軋鋼熱送鋼坯收集臺架存在問題與解決方案

米文樂 唐珍珍

摘要：鋼坯熱送收集臺架工作原理，使用中存在的問題，針對問題分析原因、提出改進方案、實施驗證。

Abstract： The working principle of the billet hot delivery collection stand， the problems in use， analyze the reasons for the problems， put forward improvement plans， and implement verification.

關鍵詞：鋼坯熱送;熱送輥道;收集臺架;擺臂機構;推鋼小車

Key words： hot feed of billet;hot feed roller table;collection stand;swing arm mechanism;steel pushing trolley

中圖分類號：TG333? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0131-02

0? 引言

軋鋼高線鋼坯原料存放區與煉鋼連鑄鋼坯收集臺架直線距離約60米，為降低車輛盤運成本并提高熱鋼坯溫度利用，設計了從煉鋼到軋鋼的熱鋼坯輸送輥道，其終點是熱鋼坯收集臺架。但設計之初，受空間限制，將推鋼擺臂機構與臺架分布在熱送輥道的下方，受高溫輻射影響，設備故障率高，備件成本和人力投入過高。針對存在的問題，需要進行改造優化。

1? 鋼坯熱送和收集設備的工作原理

鋼坯規格是150×150mm方坯，每根長12米，從煉鋼經60米輸送輥道，到達軋鋼收集臺架，一根根自動輸送、收集。臺架工作原理：鋼坯經輥道輸送到臺架推鋼位置時，鋼坯頭部的檢測信號檢測到鋼坯到達正確位置，輥道停止轉動傳送，兩臺液壓缸推動擺臂機構，由擺臂機構上4個擺臂帶動4個推鋼小車，每個推鋼小車上的推頭推動鋼坯從輥道面上滑移到臺架鋼軌上，然后液壓缸桿收回到起始位，完成一支鋼坯收集，下支鋼坯開始進入待推位（見圖2）。

2? 設備使用中存在的問題

軋鋼原收集臺架為節約收集臺架所占用的空間，將液壓缸、擺臂機構安裝在鋼坯臺架下方，這種設計把液壓缸、擺臂機構、推鋼小車置于800-900攝氏度高溫鋼坯的熱輻射下，給設備維護帶來很大麻煩。

問題一：4個推鋼小車，每個小車安裝有16個成品軸承，充當車輪，在小車行走槽內前后移動，軸承受高溫輻射，并且由于是封閉結構導致無法給軸承提供潤滑，除非拆出小車對軸承進行加油;

問題二：小車車輪軸承壽命很短且小車兩側行走槽的下軌面磨損很快。收集臺架放鋼坯的軌道共7個，小車行走槽與收集臺架軌道是一體焊接的，如果小車行走槽磨損，則必須更換臺架7個軌道中的4個，以及另外4個短的小車行走軌道。

軸承損壞或小車軌道磨損容易導致小車前后移動不順暢，嚴重的是曾經有一次因小車在行走軌道內受阻，造成液壓缸安裝底座被拔出。

所以小車車輪軸承、小車軌道、液壓缸基礎及拉桿在使用過程中故障點多，備件消耗多，牽扯維修人員精力也多，嚴重制約正常的生產組織。

3? 問題原因分析

①推鋼小車、擺臂機構安裝于800-900度高溫鋼坯下，小車輪軸承因結構原因無法正常加油潤滑、各轉動鉸點潤滑在高溫區潤滑不良，是推鋼機構容易損壞的一個重要原因。②中規中矩的設計中，坯料收集臺架和液壓、擺臂機構應分別安裝在輸送鋼坯輥道的兩側，這樣才能做到擺臂機構發出推力，與小車行走方向在一個平面上，不存在無效作用力（見圖1）。

原來推鋼機構中，小車拉桿在擺臂的帶動下，斜向左下方（見圖2），力是矢量，除大小外還有方向，小車在行走槽內推鋼時，基本是水平向左運動的，拉桿斜向左下方已表示拉桿推鋼作用力方向與小車行走方向不一致，從圖B擺臂拉桿可以看到，小車拉桿與小車行走方向約有30度夾角，根據力的分解和三角形邊長關系，很容易推算出有1/3的拉桿作用力被分解，分解力垂直于小車、向下，這個向下分解的力，不僅對小車向前推鋼是無效作用力，而且對小車車輪和行走軌道下壓，增大行走磨擦力，具有較強的破壞性，這是小車軸承容易損壞，行走軌道短容易磨損的主要原因。

圖1、圖2是兩種推鋼小車布局比對，圖1為中規中矩設計，圖2為臺架下方安裝推鋼裝置的不合理結構。

4? 問題解決的思路與方案

4.1 思路

①參考中規中矩設計，先將輥道取直后的新收集臺架與推鋼擺臂機構分布在熱送輥道兩側，把液壓缸和擺臂機構移出高溫區，達到擺臂機械機構遠離高溫輻射區域分開的目的，同時實現擺臂作用力與小車行走方向一致，消除車輪與車軌道受額外下壓力，但這時推鋼小車還保留在高溫區，且車輪軸承潤滑無法實現。

②創新點1：因為推鋼小車功能就是推鋼，所以我們可以將推鋼小車變形為推鋼桿，把推鋼桿移到熱送輥道的擺臂機構側，遠離了高溫區。創新點2：將推鋼小車結構中2個鉸點變為1個鉸點，直接連接推鋼桿，每個推鋼桿推鋼端頭設計一個小托輥，進一步減少維護點。創新點3：當連桿機構中2個鉸點變為1個鉸點后，必須把推鋼桿端頭的托輥設計成有上下伸縮量的。托輥既要在推鋼桿前進時平穩托起推鋼桿，保證推鋼桿頭部中心永遠頂在150mm鋼坯面中心，又要用托輥下的伸縮彈簧來補償因1個鉸點連接帶來的推鋼桿高低變位時不壓托輥，避免托輥受多余的下壓力，最大限度增加托輥壽命。

注：2個鉸點的推鋼桿前進后退過程中一直處于水平狀態，但需要前后兩個位置做推鋼桿支撐（如加熱爐推鋼桿每個推鋼桿配4個導向輥），2鉸點結構缺點是擺臂作用力被分解一部分，維護點多了1鉸點和多增加了支撐輥，乘以4個推鋼桿就多了不少設備和維護點。

4.2 方案

①拿掉4個推鋼小車，確定推鋼桿頭部到擺臂安裝距離，通過圖紙數據和模擬運動軌跡，將原圖紙擺臂長軸安裝水平座標向液壓缸方向平移760mm，垂直座標向上抬升140mm，新增推鋼桿托輥預埋底座。②重新設計的推鋼桿連接扁頭（直徑72mm的強度足夠用）、推鋼桿托輥可上下滑動支座，托輥軸、銅套、鋼套等。③外購能支撐45kg（推鋼桿單重85kg）的壓縮彈簧（100*23*21）、選適配管子制做托輥彈簧緩沖器。④配支座，現場用水平儀確定支座標高，以推鋼桿壓彈簧緩沖器后的高度標定與桿頭與熱送輥面的標高。

改造后的現場照片見圖3。

5? 結束語

改造后，液壓缸和擺臂長軸機構遠離了高溫區，推鋼小車及小車軌道不存在了，取消原不合理結構，徹底消除了故障點。新結構極簡，備件消耗極低，維護量極小，已投用，成功實現了改造目標。

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