矩形坯的棒材加熱爐鏈式提升機的優化設計

姚嵩，占飛，徐祖敦

（中冶南方（武漢）熱工有限公司，湖北 武漢 430205）

1 概述

鏈式提升機被廣泛運用于冶金領域，是熱送區域中的一個重要設備。將連鑄機鑄造出來的熱坯，通過提升機被提升至5米平臺的加熱爐裝料輥道，直接熱裝進加熱爐，提高加熱爐的生產效率的同時降低能耗。

現某鋼廠新建長材中棒生產線，鋼坯截面規格165×165/165×225/165×280共三種規格，常規設計的鏈式提升機鋼坯輸送至裝料輥道過程會有翻轉，僅適用于方坯的提升輸送。在矩形坯的生產過程中，會頻繁出現鋼坯立放進爐的情況，影響生產。針對本次項目中方坯和矩形坯交替生產的情況，重點優化設計提升機的接鋼結構，滿足實際生產需求。

2 常規鏈式提升機存在問題

常規鏈式提升機（圖1）主要由鏈條架、帶撥爪鏈條、傳動裝置、滑板、接鋼緩沖裝置等幾部分組成。工作時，由電機帶動傳動裝置，通過帶撥爪鏈條將連鑄輥道上熱坯傳輸至頂部滑板處自由滑落，由液壓缸驅動的接鋼裝置緩沖鋼坯沖擊并完成最后的上料動作。

圖1 常規鏈式提升機

在長期生產過程中，總結出以下問題：

（1）鋼坯從滑板最高點快速滑下，對接鋼設備及5米土建平臺沖擊較大，對設備的沖擊磨損加大，頻繁更換備件檢修會影響生產。雖然可以通過優化滑板坡度和緩沖裝置接鋼臂位置改善沖擊，但是無法根本解決此問題。

（2）緩沖裝置的軸承座、驅動液壓缸等靠近鋼坯上料區域附近，高溫熱輻射及氧化鐵皮等影響軸承、液壓缸的使用壽命。同時設備拆卸不便，延長檢修時間。

（3）對于矩形坯上料存在鋼坯停位姿態不確定性，如圖2所示如果矩形坯在下滑過程中如沒有發生傾翻，則接鋼臂旋轉一定角度后可以以平放的姿態正常進加熱爐，如果如圖3所示在下滑過程中發生傾翻，則由接鋼裝置輸送到輥道上的鋼坯是立放姿態，無法進加熱爐及后續軋機，需要人工干預。對于本次項目的坯料種類，類似于165×225的坯料這類寬度高度較接近坯料能順利上料，對于類似165×280這類尺寸差距較大坯料則很可能無法順利上料，無法保證確定性。設備兼容性不好，不利于各種規格坯料的轉變。

圖2 鋼坯下滑過程未傾翻

圖3 鋼坯下滑過程發生傾翻

3 優化設計

針對以上存在的各種問題，結合本次項目的實際需求做了如下改進（圖4、5）。

（1）接鋼臂優化設計。取消原連接各接鋼臂的長傳動軸設計，將接鋼臂的短旋轉軸分別設置在各組滑板裝置的連接軸處，直接通過接鋼臂將停位在頂部的鋼坯撥起，平穩送上裝料輥道，完成上料過程。保證所有規格的鋼坯在經過接鋼臂90°翻轉過程后，能以平放姿態順利進爐。

（2）曲柄驅動裝置優化設計。通過長拉桿設計，將每根接鋼臂的驅動點通過可調節長連桿引出到電機尾部，遠離輥道區域的高溫和氧化鐵皮影響，由液壓缸驅動曲柄同步裝置。

（3）電機傳動控制優化。通過在傳動裝置電機加裝絕對值編碼器，優化提升鏈運行過程，確定各加減速點。在連鑄輥道接坯時，低速減小沖擊，然后，正常速度提升，在接近提升機頂部時逐漸減速直至在最高位處于靜止狀態，然后，由接鋼臂完成上料過程，消除接鋼過程的鋼坯沖擊影響。

圖4 改進后提升機接鋼裝置

圖5 接鋼臂旋轉90°后將鋼坯完成上料過程

4 結語

本文主要是項目中存在矩形坯熱送提升問題，對常規鏈式提升機進行改進設計，改造后的提升機不僅可以適用于各尺寸規格的鋼坯正常上料，同時，解決了之前生產中一直存在的鋼坯沖擊過大、檢修困難等問題，進一步提高了生產效率減少了檢修頻率，達到了預期效果。