高强度棒材生产线冷床设备研究与优化

吴际彬

摘要：介绍了棒材生产线冷床区主要设备及运行原理，并根据实践中的经验，对冷床涡轮箱、移钢台架小车臂、剪前辊道安装位置进行了优化，项目实施后，不仅延长了设备的使用寿命，更满足了快节奏生产的需求，收到了良好的工作效果。

关键词：冷床；涡轮箱；移钢小车；电机

1 生产工艺概述

宣钢高强度棒材生产线采用步进梁式加热炉进行钢坯加热。热坯或者冷坯通过炉前上料设备进入加热炉进行加热，加热完毕后通过出炉辊道进入粗轧机组进行轧制，通过1#飞剪进行切头后进入中轧机组进行轧制，通过2#飞剪进行切头后进入精轧机组进行轧制，通过3#倍尺飞剪分段后进入冷床输入輥道，通过制动裙板进行分钢和制动，制动完毕后上冷床矫直板矫直，然后由冷床动齿输送至排钢链，通过卸料小车输送至冷床输出辊道，冷床输出辊道将棒料输送至冷飞剪进行定尺剪切后有收集回转卸料装置运送至收集台架进行成捆收集，然后通过打捆机打捆，最后输送至成品台架进行称重收集。冷床控制系统控制范围从冷床输入辊道开始至冷剪后辊道结束，主要包括冷床输入辊道、拨钢器、制动裙板、冷床动齿、对齐辊道、升降托板、排钢链、运料小车，冷床输出辊道，冷剪，定尺机，冷剪输出辊道等设备。

2 冷床主要设备介绍

1）冷床输入辊道。共分为8段，分别有8台变频装置控制，主要用于将倍尺飞剪分段后的棒料输送至冷床区，并通过不同段辊道加速功能将前后两段棒料头尾距离拉开，以便于制动裙板分钢。

2）制动裙板。制动裙板由14段组成，通过14个液压缸驱动，液压缸分别由14台电磁阀控制。制动裙板上有盖板，每个盖板长度通常约为1.2米，通常由40个盖板组成，制动裙板上实际扣上的盖板数量由控制系统计算得到，盖板的主要功能是挡住辊道上的棒料放置在制动裙板下降过程中下一个棒料滑入制动裙板，通过实际扣上的盖板数量可以确定分钢点的实际位置。

3）拨钢器。拨钢器位于冷床输入辊道上分钢点前有盖板的位置上，拨钢器由一个单线圈气动电磁阀控制，拨钢器可以随着分钢点的位置不同而由人工进行挪动，拨钢器的主要功能是用于拨动下一根棒料的头部防止其在制动裙板下降过程中滑入制动裙板。

4）冷床动齿。冷床动齿分为2段，分别有2套传动装置控制，2段动齿通过机械轴连接在一起便于动齿同步起停。冷床动齿的主要功能是将棒料输送至冷床下料侧排钢链上，同时棒料在冷床上自然冷却。

5）对齐辊道。对齐辊道位于冷床动齿出口侧，通常分为2段，由2套变频装置控制。对齐辊道的主要功能是将冷床上的棒料对齐。

6）排钢链。排钢链由3段组成，由3套变频器控制，通过机械轴连接在一起，以保证同步运行。排钢链的主要功能是将冷床上的棒料根据冷剪剪切能力布置成成排料层，便于冷剪成排剪切。

7）运料小车。运料小车由3段组成，由3套变频器控制，通过机械轴连接在一起，以保证同步运行。同时由10个液压缸控制小车升降，其中1#小车4组液压缸，其余两个各由3组液压缸驱动小车升降；运料小车的主要功能是将排钢链上的成排棒料运送至冷床输出辊道。

8）冷床输出辊道。冷床输出辊道由3段组成，由3套变频器控制。主要作用是将倍尺运送到定尺机对齐挡板前，以便冷剪剪切。

9）冷剪。冷剪是成套设备，主要包括了冷剪主电机，稀油电机，干油电机，制动器风机，冷却器风机，加热器；电机均由MCC控制，冷剪主要作用是剪切生产需要的定尺。

10）定尺机。定尺机为成套设备，主要包括定尺机液压站，冷却风机；电机均由MCC控制。定尺主要作用是决定成品的长度，并且在剪切过程中对齐倍尺。

11）冷剪输出辊道。冷剪输出辊道由3段组成，由3套变频器控制。主要作用是将冷剪剪切完的定尺，运送至收集区域。

3 设备运行过程中存在的问题

3.1 冷床涡轮箱密封频繁损坏

冷床涡轮箱是棒材生产线冷床区域活动梁传动的主要设备，直接关系到设备的稳定运行，影响到产品的质量。随着棒材线生产节奏的日益加快，加之轧钢环境的现实状况，冷床主传动涡轮箱常年工作在200度以上的温度环境，导致涡轮箱密封极易损坏，漏油严重。由于涡轮箱采用封闭式骨架油封，无法实现涡轮箱密封在线更换，更换一次密封需要10多个小时，严重影响生产节奏。

3.2 移钢台架小车臂变形

原有的移钢小车臂设计原因，其结构及材质较为薄弱，在现有的高负荷的生产节奏下，小车臂经常出现因超负荷运转或操作意外导致的弯曲变形，变形后的移钢小车升起或下降时会与旁边的辊道盖板发生刮蹭，严重的影响了过钢节奏并使设备使用寿命大幅缩短。

3.3 冷剪前辊道电机维护不便

冷剪前辊道电机原始设计位置为电机风扇方向冲北，电机轴上齿轮和辊道的齿轮共面并用链子相连接，电机位置位于辊子下放，由于电机安装位置空间狭小，在往出取电机或者重安装时会很不方便，并且电机也不方便接线；冷剪前辊道原设计采用推钢机将尾材推入冷剪剪坑，由于推钢机动作节奏慢且无法将尾材清理干净，导致生产人员被迫人工清理，生产节奏大幅度降低。

4 解决问题

4.1 更换涡轮箱密封选型

采用剖分式密封代替原有封闭式骨架油封，利用更换品种时间，对涡轮箱密封进行更换，有效解决了因密封方式导致的无法制漏的问题，可有效降低油脂消耗。

4.2 加固小车臂结构

在不影响设备性能及正常使用要求的前提下，用200mm槽钢将小车臂与小车支座焊接固定，从而实现了对小车臂结构强度的加强，保障了设备的正常运行。

4.3 优化剪前辊道电机位置

首先针对冷剪前辊道电机位置进行优化，在辊道外侧焊接一块支撑板，将电机安装到板上，电机风扇方向改为向南，保证电机是凸出来安装的，这样在更换电机或者电机接线时就变得相对简单，节省了大量的检修时间。然后将原有的推鋼机拆除，在冷剪前加装4颗主动辊，解决因现场作业空间受限，电机无法安放的难题，并采用主从动上下式的链条连接，这样尾材会随着定尺材一起前行从而掉入剪坑，解决尾材处理困难问题。

5 结语

高强度生产线热冷床设备的改造，有效地降低了该区域设备的故障率，提高了设备运转稳定性。在实践中不断的完善才能使设备发挥最大的工作能力。