鍍鋅生產線鈍化擠干輥換輥裝置改進

趙凡+高陸昆

摘 要：針對連續熱鍍鋅生產線擠干輥換輥困難、影響生產和產品質量這一頑疾，根據生產工藝要求，通過在原設備中增改換輥輥道、導向滑輪及換輥小車等部件，較好地解決了在線換輥困難的問題。

關鍵詞：鈍化裝置；擠干輥；換輥裝置；在線換輥

2004年7月鍍鋅彩涂工程鍍鋅生產線正式熱負荷試車運行，該生產線引進韓國工藝技術，由韓國浦項制鐵設計，重點設備由韓國全套引進，其它設備在國內生產由韓國浦項制鐵技術專家監制。鍍鋅線鍍后化學處理段中的重要設備鈍化裝置，就是由韓方提供全套圖紙及技術資料，由山東萬順達彩鋼板專用設備制造廠進行轉化并負責制造的設備。經過近半年多的生產實踐發現，鈍化裝置中的擠干輥換輥裝置無法達到在線換輥的目的：由于熱鍍鋅生產線是一條連續運行的流水線，要確保生產線連續穩定的運行就要求鍍鋅機組中的每一臺設備都處于一個良好的工況，否則生產就無法進行下去，因此在換輥時就必須保證生產線運行狀態不變，否則每停機或降速一次，將至少造成10～15噸的廢品，停機后要恢復正常生產最快也需8小時左右，所以對擠干輥無法在線換輥的方式必須進行改進，以確保生產線高效穩定的運行。

1 現場情況描述

1.1 結構形式

圖1 鈍化裝置結構圖

在鍍鋅生產線上，鈍化裝置是控制鍍鋅商品板產品質量的主要設備之一，它主要是在鍍鋅板表面均勻涂上一層鈍化液，用來防止帶鋼長期擺放在潮濕的空氣中產生“白銹”。鈍化裝置的主要結構特點（如圖1）：主要由鈍化液噴淋裝置、1#、2#擠干輥、帶鋼邊部吹掃裝置及熱風烘干系統組成。

由于生產實際需要，2套擠干輥（一供一備）。正常情況下大約在十五天左右（生產產品約5000噸），就要安排更換輥子，把拆卸下來的舊棍上機床進行修磨；由于操作不當、擠干輥膠層質量及鍍鋅板表面缺陷等原因，擠干輥會產生斷軸、膠輥輥面劃傷等意外事故，導致換輥周期提前。而輥子一旦有了問題不能再使用時，就必須盡快把舊輥撤下來，換上新輥以作備用。

圖2 擠干輥換輥方式（改造前）

1.2 原換輥裝置的缺陷（如圖2）

連續的鍍鋅生產工藝要求鈍化擠干輥必須實現在線換輥，才能實現經濟高效的穩定生產，否則將造成生產線降速、停機，嚴重影響產品質量，無法控制和降低生產成本。從原來的擠干輥在線換輥裝置在實際的使用情況來看，存在以下兩方面的不足：（1）原換輥裝置難予實現在線換輥。若強行在線更換，生產線處于高速、高張力運行的情況下，在狹窄的輥架空間內，只要行車操作人員與地面檢修人員配合不好、保持不住平衡、將在輥子平行移動的過程當中刮傷正在運行中的帶鋼，嚴重的將造成斷帶、全線停機；帶鋼斷時若是彈到工作人員，將造成人員傷亡事故。若降速更換輥子，安全性雖有所增加，但是降速后生產出來的帶鋼，全是廢品，不經濟。（2）換輥操作的安全性和經濟性差。使用原來的換輥裝置更換輥子時，最少需要換輥人員7人（1人指揮行車操作、1人調節手拉葫蘆、2人掌好換輥吊具尾部的配重保持平衡、2人負責把吊具頭部的套管套進軸頭并保持頭部的平衡、1人在工作側監控輥子進出不能刮傷帶鋼），行車操作人員1人，且行車操作人員必須參與到整個換輥過程中，整體協作配合的難度大。

2 改進方法及換輥操作

針對擠干輥在線換輥裝置的設計缺陷及實際使用情況，為解決擠干輥在線換輥的難題，根據我多年設備檢修積累的經驗，翻閱了鈍化裝置圖紙資料，并參考了光整機擠干輥在線換輥的優點，盡量控制改進后不改變原本的設備結構，采取了以下的改進辦法：（如圖3）

圖3 擠干輥換輥方式（改造后）

2.1 改進方法

（1）加工軸承座 在每個軸承座上加工8個φ14㎜的螺栓孔，用于安裝上輥吊滑車。每個軸承座都加工，目的是為了便于日后檢修可互換使用。（2）換輥軌道安裝 在擠干輥支架上下分別焊接軌道支座，用于安裝兩對軌道。下軌道用螺栓聯接于離設備底座680㎜的位置上，上軌道用螺栓聯接于距離下軌道平面830㎜的位置上。（3）在下軌道操作側的沿伸部分對接一臺預先加工制作好的輥子移動車，用螺栓連接，車的四腳設計安裝了高度可調絲桿，便于找正與安裝于設備本體的軌道間的水平。（4）另外，再加工一套用于上輥更換的吊滑車及兩套支承下輥軸承座的換輥小車，車輪內寬與軌道內寬尺寸保持一致，以確?；喸谲壍郎险Ｒ苿?。

2.2 換輥裝置車輪設計計算

2.2.1 車輪直徑計算

根據公式：P=1/8（G2+PQ）（式中：P為車輪平均輪壓，G2為小車自重，PQ為貨重載荷，即輥子重量。）

下輥小車自重294N。查閱CGL鈍化裝置設備圖得知：輥子重量為5635N。

P=1/8（294+5635）=741.125（N）

查《機械設計手冊》，φ車輪=16MM。

為了安全可靠，制造方便，取車輪直徑D=φ40MM。

2.2.2 車輪強度校核

實踐表明，車輪在使用中失效的主要原因是踏面疲勞損壞。車輪的強度計算主要是踏面的疲勞計算。踏面疲勞計算載荷：Pc=（2Pmax+Pmin）/3 （《起重運輸機械》P62），式中：最大輪壓Pmax=14700（N），最小輪壓Pmin=4900（N），所以Pc=1167.7（N），而車輪與軌道線接觸時車輪踏面疲勞計算載荷應滿足下式：Pc≤C1C2K1LD，（Pc為車輪踏面疲勞計算載荷N，C1為轉速系數，查手冊C1=1.13。C2運行機構工作級別系數，本案為M6級，查手冊C2=0.9。K1為許用線接觸應力常數，車輪材料為45，δb=650N/mm2，k1=6.0，L為車輪與軌道有效接觸長度，L=30mm。D為車輪直徑，D=40mm）

C1C2K1LD=1.13×0.9×6×30×40=7322.4（N）≥1167.7（N）=Pc

即：Pc≤C1C2K1LD，

從上述計算可知，設計圖中車輪設計完全能滿足使用要求。

2.3 換輥操作

2.3.1 更換下輥的方法

在對下輥進行更換時，先把預先制作好的換輥小車置于兩端軸承座下方的導軌上；然后利用設備本身用來調節擠干輥壓緊力的聯動螺旋千斤頂降低下輥高度，使輥子脫離正在運行的帶鋼，直至軸承座底部置于換輥小車上；拆除萬向聯軸節與擠干輥接手間的聯接螺栓及軸承座固定卡板；把輥子移動車推來與下軌道的沿伸部分對接調整輥子移動車上的高度調節螺栓，使兩軌保持等高平行，用螺栓固定；此時便可輕松的將輥子沿軌道拉出.用行車吊走舊輥，換來新輥置于輥子移動車上；反向重復上述過程，下輥即可換好。

2.3.2 更換上輥的方法

由于輥子移動車高度調節范圍有限，因此，在對上輥進行更換時必須用到下輥。操作氣動閥，使上輥向上移動，脫離正在運行的帶鋼；在上輥驅動側的軸承座上安裝吊滑車，使上輥驅動側懸掛于上軌道之上；調節聯動螺旋千斤頂降低下輥高度，使輥子脫離正在運行的帶鋼，使下輥軸承座底部置于換輥小車上；拆除萬向軸聯軸節聯接螺栓及軸承座固定卡板；把輥子移動車推來于下軌道的沿伸部分對接調整輥子移動車上的高度調節螺栓，使兩軌保持等高平行，用螺栓固定；此時上輥與下輥軸承座間有105㎜的距離，用一塊150㎜×80㎜×100㎜的墊鐵放于上輥操作側軸承座間的上方；調節千斤頂使下輥升高5㎜讓墊鐵抵住上輥軸承座底部，拆除氣缸頭與軸承座的聯接螺栓，再降低輥子于軌道上；把放好上輥、下輥的換輥車拉至輥子移動車上，用行車吊走舊輥，換來新輥置于輥子移動車上；反向重復上述過程，上輥即可換好。當然根據這個方法就可以對兩只輥子同時進行更換。

3 改進后的效果

3.1 提高安全

在線換輥時提高了人身及設備的安全性。改進前，用平衡配重換輥，要求行車操作人員操作技術高、配合好，否則換輥時就容易把帶鋼撞斷或是擠壓著人，造成人身傷害或生產線停機。

3.2 提高效率

改進前難予實現在線換輥，開線換輥需要5小時、即便停線換一次輥也需要4小時；改進后實現了在線換輥，換一次輥只需45分鐘。

3.3 經濟效益

改進前平均每月有一次因更換輥子而造成生產線停機或降速，一年至少產生廢品約60噸；恢復生產最短需8小時，正常時8小時可生產合格品180噸，一年造成的停機時間將少生產1080噸的合格商品板，經濟損失較大。改進后未影響生產。

3.4 節省人力

改進前更換輥子一次，最少需換輥人員7人（1人指揮全局并隨時觀察輥子從設備中移出情況、1人調節手拉葫蘆、2人一左一右掌好換輥吊具尾部的配重保持平衡、2人負責把吊具頭部的套管套進軸頭并保持頭部的平衡、1人在工作側監控輥子進出避免刮傷帶鋼），行車操作人員1人，且行車操作人員必須參與到整個換輥過程中。改進后，因為每只輥子的重量只有575KG，而導向滑輪與輥道的摩擦又很小，所以換輥時只需人員2人，行車操作人員1人，便可輕松完成，而且，行車操作人員只需把輥子吊在輥子移動車即可，不必參與到整個換輥過程中來。

3.5 實施簡便

整個改造過程共需約20000元人民幣，費用不高，簡單易行。

4 結語

改進后的鈍化擠干輥在線換輥裝置，經過近1年的使用，它簡單實用，操作安全高效穩定，解決了長期困擾我們的鈍化擠干輥無法在線更換難題，輕易的實現了鈍化擠干輥在線換輥。

從鈍化擠干輥在線換輥裝置改進的成功，我們從中得到了以下啟示：（1）通過改造可以增強設備的可靠性、降低事故的多發性、提高生產效力、減輕勞動強度。（2）對設備進行技術改造，能有效的降低成本，節約能源，創造更大的經濟效益。

參考文獻

[1] 昆鋼鍍鋅彩涂板廠《CGL生產線初步設計方案》.

[2] 李九嶺著.帶鋼連續熱鍍鋅（第2版）[M].冶金工業出版社，2001.

作者簡介：趙凡（1969.12- ），男，武鋼集團昆鋼股份有限公司安寧公司昆鋼板帶廠，從事機械專業工作；高陸昆（1969.02- ），男，武鋼集團昆鋼股份有限公司安寧公司技術質量部，從事工藝技術質量管理工作。

即：Pc≤C1C2K1LD，

從上述計算可知，設計圖中車輪設計完全能滿足使用要求。

2.3 換輥操作

2.3.1 更換下輥的方法

在對下輥進行更換時，先把預先制作好的換輥小車置于兩端軸承座下方的導軌上；然后利用設備本身用來調節擠干輥壓緊力的聯動螺旋千斤頂降低下輥高度，使輥子脫離正在運行的帶鋼，直至軸承座底部置于換輥小車上；拆除萬向聯軸節與擠干輥接手間的聯接螺栓及軸承座固定卡板；把輥子移動車推來與下軌道的沿伸部分對接調整輥子移動車上的高度調節螺栓，使兩軌保持等高平行，用螺栓固定；此時便可輕松的將輥子沿軌道拉出.用行車吊走舊輥，換來新輥置于輥子移動車上；反向重復上述過程，下輥即可換好。

2.3.2 更換上輥的方法

由于輥子移動車高度調節范圍有限，因此，在對上輥進行更換時必須用到下輥。操作氣動閥，使上輥向上移動，脫離正在運行的帶鋼；在上輥驅動側的軸承座上安裝吊滑車，使上輥驅動側懸掛于上軌道之上；調節聯動螺旋千斤頂降低下輥高度，使輥子脫離正在運行的帶鋼，使下輥軸承座底部置于換輥小車上；拆除萬向軸聯軸節聯接螺栓及軸承座固定卡板；把輥子移動車推來于下軌道的沿伸部分對接調整輥子移動車上的高度調節螺栓，使兩軌保持等高平行，用螺栓固定；此時上輥與下輥軸承座間有105㎜的距離，用一塊150㎜×80㎜×100㎜的墊鐵放于上輥操作側軸承座間的上方；調節千斤頂使下輥升高5㎜讓墊鐵抵住上輥軸承座底部，拆除氣缸頭與軸承座的聯接螺栓，再降低輥子于軌道上；把放好上輥、下輥的換輥車拉至輥子移動車上，用行車吊走舊輥，換來新輥置于輥子移動車上；反向重復上述過程，上輥即可換好。當然根據這個方法就可以對兩只輥子同時進行更換。

3 改進后的效果

3.1 提高安全

在線換輥時提高了人身及設備的安全性。改進前，用平衡配重換輥，要求行車操作人員操作技術高、配合好，否則換輥時就容易把帶鋼撞斷或是擠壓著人，造成人身傷害或生產線停機。

3.2 提高效率

改進前難予實現在線換輥，開線換輥需要5小時、即便停線換一次輥也需要4小時；改進后實現了在線換輥，換一次輥只需45分鐘。

3.3 經濟效益

改進前平均每月有一次因更換輥子而造成生產線停機或降速，一年至少產生廢品約60噸；恢復生產最短需8小時，正常時8小時可生產合格品180噸，一年造成的停機時間將少生產1080噸的合格商品板，經濟損失較大。改進后未影響生產。

3.4 節省人力

改進前更換輥子一次，最少需換輥人員7人（1人指揮全局并隨時觀察輥子從設備中移出情況、1人調節手拉葫蘆、2人一左一右掌好換輥吊具尾部的配重保持平衡、2人負責把吊具頭部的套管套進軸頭并保持頭部的平衡、1人在工作側監控輥子進出避免刮傷帶鋼），行車操作人員1人，且行車操作人員必須參與到整個換輥過程中。改進后，因為每只輥子的重量只有575KG，而導向滑輪與輥道的摩擦又很小，所以換輥時只需人員2人，行車操作人員1人，便可輕松完成，而且，行車操作人員只需把輥子吊在輥子移動車即可，不必參與到整個換輥過程中來。

3.5 實施簡便

整個改造過程共需約20000元人民幣，費用不高，簡單易行。

4 結語

改進后的鈍化擠干輥在線換輥裝置，經過近1年的使用，它簡單實用，操作安全高效穩定，解決了長期困擾我們的鈍化擠干輥無法在線更換難題，輕易的實現了鈍化擠干輥在線換輥。

從鈍化擠干輥在線換輥裝置改進的成功，我們從中得到了以下啟示：（1）通過改造可以增強設備的可靠性、降低事故的多發性、提高生產效力、減輕勞動強度。（2）對設備進行技術改造，能有效的降低成本，節約能源，創造更大的經濟效益。

參考文獻

[1] 昆鋼鍍鋅彩涂板廠《CGL生產線初步設計方案》.

[2] 李九嶺著.帶鋼連續熱鍍鋅（第2版）[M].冶金工業出版社，2001.

作者簡介：趙凡（1969.12- ），男，武鋼集團昆鋼股份有限公司安寧公司昆鋼板帶廠，從事機械專業工作；高陸昆（1969.02- ），男，武鋼集團昆鋼股份有限公司安寧公司技術質量部，從事工藝技術質量管理工作。

即：Pc≤C1C2K1LD，

從上述計算可知，設計圖中車輪設計完全能滿足使用要求。

2.3 換輥操作

2.3.1 更換下輥的方法

在對下輥進行更換時，先把預先制作好的換輥小車置于兩端軸承座下方的導軌上；然后利用設備本身用來調節擠干輥壓緊力的聯動螺旋千斤頂降低下輥高度，使輥子脫離正在運行的帶鋼，直至軸承座底部置于換輥小車上；拆除萬向聯軸節與擠干輥接手間的聯接螺栓及軸承座固定卡板；把輥子移動車推來與下軌道的沿伸部分對接調整輥子移動車上的高度調節螺栓，使兩軌保持等高平行，用螺栓固定；此時便可輕松的將輥子沿軌道拉出.用行車吊走舊輥，換來新輥置于輥子移動車上；反向重復上述過程，下輥即可換好。

2.3.2 更換上輥的方法

由于輥子移動車高度調節范圍有限，因此，在對上輥進行更換時必須用到下輥。操作氣動閥，使上輥向上移動，脫離正在運行的帶鋼；在上輥驅動側的軸承座上安裝吊滑車，使上輥驅動側懸掛于上軌道之上；調節聯動螺旋千斤頂降低下輥高度，使輥子脫離正在運行的帶鋼，使下輥軸承座底部置于換輥小車上；拆除萬向軸聯軸節聯接螺栓及軸承座固定卡板；把輥子移動車推來于下軌道的沿伸部分對接調整輥子移動車上的高度調節螺栓，使兩軌保持等高平行，用螺栓固定；此時上輥與下輥軸承座間有105㎜的距離，用一塊150㎜×80㎜×100㎜的墊鐵放于上輥操作側軸承座間的上方；調節千斤頂使下輥升高5㎜讓墊鐵抵住上輥軸承座底部，拆除氣缸頭與軸承座的聯接螺栓，再降低輥子于軌道上；把放好上輥、下輥的換輥車拉至輥子移動車上，用行車吊走舊輥，換來新輥置于輥子移動車上；反向重復上述過程，上輥即可換好。當然根據這個方法就可以對兩只輥子同時進行更換。

3 改進后的效果

3.1 提高安全

在線換輥時提高了人身及設備的安全性。改進前，用平衡配重換輥，要求行車操作人員操作技術高、配合好，否則換輥時就容易把帶鋼撞斷或是擠壓著人，造成人身傷害或生產線停機。

3.2 提高效率

改進前難予實現在線換輥，開線換輥需要5小時、即便停線換一次輥也需要4小時；改進后實現了在線換輥，換一次輥只需45分鐘。

3.3 經濟效益

改進前平均每月有一次因更換輥子而造成生產線停機或降速，一年至少產生廢品約60噸；恢復生產最短需8小時，正常時8小時可生產合格品180噸，一年造成的停機時間將少生產1080噸的合格商品板，經濟損失較大。改進后未影響生產。

3.4 節省人力

改進前更換輥子一次，最少需換輥人員7人（1人指揮全局并隨時觀察輥子從設備中移出情況、1人調節手拉葫蘆、2人一左一右掌好換輥吊具尾部的配重保持平衡、2人負責把吊具頭部的套管套進軸頭并保持頭部的平衡、1人在工作側監控輥子進出避免刮傷帶鋼），行車操作人員1人，且行車操作人員必須參與到整個換輥過程中。改進后，因為每只輥子的重量只有575KG，而導向滑輪與輥道的摩擦又很小，所以換輥時只需人員2人，行車操作人員1人，便可輕松完成，而且，行車操作人員只需把輥子吊在輥子移動車即可，不必參與到整個換輥過程中來。

3.5 實施簡便

整個改造過程共需約20000元人民幣，費用不高，簡單易行。

4 結語

改進后的鈍化擠干輥在線換輥裝置，經過近1年的使用，它簡單實用，操作安全高效穩定，解決了長期困擾我們的鈍化擠干輥無法在線更換難題，輕易的實現了鈍化擠干輥在線換輥。

從鈍化擠干輥在線換輥裝置改進的成功，我們從中得到了以下啟示：（1）通過改造可以增強設備的可靠性、降低事故的多發性、提高生產效力、減輕勞動強度。（2）對設備進行技術改造，能有效的降低成本，節約能源，創造更大的經濟效益。

參考文獻

[1] 昆鋼鍍鋅彩涂板廠《CGL生產線初步設計方案》.

[2] 李九嶺著.帶鋼連續熱鍍鋅（第2版）[M].冶金工業出版社，2001.

作者簡介：趙凡（1969.12- ），男，武鋼集團昆鋼股份有限公司安寧公司昆鋼板帶廠，從事機械專業工作；高陸昆（1969.02- ），男，武鋼集團昆鋼股份有限公司安寧公司技術質量部，從事工藝技術質量管理工作。