率。筆者根據(jù)現(xiàn)場從事設備使用維護的經(jīng)驗對液壓系統(tǒng)故障進行了詳細分析，提出了改進方案。

1 項目研究開發(fā)目的和意義

通過對冷床裙板系統(tǒng)的原理以及其受力狀況分析設計一套氣動平衡系統(tǒng)，提高裙板減速機及其關聯(lián)設備的在線使用壽命，減少更換減速機及其關聯(lián)設備的頻次，降低因裙板系統(tǒng)問題造成的掛鋼事故，達到提高經(jīng)濟技術指標、提升生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品成材率和降低備件消耗費用的目的，對完成公司“年產(chǎn)360萬噸鋼”的生產(chǎn)目標具有重要意義。項目達到的技術水平及市場前景：通過項目攻關，使一棒冷床裙板系統(tǒng)使用效果達到國內先進水平，使之生產(chǎn)出質量穩(wěn)定、性能優(yōu)良的建筑用材。

2 冷床裙板改進攻關項目背景

一棒裙板系統(tǒng)共有31根拉桿、200塊裙板、200件曲柄、34件扁頭及600件銷軸、軸承組成，總計重量約為19噸，而19噸重的裙板系統(tǒng)全部由一臺減速機驅動，在裙板上下動作的過程中，19噸重的設備產(chǎn)生的重力及慣性全部由一臺減速機承受，由于減速機受力過大而經(jīng)常引起減速機出現(xiàn)故障：

（1）與減速機輸出軸配合的一號拉桿銅套極易磨損，銅套磨損超過1mm后就需要更換銅套，而單獨更換銅套需要8個小時。

（2）減速機輸出軸偏心套壓蓋螺栓容易松動、斷裂，螺栓松動、斷裂后導致偏心套退出，而偏心套退出后回裝需要4小時。

（3）減速機輸出軸由于受力過大而容易崩裂，嚴重的時候會導致減速機箱體被撕裂，而整體更換減速機需要14小時。

當出現(xiàn)上述故障后會帶來以下幾方面的影響：

（1）由于裙板系統(tǒng)故障而引起的裙板掛鋼，造成成材率的損失。

（2）由于裙板系統(tǒng)故障而引起的備件損壞，增加備件費用。

（3）由于裙板系統(tǒng)故障而引起的故障停機損失。

分析認為，由于整個系統(tǒng)19噸重的設備產(chǎn)生的重力及慣性全部由一臺減速機承受，故而出現(xiàn)這些故障。若是當裙板減速機在上升時有力相助，下降時有力緩沖的情況下，可減少減速機的受力過大的現(xiàn)狀，從而保護減速機而解決系列問題。

3 項目攻關目標

通過項目攻關：

（1）降低拉桿銅套的消耗，減速機的維護備件成本；其中銅套每年更換2次，減速機平均每年更換4次，改進后減速機將4年更換1次，銅套將2年更換一次。

（2）減少此處維修所耗費的時間，節(jié)約停機時間，按照每次更換銅套8小時，每次處理偏心套退出需4小時，每次更換減速機需14小時，平均每年4次。

（3）提高成材率約0.1%（每次掛鋼亂床相當于軋廢一根鋼坯）。

4 研究開發(fā)內容和目標

4.1 項目主要內容及關鍵技術

主要內容：此裝置分兩部分：一為動力部分；在現(xiàn)在的裙板減速機處增加一個氣動系統(tǒng)，系統(tǒng)分：蓄氣裝置部分、機械感應部分、和控制部分、執(zhí)行部分。其實現(xiàn)路徑是：1號蓄氣裝置持續(xù)供氣，當裙板拉桿在低位時，1號機械感應閥動作給氣動換向閥供氣讓換向閥換向動作1號蓄氣氣路打通供氣給氣缸的無桿腔，氣缸在裙板減速機上升時提供了部分動力。當裙板拉桿到達高位時，2號機械感應閥動作給氣動換向閥供氣讓換向閥往另一方向動作2號蓄氣氣路打通穩(wěn)住此時裙板下降時所需的支撐力，從而在裙板下降時既不給減速機造成阻力，也可托起裙板緩慢下降進而達到一種平衡。二為傳動部分；測量好氣缸與裙板拉桿之間的距離，設計支撐架，曲柄，連軸。連軸一端連接拉桿，一端連接曲柄與氣缸，固定在支撐架上進行傳動。關鍵技術：既可實現(xiàn)減速機上升時提供動力，又可在下降時提供輕微支撐力，從而保護裙板減速機。

4.2 技術創(chuàng)新點

設計氣動平衡裝置為減速機動作提供外力平衡，減少減速機異常。

4.3 主要技術指標或經(jīng)濟指標

通過項目攻關，①降低了拉桿銅套的消耗，減速機的維護備件成本；其中銅套每年更換2次，減速機平均每年更換2次，改進后減速機將4年更換1次，銅套將2年更換一次。②減少了此處維修所耗費的時間，節(jié)約了停機時間，按照每次更換銅套8小時，每次處理偏心套退出需4小時，每次更換減速機需14小時，平均每年4次；③提高了成材率約0.1%（每次掛鋼亂床相當于軋廢一根鋼坯）。

5 冷床裙板氣動平衡裝置改進項目實施

5.1 項目實施前狀況

運行這么多年，通過對其運行狀況的總結和往年的事故及檢修次數(shù)發(fā)現(xiàn)其減速機的運行狀況已非常惡劣，已不能滿足滿負荷生產(chǎn)要求，影響正常的生產(chǎn)節(jié)奏，限制了一棒產(chǎn)能的進一步發(fā)揮。

經(jīng)過查詢設備技術檔案和設備檢修工單記錄：①、裙板減速機偏心銅套每年更換2次，裙板減速機平均每年更換2次；②每次更換銅套8小時，每次處理偏心套退出需4小時，每次更換減速機需14小時，平均每年4次。因此，如何有效改善裙板運行狀況成為了一棒工序釋放產(chǎn)能、提升經(jīng)濟技術指標的關鍵。

5.2 項目實施內容

針對裙板實際運行狀況，攻關組主要從設備改進方面開展攻關，通過改進設備、強化管理加強人員培訓等手段，達到消除生產(chǎn)瓶頸，釋放產(chǎn)能，提升經(jīng)濟技術指標的目的。

5.3 設備改進

（1）統(tǒng)計裙板問題的各項數(shù)據(jù)對項目開展的必要性進行理論上的支撐。通過對設備技術檔案的查詢，設備工單記錄的查詢發(fā)現(xiàn)：①裙板減速機偏心銅套每年更換2次，裙板減速機平均每年更換2次；②每次更換銅套8小時，每次處理偏心套退出需4小時，每次更換減速機需14小時，平均每年4次。

（2）邀請設備室領導，車間設備主任，車間工程師等技術人員論證項目的開展方向以及設計思路(見下圖）。

通過對裙板系統(tǒng)的原理進行研究，對國內先進技術進行參考，結合現(xiàn)場實際情況，軋鋼廠技術人員設計了一套裙板平衡氣動阻尼裝置予以解決現(xiàn)場存在的這些問題。自2020年1月起開始摸索研究，經(jīng)過一系列的方案設計、可行性論證，最終于2020年2月確定設計一套“裙板平衡氣動阻尼裝置”的方案來從根本上解決此問題。具體原理為：此裝置分兩部分：一為動力部分；在現(xiàn)在的裙板減速機處增加一個氣動系統(tǒng)，系統(tǒng)分：蓄氣裝置部分、機械感應部分、和控制部分、執(zhí)行部分，如圖1。其實現(xiàn)路徑是：1號蓄氣裝置持續(xù)供氣，當裙板拉桿在低位時，1號機械感應閥動作給氣動換向閥供氣讓換向閥換向動作1號蓄氣氣路打通供氣給氣缸的無桿腔，氣缸在裙板減速機上升時提供了部分動力。當裙板拉桿到達高位時，2號機械感應閥動作給氣動換向閥供氣讓換向閥往另一方向動作2號蓄氣氣路打通穩(wěn)住此時裙板下降時所需的支撐力，從而在裙板下降時既不給減速機造成阻力，也可托起裙板緩慢下降進而達到一種平衡。二為傳動部分；測量好氣缸與裙板拉桿之間的距離，設計支撐架，曲柄，連軸。連軸一端連接拉桿，一端連接曲柄與氣缸，固定在支撐架上進行傳動。關鍵技術：既可實現(xiàn)減速機上升時提供動力，又可在下降時提供輕微支撐力，從而保護裙板減速機，如圖2所示。

圖1 出具設計思路，出設計總裝原理圖

圖2 裙板系統(tǒng)的原理圖

圖3 裙板減速機結構圖

6 項目實施效果及結論

通過改進攻關一棒裙板的運行狀況得到了極大的改善，裙板對生產(chǎn)的制約影響越來越小，裙板生產(chǎn)瓶頸這頂“帽子”終于被摘下。 目前減速機及其附屬設備運行良好，未產(chǎn)生一項事故與大的檢修項目；各項攻關指標均完成了目標，取得的成效十分顯著。

（1）降低了拉桿銅套的消耗和減速機的維護備件成本。

（2）減少了此處維修所耗費的時間，節(jié)約了停機時間。

（3）通過攻關，成材率得以提升，提高了成材率約0.1%（每次掛鋼亂床相當于軋廢一根鋼坯，改進后減少了掛掛現(xiàn)象）。

（4）同樣通過攻關，冷床彎鋼大幅度減少，極大的降低了崗位員工的勞動強度。

通過攻關，裙板事故瓶頸得以消除，使得一棒產(chǎn)能能夠得到充分發(fā)揮，為公司構建400萬噸鋼生產(chǎn)模式提供了有力支撐。

7 結語

隨著現(xiàn)代化高產(chǎn)量熱軋棒材對厚度尺寸公差、表面質量和成型控制要求的日益提高，對軋鋼生產(chǎn)設備的要求也不斷提高。為滿足高產(chǎn)、優(yōu)質、低消耗和生產(chǎn)操作更先進的工藝要求，本文對冷床裙板部分的工作原理進行了詳細分析，并提出具體可行的解決方案。如何運用新技術、新模式管理好這些設備,以適應現(xiàn)高質量棒材生產(chǎn)的需要。這個新課題正擺在我們的面前。我們必須在實際中不斷總結，完善各項制度，從源頭上抓起，使軋鋼設備更好地滿足于繁重的生產(chǎn)任務提供有力的保證。