棒材軋鋼工程機械設備設計改造的探討

吳運斌

【摘 要】棒材軋鋼工程實施期間，機械設備具有十分重要的作用，只有機械設備能夠正常運行時，方能保證工程施工的正常進行。為了降低機械設備使用過程中的故障發生率，并提升機械設備的運轉效率，需要對機械設備進行設計改造工作。本文在介紹棒材軋鋼工程常見機械設備的基礎上，探討了棒材軋鋼工程機械設備設計改造的措施。

【關鍵詞】棒材軋鋼工程;機械設備;設計改造

中圖分類號： TG333 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）07-0182-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.07.075

【Abstract】During the implementation of bar rolling project， the mechanical equipment plays a very important role， only when the mechanical equipment can run normally， the normal construction of the project can be ensured. In order to reduce the failure rate and improve the operating efficiency of mechanical equipment， it is necessary to design and reform the mechanical equipment. Based on the introduction of common mechanical equipment for bar rolling engineering， this paper discusses the measures for designing and reforming the engineering machinery equipment for bar rolling.

【Key words】Bar rolling engineering; Machinery and equipment; Design and transformation

0 前言

鋼材在經濟發展及社會進步中發揮了不可替代的重要作用，由此也促進了鋼材相關行業的發展，軋鋼企業作為其中一員，其軋鋼技術水平也不斷的提升。對于軋鋼企業正常運轉來說，機械設備性能具有非常大的影響，企業在建設棒材軋鋼工程時，還應結合工程的實際對機械設備進行設計改造，以提升機械設備的運轉效率，并減少故障的發生，最終提高企業的年生產能力。

1 棒材軋鋼工程常見的機械設備

從定義方面來看，棒材軋鋼工程機械設備定義包含兩種，一種是指狹義方面的定義，即為直接軋制鋼材的機械設備，另一種為廣義方面的定義，機械設備包含所有的軋制鋼材時實用的機械設備[1]。通常，主要設備和輔助設備為棒材軋鋼時使用的全部機械設備。設備能夠使軋件直接發生塑性變形的即為主要設備，在此種設備中，工作機座、齒輪機座、減速機等均為其中的工裝裝置。除了主要設備外，剩余的設備均為輔助設備，加熱爐、剪切機、矯直機等均為輔助設備中的機構。

此外，分類依據不同時，主要設備以及輔助設備的包含的具體機械設備類型也不相同。依照用途，主設備可以分為不同的6類：第一，開坯機，主要的功能為軋鋼錠，使其變為所需形狀的鋼坯;第二，型鋼軋機，鋼坯為方形時，利用此設備，將其軋成型材;第三，熱軋板帶軋機，鋼坯為板形時，利用此設備，將其軋制成板材，板材厚度依據要求確定;第四，冷軋板帶軋機，熱軋板通過此設備的軋制，變為冷軋板;第五，鋼管軋機，鋼坯為圓管形時，利用此設備將其軋制成無縫鋼管;第六，特種軋機，此種軋機的用途用于要求特殊時[2]。依照結構，設備可分為10類，包含二輥式、三輥式、四輥式、多輥式、萬能式等。依照布置，機械設備了分為6類，包含單機座式、縱列式、連續式等。上述分類均為主要設備的類別，而輔助設備則可劃分為7類，分別為切斷設備、矯直設備、表面加工設備、卷取機、熱處理設備、運輸設備及包裝設備。

2 棒材軋鋼工程機械設備設計改造措施

某鋼鐵公司決定于2015年3月起建設棒材軋鋼廠，建設時，公司原有的小型廠生產工藝及機械裝備技術應充分利用，以將投資費用減少;轉爐連鑄坯采用150×150×12000（mm）;布置軋機時采取地坪式，垂直布置軋制線、轉爐煉鋼連鑄車間，連鑄坯加熱時，利用輥道，直接進入到棒材加熱爐中;工程建設中需預留出無頭軋制焊機;建設時間確定為12個月;自行完成機械設備的設計及選型工作。基于上述建設要求，在進行機械設備設計改造時，可從以下幾個方面進行：

2.1 確定主要設備的技術參數

從以上要求可以看出，棒材生產線的建設屬于克隆復制小型產技術，盡管如此，建設時的相關參數已經發生變化，比如棒材生產線設計速度、工藝參數等，因此，需要適當調整部分設備的技術參數。確定主要設備的技術參數時，應驗算復核每臺設備的技術參數，同時，對小型長實際的生產能力、新建生產線未來的發展前景等進行充分的考慮，以保證技術參數確定的合理性及科學性。在生產線軋制參數及設備的技術參數方面，通過對比小型廠與高線廠發現，與高線廠相比，小型廠運行過程中，電機的工作狀態基本處于滿負荷中，轉速多超過基速，甚至出現全速的情況，減速機、萬向軸聯軸器不斷地發生事故，鑒于小型廠的實際情況，確定電機基速、最高轉速時，應對減速機的轉速及傳動比設計進行充分考慮[3]。一般來說，新棒材生產線的主要設備中，電機基速應在600r/min以上，電機運行時，應與基速接近，并盡量處于恒轉矩段，而且此段存在調速空間，此外沒改應保證各個裝置運行的安全性及可靠性。經驗算復核、電機N-n圖的確定等項工作后，確定電機的主參數，具體見表1。

2.2 修改減速機錐套配合公差

調試小型廠過程中，水平軋機主減速機錐套發生過打滑的問題，通過對設計圖紙的分析可知，缺乏足夠的配合緊力為主要原因，當配合緊力不足時，軋機的軋制力矩無法承受，造成打滑。在原設計圖紙中，φ210H/7p6為1#、3#、5#減速機錐套的配合公差，鍵錐面配合并不存在，φ150H7/p6為7#、9#和11%減速機錐套的配合公差，鍵錐面配合并不存在，1：30為設計的配合度，由于過盈量比較小，導致承受軋制力矩的能力非常差。實施改造設計后，先復核驗算了各個配合公差，之后依據實際情況進行了相應的修改，修改后，1#單獨使用一個配合公差，為φ208.96±0.01/φ210p6，3#與5#繼續使用同一個配合公差，為φ209.576±0.01/φ210p6，而7#、9#和11%的配合公差調整為φ148.97±0.01/φ150p6。

2.3 改進冷床齒條梁制造工藝

安裝冷床時，采取由上到下的順序，多層疊加，床面由多個齒條組成，安裝完成后并保齒形對齊，具有一致的標高，相鄰齒形誤差嚴格控制在0.5mm以內，全線標高誤差應在2mm之內。鑒于冷床安裝時對裝配精度的要求非常高，為了達到要求，就需要對在線設備的加工公差進行嚴格的控制，尤其是齒條梁，加工精度必須要保證，以保證在規定時間內高精度的完成安裝[4]。型鋼經過焊接后形成齒條梁，長度6m，在每個齒條梁上，含有20件方管，作用為插裝齒條。由于我國的焊接技術尚未達到工藝要求，因此，焊接時分別將一塊鋼板焊接在齒條梁及方管上，焊后機加工同時進行，利用螺栓，與齒條梁上良好的固定方管，而且可以按照相應的要求調整位置及尺寸，安裝完冷床并調試沒有問題后，利用焊接技術連接方管與齒條。

2.4 改進雙排小車同步性

原設計方案中，由兩個液壓缸來驅動雙排小車，調試時，雙排小車的同步性并未達到理想的效果。實施設計改造過程中，對此問題作出改進，改進后，由一臺液壓缸驅動雙排小車，由此一來，不僅提升了同步性，而且調試時間也可減少。

2.5 科學選擇成品秤類型

在小型廠中，成品秤具有非常復雜的結構，難以開展安裝及調整工作，稱重時需要較長的時間，而且需要使用液壓設備。改進后，以輥道秤作為棒材生產線上的成品秤，此種類型的成品秤具有簡單的結構，便于安裝及調整，除稱重功能外，還具備輸送功能，有效的縮短了稱重時間，且利用計算機系統記錄重量數據，提升了工作的便利性[5]。

2.6 冷擺白剪切頭輸出

新棒材生產線中，軋機采用的為地坪式，原有的叉車輸出冷擺剪切頭的方式并不適合，需要作出相應的改進，改進時，輸送如果采用料頭輸送機，由于切頭和切斷的長度并不相同，導致料頭輸送機的寬度難以確定，可行性比較小，最終，收集切頭切尾時，利用料筐，料筐放置在平板車上，運送到適當位置，接著進行回收。

3 結論

建設棒材軋鋼工程時，由于需要采用原有的設備及技術，就需要開展科學的機械設備改造工作，通過對新建生產線要求的分析及原有設計存在不足的分析，確定改造設計方案，保證機械設備良好的運行。

【參考文獻】

[1]王烈，宋金虎，吳明安等棟.長鋼精品螺紋棒材生產工藝及設備的研究與應用[J].河北冶金，2013，（03）：55-58.

[2]李忠亮，帥虹全.八鋼南疆軋鋼系統工藝技術特點[J].新疆鋼鐵，2013，（01）：51-53.

[3]傅琛益.現代化的小型棒材軋機生產工藝與設備介紹[J].冶金設備，2013，（S1）：72-75.

[4]曹遠剛，謝元林，劉大涌，孫仕元，羅培華.連軋棒線材生產線設備管理維保模式探索[J].特鋼技術，2012，（02）：47-50.

[5]徐言東，蘇儉華，毛金剛等.軋鋼生產液壓潤滑系統節能降耗技術應用[J].冶金設備，2016，（01）：69-73.