冷床撥鋼系統(tǒng)缺陷分析及改進

梁建軍

（柞水同興軋鋼有限公司 陜西商洛）

一、前言

冷床是軋鋼生產(chǎn)中重要的輔助設(shè)備。冷床的作用在于將800℃以上的軋件冷卻到150～100℃以下，同時使軋件按既定方向運行，在運輸過程中應(yīng)保證軋件不彎曲。由于軋制產(chǎn)品形狀繁多相差懸殊，因此，軋鋼車間的冷床型式是多種多樣的。

同興軋鋼的冷床采用步進式齒條冷床，長66 m，有效寬度8 m，輸入裝置采用拔叉跑槽的方式，其結(jié)構(gòu)特點：由一組固定齒條，中間以一組活動齒條組成，活動齒條相對于固定齒條做周期性運動，每上下前后運動一次，軋件向前運行一段距離（同興軋鋼的冷床步距為60 mm）。這種冷床的優(yōu)缺點:優(yōu)點是冷卻均勻，鋼材與床面摩擦小，表面擦傷少；缺點是步進機構(gòu)復(fù)雜，床面利用效率較小，設(shè)備重量大。

二、冷床輸入系統(tǒng)的工作原理（圖1）

圖1 冷床輸入系統(tǒng)工作原理簡圖

鋼經(jīng)倍尺飛剪剪切后進入冷床，輸入系統(tǒng)有3種方式，第一種是裙板式，第二種是管式，第三種是拔叉式；同興冷床輸入系統(tǒng)選用的是拔叉跑槽的方式，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單投資少且可靠性 高。缺點是鋼材與跑槽的摩擦大，對鋼頭、鋼尾的質(zhì)量有影響。

工作原理：鋼經(jīng)倍尺飛剪剪切后，通過壓送裝置進入上（下）跑槽，這時鋼的溫度大約在900℃，對撥鋼系統(tǒng)熱脹冷縮影響比較大。鋼進入跑槽后，熱金屬檢測儀檢測到信號后延時給倍尺飛剪，倍尺飛剪得命令后剪切，飛剪前的擺管在前切提前動作，將剪切后的鋼導(dǎo)入下(上)跑槽，同時，在信號傳輸給拔叉氣動電磁閥動作，然后拔叉氣缸帶動撥叉動作，將剪切后跑槽內(nèi)的鋼撥出跑槽，撥入摔直板。摔直板的作用是對紅鋼進行校直，剪切后落在摔直板上的鋼，在冷床步進機構(gòu)完成一次步進動作后，向前進一步距，空出的齒槽為下一根空出位置.隨著冷床步進的動作，，由摔直板之間的動齒條將落在摔直板上的鋼通過步進，托出摔直板，進入靜齒條。一邊冷卻一邊步出冷床，經(jīng)齊頭，進入冷床末端的收集槽，由大平托托出冷床，進入冷床輸出輥道.輸出冷床，同興冷床的步距為60 mm。

三、故障分析

1.撥叉軸的故障分析

（1）原有設(shè)備撥叉軸是實心通軸，且軸與軸承座之間采用的是滑動摩擦（軸套）。在現(xiàn)在的生產(chǎn)過程中產(chǎn)能提高，軋鋼節(jié)奏加快（產(chǎn)量增加至75 t/h），冷床的溫度急劇增高，引起撥叉軸受熱后軸向延伸，導(dǎo)致?lián)懿媾c跑槽之間的距離發(fā)生位移（跑槽間距離為40 mm，拔叉厚度為16 mm）。導(dǎo)致?lián)懿嬖趽茕撨^程中發(fā)生與跑槽互相卡死現(xiàn)象，造成鋼在跑槽中拔不出去，下一根鋼進入后碰上跑槽內(nèi)的鋼，引起飛鋼事故，影響正常生產(chǎn)。

（2）受熱后撥叉軸與軸套之間的間隙變小，不便于潤滑，軸與軸套受熱膨脹，撥鋼時轉(zhuǎn)動不靈活，甚至產(chǎn)生抱死等現(xiàn)象的發(fā)生。另外采用滑動摩擦，摩擦力大，軸套易磨損、損壞，故障率高，且更換費時費力，不利于維修。

2.拔叉軸的改進

（1）改進后的撥叉軸采用的是空心，厚壁無縫管。將冷卻水(使用穿水系統(tǒng)的循環(huán)水，既能保證水的清潔滿足需要，又不增加水源)引入拔叉上、下軸，進行循環(huán)，及時帶走熱量，從而最大限度減小了熱脹冷縮帶來的負面影響，進而保證了撥叉與跑槽之間的距離，杜絕了因撥叉與跑槽相互卡死現(xiàn)象而產(chǎn)生的飛鋼，保證了正常生產(chǎn)。

（2）撥叉軸改用滾動摩擦后，撥鋼轉(zhuǎn)動靈活，減輕撥叉軸氣缸的負荷。改進前每根撥叉軸需3臺氣缸，上、下槽6臺氣缸，每月消耗最少4臺氣缸，每臺氣缸2800元，改進前每月消耗約11 200元，改進后兩個月消耗1臺氣缸，節(jié)省費用10 000元。

3.跑槽的故障分析

改進前跑槽采用的是∠100型角鋼氣割焊接制作，在制作過程中容易產(chǎn)生變形，并且變形后不易校正。因產(chǎn)量增加，軋鋼節(jié)奏加快，跑槽過鋼頻繁，磨損加快，需要經(jīng)常利用生產(chǎn)間隙對跑槽進行維護補焊。但在實際維修過程中，補焊的焊接面不能保證一定的水平度，有高低不平現(xiàn)象，致使在生產(chǎn)過程中，鋼經(jīng)常碰跑槽產(chǎn)生飛鋼，增加了誤機時間，產(chǎn)生了中廢，影響了生產(chǎn)，且補焊時需多人分段進行；用焊條補焊成本較高，效果也不好。

另外一個原因是跑槽過度磨損后需要更換，而跑槽安裝時全部采用的是焊接，將跑槽與固定支架焊接成整體，更換時要用氣割割開更換，工作量大，且定位不準(zhǔn)，需要與周圍跑槽校正，更換起來費時、費力且效果不好。

改進后跑槽采用的材料是鑄鐵，整體鑄造成型。整體鑄造，解決了鋼結(jié)構(gòu)件制作容易變形的不良因素，鑄鐵工件相對于鋼件更耐磨，減少了實際生產(chǎn)中的補焊維修時間，為生產(chǎn)贏得了寶貴的時間，并且減少了飛鋼現(xiàn)象的發(fā)生。

改進后的跑槽，在兩邊制造了兩個便于裝卸的吊耳，安裝后用螺絲固定，方便快速拆卸、更換，且定位準(zhǔn)確，只需稍作校正，即能保證其與周邊跑槽對正;不用動用氣割，電焊也降低了更換時的成本，節(jié)省了更換時間。

4.摔直板的故障分析

改進前公司組織檢查冷床摔直板，統(tǒng)計總共安裝了110塊摔直板，檢查有52塊摔直板存在問題，主要是移位，錯位不正，變形裂縫，固定不牢，有的已經(jīng)破裂；由于前后V形槽不對齊，軋制好的鋼材上冷床后，由于進入冷床鋼溫在900℃左右，鋼是軟的紅鋼，落在摔直板上后，由于摔直板不正，造成鋼材彎鋼，再經(jīng)冷卻后，已經(jīng)冷硬，不能校正.在生產(chǎn)中，經(jīng)常由于冷床產(chǎn)生彎鋼，不符合產(chǎn)品要求，導(dǎo)致停機調(diào)平摔直板，產(chǎn)生誤機和廢鋼，影響軋鋼的生產(chǎn)和產(chǎn)品的質(zhì)量。

主要原因是改進前所用的摔直板，體積小、薄且重量輕，但在正常生產(chǎn)中，鋼從跑槽經(jīng)撥叉撥入摔直板，對摔直板產(chǎn)生一定的沖擊力，從而才能起到摔直板的校直作用。改進前的摔直板采用的是鑄鐵材料，且相對體積薄，在受到鋼長時間的沖擊力后，有時會產(chǎn)生裂縫，甚至破損現(xiàn)象，更換所用時間長，而且溫度高，不便于操作和維修。原摔直板頂面九槽的是鑄造成型，頂面的平直度不好，且高度方向也不加工，每個個體間高度上誤差也較大，安裝校正時由于個體誤差大，安裝校正時無法改正，造成110片摔直板V形槽安裝時就有一定的誤差。

改進后所用摔直板厚度增大，重量增大（由原來的每塊90 kg增加到每塊200 kg），在生產(chǎn)中鋼從跑槽經(jīng)撥叉撥入摔直板后，摔直板相對增加了抗沖擊能力，不但能起到校直鋼筋的作用，而且能有效地“自我保護”。摔直板重量加大后，在受到鋼的頻繁沖擊時，不至于發(fā)生位移，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

改進后的摔直板采用的是鑄鋼材料，且厚度增大、耐用，增加了抗沖擊力。在受到鋼長時間的沖擊后，不會產(chǎn)生裂紋、破損現(xiàn)象，延長了使用壽命，減少了更換次數(shù)，節(jié)省了時間，相對提高了產(chǎn)量。改進后的摔直板，雖然厚度增加，但在摔直板中間預(yù)留了一些規(guī)則排列的散熱孔，及時散熱，從而使鋼從摔直板步進到齒條后，相對鋼溫下降的比較快，保證了鋼的自動調(diào)直，進一步保證了產(chǎn)品質(zhì)量。改造后的摔直板頂面九槽是加工面，高度上要求底面也加工，并提出了較高的加工要求，為高標(biāo)準(zhǔn)安裝提供了保證。

摔直板校正后，都用固定塊固定，保證摔直板位置不變化，確保定位牢靠，進而保證了摔直板V形槽的直線度，可保證鋼材質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

四、總結(jié)

經(jīng)過以上有針對性的改進，冷床的撥鋼系統(tǒng)滿足了生產(chǎn)節(jié)奏需求，同時也使得維護相對方便省時。從2012年改造至今，經(jīng)過幾年的運行表明，對撥鋼系統(tǒng)的改進是成功的。改進后的設(shè)備可靠性增強，故障率明顯降低，鋼材質(zhì)量也得到顯著改觀，滿足了年產(chǎn)52萬噸的生產(chǎn)能力需求。