橫切產線板垛輸送鏈床的鏈條優化改造

高曉峰，張衛強

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，河北唐山 063200）

0 引言

首鋼京唐40萬噸熱軋橫切生產線于2014年投產，主要用于熱軋鋼卷的后部精加工處理[1]。采用德國先進技術，可剪切屈服強度1250 MPa的高強度鋼板，年產量40萬噸。橫切產線將熱軋運來的原料鋼卷根據用戶要求，對鋼板矯直并剪切成規定尺寸帶鋼后，經堆垛、稱重、打包后外銷。

1 鋼卷橫切工藝設備

橫切工藝流程：原料鋼卷→放置鞍座上→捆帶拆除及測寬測徑→小車上卷→開卷→夾送→粗矯直→切頭→刷鋼板上下表面→切邊、碎邊→精矯直→刷鋼板上下表面→定尺剪切→噴號→鋼板堆垛→板垛稱重、運輸→半自動打包→板垛輸送→吊車運走。

原料鋼卷參數：鋼卷厚度3～18 mm，鋼卷寬度800～2130 mm，鋼卷內徑762 mm，鋼卷外徑1000～2200 mm，最大卷重40 t。成品板垛參數：短尺板垛長度2000～8000 mm，寬度2100 mm；長尺板垛長度160 000 mm，寬度2100 mm；板垛最大重量10 t，最大高度400 mm。

由天車將熱軋鋼卷吊到鋼卷鞍座，保證鋼卷帶頭上開卷的位置，步進梁式鋼卷小車將鋼卷運送到托卷輥站后手工拆除鋼卷包裝帶，然后鋼卷小車托起，經自動測徑測寬后將鋼卷準確安放在開卷機的芯軸上，同時完成鋼卷中心與生產中心線的對中。鋼卷經壓輥、穿帶臺等設備將帶頭引入夾送輥進入5輥矯直機進行粗矯，切頭剪將帶頭不合格部分切除，之后將帶鋼送入圓盤剪將帶鋼邊部剪切成成品要求的寬度。根據帶鋼的厚度選用13輥（矯直范圍8～18 mm）或17輥（矯直范圍3～10 mm）可更換輥盒式精矯直機進行矯直。帶鋼經過噴號和打號及上下表面檢查后，帶鋼進入飛剪切“零”位，按剪切計劃用飛剪進行鋼板定尺剪切。剪切后的鋼板經過提速輥道板與板之間分開，送入堆垛輥道由堆垛機將鋼板一張一張垛齊，堆垛規格不大于10 t，不高于400 mm。垛好的鋼板由側移輥道橫向輸送到板垛輸送鏈床稱重、運輸到卸料輥道，在卸料輥道上的半自動打包機按標準或用戶要求進行打捆后由半門吊將板垛吊下輥道，天車將板垛吊到成品庫等待發運。

板垛輸送鏈床布置在40萬噸橫切生產線的側面，一端承接鋼板垛板機，另一端承接卸料輥道。板垛輸送鏈床結構由兩部分組成：稱重裝置和輸送裝置。功能：板垛稱重及輸送。稱重裝置組成：液壓缸、升降臺架，稱重臺架、壓力傳感器，其中4套液壓缸布置在升降臺架對角，8套稱重臺架為中空箱型結構，使用高強度螺栓緊固在升降臺架上表面，2套壓力傳感器布置在升降臺架的下部中心兩側，同時8套稱重臺架和側移輥道交替布置，液壓缸驅動升降臺架實現垂直升降及稱重。輸送裝置組成：傳動鏈輪、鏈條、張緊鏈輪、稱重臺架；其中稱重臺架也可以稱為輸送臺架，兩側布置傳動鏈輪及電機—減速機，張緊鏈輪布置傳動鏈輪下方，稱重臺架上表面螺栓固定尼龍材料耐磨板，輸送裝置啟動后，鏈條連接板在尼龍材料耐磨板上表面滑動，將板垛從升降稱重臺輸送到卸料輥道。

板垛輸送鏈床分為2套，堆垛機堆好的板垛布置在輸送鏈床的鏈條上，既可每套單獨輸送短尺板垛，又可兩套聯合輸送長尺板垛。在等待板垛期間，升降稱重臺處于下位，鏈條中心低于側移輥道輥面100 mm；側移輥道將板垛放到板垛輸送鏈床后，升降稱重臺上升、下降完成稱重后，升降臺再次上升，鏈條中心高于側移輥道輥面100 mm，板垛輸送鏈床啟動將板垛輸送到卸料輥道。同時，板垛輸送鏈床還具有儲存板垛、緩沖打捆壓力的作用。主要性能參數：輸送鏈床長度12 m，寬度16 m，最大承載能力3×10 t；由電機—減速機—鏈輪—鏈條傳動，板垛最下層鋼板在輸送過程中和鏈條直接接觸。

在投產初期，由于板垛輸送鏈床的鏈條直接與最大重量10 t的板垛最下層鋼板直接接觸，在鋼板下表面產生壓痕和劃痕，嚴重影響帶鋼的表面質量，產品外銷時引起質量異議，只能降價銷售。輸送鏈床的稱重和輸送結構如圖1、圖2所示。

圖1 輸送鏈床的輸送結構

圖2 輸送鏈床的稱重結構

2 產生壓痕和劃痕的原因

（1）壓痕產生原因。板垛稱重裝置在板垛上下動作稱重的過程中，最下層鋼板下表面與鏈條的連接板直接點接觸，接觸面積太小導致壓強太大，造成壓痕。

（2）劃痕產生原因。板垛輸送鏈床在板垛水平動作輸送的過程中，最下層鋼板下表面與鏈條的連接板直接點接觸，接觸面積太小導致摩擦力太小，在輸送鏈床啟、停瞬間，鏈條的連接板與最下層鋼板下表面產生相對滑動，造成劃痕。原鏈條結構如圖3所示。

圖3 原鏈條結構

3 壓痕和劃痕的解決方案

（1）第一次優化改造。和鏈條供應商定制鏈條，鏈條的原有外連接板改為和外連接板一體的、呈90°的鋼制承重板并且材料不變，承重板水平面寬度10 mm，長度與兩個相鄰銷軸的距離相同。鏈條其余規格參數不變，保持原有功能的同時由點接觸變為面接觸，通過增大鏈條與板垛下表面的接觸面積達到降低板垛下表面局部壓強的目的，從而消除在板垛上下動作稱重過程中由于重壓造成的壓痕；通過增大接觸面積的方式增大接觸靜摩擦力，從而在輸送鏈床啟、停瞬間，抑制板垛和鏈條相對滑動的趨勢從而避免相對滑動造成的劃痕。第一次結構優化改進后的鏈條結構如圖4所示。

圖4 第一次結構優化的鏈條結構

（2）第二次優化改造。在第一次優化改造的基礎上，在制造期間鋼制承重板開孔，套裝、嵌頓橡膠材料的柔性緩沖墊，進一步緩沖、分散壓力從而抑制硌痕的產生，同時也能夠加強靜摩擦力，抑制相對滑動以及由之產生的劃痕[2]。第二次結構優化改進后的鏈條結構如圖5所示。

圖5 第二次結構優化改進的鏈條結構

4 改進效果

對輸送鏈床的鏈條結構優化改進后，板垛的最下層鋼板下表面沒有產生壓痕及劃痕，使用效果良好，保證設備可靠運行的同時產品質量也得到保證，為同類設備的類似問題提供了參考借鑒。