宣鋼高線集卷、風冷輥道的應用與改造

姜少華

（河鋼集團宣鋼公司二鋼軋廠，河北 張家口 075100）

1 工藝概述

宣鋼二高線于2006-09投產，設計規模450000 t/年。加熱爐采用步進式雙蓄熱汽化冷卻加熱爐、加熱爐能力為150 t/h。全線設備裝備水平為國內先進水平，共布置28架軋機，其中，粗中軋機組為14架閉口式二輥軋機，呈平-立交替布置，預精軋機組為4架平-立交替布置的緊湊式軋機，精軋機為10架頂交45°摩根軋機。工程還采用了低溫軋制及控制冷卻、大風量斯太爾摩散卷冷卻運輸線等國內高速線材生產先進技術。在實際生產過程中，鋼坯經加熱爐加熱后，首先通過高壓水除鱗裝置對鋼坯表面氧化鐵皮進行清理，然后通過出爐保溫輥道將鋼坯送入粗軋機列進行軋制，然后通過1#飛剪對軋件頭部進行剪切，然后進入中軋、預精軋、精軋機等后續生產流程進行軋制。

2 機械設備在使用過程中出現的問題

2.1 集卷托盤傳動軸運行不穩定

托盤升降機構是線材盤卷收集的重要設備，運行區域氧化鐵皮多，環境溫度高，經常造成機構減速、停止電氣信號失靈，使兩邊托盤下降速度不一致，造成盤卷傾斜刮蹭立式卷心架，對產品表面質量造成影響。高線集卷托盤的作用是將從集卷筒中下落的線卷統一收集后掛套在芯棒或卷芯架上。二高線托盤由南北兩根鏈條帶動做上下升降動作，在托盤上方的集卷二層平臺里兩根鏈條分別通過三根軸，一軸為傳動軸，二軸為導向壓鏈軸，三軸為順導定位軸，鏈條由三根軸上的鏈輪帶動工作，三根軸均為通軸。由于南北兩根鏈條磨損變形量和張緊量的細微差別，使兩根鏈條在通過二、三軸工作時的拉緊程度不一致，造成一根鏈條松、一根鏈條緊，托盤和線卷所有的沖擊力都會落在那根緊鏈條上，形成相互之間不可調和的工作干擾，長時間運行或有意外大負載會使緊鏈條拉長或崩斷，不僅影響正常生產，而且備件消耗多，維護工作量、維護難度大。同時，由于二軸工作時的受力方向向上，而軸承座固定力向下，在長期承受托盤自重與成品材的疊加力時，會對軸承座的地腳螺栓造成嚴重威脅，經常出現地腳螺栓崩斷、軸承座和鏈條損毀等惡性事故。

2.2 斯太爾摩風冷線保溫罩故障多發

隨著二高線新品種鋼的不斷開發，對成品材的控冷、保溫的技術要求也更加嚴格，斯太爾摩風冷線（風冷輥道）保溫罩的使用頻次也隨著當前生產形式陡增。原保溫罩采用電機傳動蝸輪蝸桿的執行機構實現其升降，但保溫罩體積較大，而現有執行機構電機功率小、螺桿直徑較細的設計能力無法承受保溫罩頻繁升降，加上執行機構上下固定面積小、受力集中，導致螺桿變形、蝸輪打齒、電機超負荷燒損、固定點撕裂等故障多發、頻發，不僅嚴重影響品種鋼的開發和正常生產，也使備件費用居高不下，同時維護工作量、維護難度加大。出爐輥道高壓水除磷前輥子由于原保溫輥道輥子長期受附近高壓水沖擊導致輥子腐蝕嚴重，且極易將氧化鐵皮等雜物帶入輥子軸承位，導致輥子軸承損壞、抱死不轉情況發生，頻繁出現鋼坯卡阻或停步等現象，直接影響生產節奏。

2.3 集卷設備運行不穩定

由于集卷托盤升至高位后與承接成品材的分離指有較大落差，達到了1.5 m，造成線卷發生錯層、亂卷；集卷托盤下降進行接卷至雙芯棒時，雙芯棒兩側的耐磨硬質襯板對收集的線卷內表面造成劃傷；集卷托盤的作用是將從集卷筒中下落的線卷統一收集后掛套在芯棒上。托盤由南北兩根鏈條帶動做上下升降動作，在托盤上方的集卷二層平臺里兩根鏈條分別通過三根軸，一軸為傳動軸，二軸為導向壓鏈軸，三軸為順導定位軸，鏈條由三根軸上的鏈輪帶動工作，三根軸均為通軸。由于南北兩根鏈條磨損變形量和張緊量的細微差別，使兩根鏈條在通過二、三軸工作時的拉緊程度不一致，就會造成一根鏈條松、一根鏈條緊，托盤和線卷的沖擊力都會落在那根緊鏈條上，形成相互之間不可調和的工作干擾，長時間運行或有意外大負載會使緊鏈條拉長或崩斷。

3 解決方法

3.1 集卷托盤傳動軸改造

將現有傳動二軸由原有的一根通軸改為中間斷開的兩根自由軸，自由軸兩端利用原有空間增裝軸承座來承載固定新的斷開式二軸，新軸在原鏈條通過位置上安裝鏈輪。在此情況下，兩根鏈條分別通過自由式二軸，在鏈條拉緊量不一致時只需對松鏈條進行微調就可達到平衡工作承重能力的目的，鏈條之間不再產生相互之間的干擾，既解決了鏈條頻繁崩斷等問題，降低了維護工作量和維護難度，又節省了大量的備件費用。同時，新的二軸軸承座正上方增設壓板裝置，從而壓固軸承座，使軸承座及其地腳受力狀況明顯改善，極大地保護了設備。此項改造實施后為產品正常生產提供了設備基礎，并且在國內同種行業同種設備情況下具有較高的應用和推廣價值。將原來的通徑長軸改為2根可調節的階梯軸，避免了原來軸承裝備的軸向竄動；用夾殼聯軸器進行連接，變徑處采用圓弧過度避免應力集中，實現了長周期穩定運行。改造后的托盤升降機構運行順暢平穩，機構的整體抗沖擊性得到了增強，軸承、鏈輪軸無卡死、彎曲現象發生，為提高產品質量創造了條件。

3.2 斯太爾摩風冷線保溫罩升降改造

技術人員將現有執行機構全部拆除，以保溫罩中軸為支點安裝引出力臂，在力臂下安裝配重箱，箱內放置剪切后的剔廢鋼坯頭，這樣通過杠桿原理可手動輕松升降保溫罩，既解決了機械傳動的諸多問題，降低了維護工作量和維護難度，又節省了大量的備件費用，同時，為品種鋼開發和正常生產提供了設備基礎，并且此技改具有較高的應用和推廣價值。

3.3 集卷設備集中改造

技術骨干根據集卷托盤外形，焊接制作兩個寬200 mm、高480 mm的箱體，安裝在集卷托盤和雙芯棒托盤上以減少集卷過程產生的落差，同時，為了滿足不同品種鋼的生產需要，箱體設計為可拆分形式，根據生產任務安排隨時加裝和拆分，改善了集卷錯層、亂卷情況；另一方面，加工制作了雙芯棒黃銅襯板，將集卷雙芯棒耐磨鋼制襯板改為兼具耐磨性和防劃傷功能的黃銅襯板，降低了線卷內表面劃傷，在生產一些軟線品種鋼時此改造效果尤為明顯。在不改變原二軸安裝位置尺寸的情況下，由原有的一根通軸改為中間斷開的兩根自由軸，自由軸兩端利用原有空間增裝軸承座來承載固定新的斷開式二軸，新軸在原鏈條通過位置上安裝鏈輪。這樣，兩根鏈條分別通過自由式二軸，在鏈條拉緊量不一致時只需對松鏈條進行微調就可達到平衡工作承重能力的目的，鏈條之間不再產生相互之間的干擾。預計項目實施后，鏈條工作情況大為改善，鏈條變形拉長或崩斷現象基本杜絕，大幅延長了鏈條的使用壽命，同時，也穩定了集卷托盤的運行。

4 結束語

宣鋼線材集卷設備集中改造和斯太爾摩風冷線保溫罩升降方式改造的成功實施，使設備更加適用于現代化的快速生產節奏，具有實際推廣意義。