熱軋帶鋼生產線鋼卷運輸系統設備設計與開發分析

潘淑貞

（上海梅山工業民用工程設計研究院有限公司，上海 201906）

鋼卷運輸系統內部包含熱軋帶鋼生產線中的設備與工序，即將鋼板變成鋼卷，而在設備運行期間，整套鋼卷需完成打捆、噴印、稱重、檢查等，借助多道工序該系統可更為精準地將成品卷輸送到庫中，其輸送質量與速度將直接影響著軋制產品的生產數量，因此，需檢查相關系統設備并保證其性能。

1 鋼卷運輸系統設備的工藝流程

一方面，在鋼卷運輸系統中，其主要設備由梁式運輸機、打捆機、鏈式運輸機、卷芯拍齊裝置、稱重機、提升機及噴印機構成，鋼卷檢查線與梁式運輸機的中間連接著固定鞍座。在熱軋帶鋼生產線中設立卷取機，其數量大約在2臺左右。同時，需完成鋼卷的捆帶、拍齊、噴印及稱重工作，詳細檢查鋼卷表面的質量問題，為降低工業生產成本，其檢查方式可選取抽樣調查，在完成相關工作后進行打包打捆帶，并將鋼卷運輸到原料庫。

另一方面，鋼卷運輸系統的整套工藝流程極為復雜，多種設備都參與到系統配合中，比如，工作人員利用運輸系統裝置將卷筒內部的鋼卷取出，并完成打捆后，將鋼卷輸送到一個鏈式運輸機中。鋼卷通過鏈式運輸機輸送至梁式輸送機，并被放置到梁式運輸機的定梁中，當鋼卷固定在定梁中后工作人員需及時開展拍齊、噴印與稱重等工序，繼而被輸送至提升機內，鋼卷通過提升機被提升至地面，再通過梁式輸送機或鏈式輸送機將鋼卷分別送到各鋼卷庫，行車卸卷并將其運到鋼卷庫等待發貨。由于鋼卷運輸系統的工作流程較復雜，在實際運輸時，工作或技術人員應適時檢查其系統內部的設備，保證其性能始終處于可控范圍中，以保障生產的順利進行。

2 熱軋帶鋼生產線鋼卷運輸設備設計特點

2.1 分散卸卷

鋼卷運輸系統中的設備，主要有梁式與鏈式運輸機。鏈式運輸機的工藝特點為分散卸卷、集中輸出，具體來說，當梁式運輸機接收到鏈式運輸機輸送的鋼卷后，經過升降等工序將鋼卷發送到地平標高處。除此以外，可運用多條途徑將鋼卷運輸到鋼卷庫內，整條工藝線路需完成多項工作，比如，將鋼卷分成幾路運輸，還要在將鋼卷運送到鋼卷庫的過程中避免鋼卷落地，并實行分散卸卷，提升卸卷的效率。

2.2 集中輸送

在集中輸送鋼卷的過程中，無論是梁式還是鏈式運輸機都需要朝向卷筒的平行方向，一般來講，借助此方式開展鋼卷輸送時鋼卷可維持原有方向，在保證鋼卷開卷方向的前提下，避免鋼卷旋轉的出現，在減少一項工序的同時，更為穩定地完成運輸工作，即縮減了輸送周期，減少時間成本，還降低設備損耗，繼而有效提升工作效率，達到鋼卷輸送的理想效果。

2.3 采用梁式運輸機

熱軋帶鋼生產線中的鋼材大多使用梁式運輸機，運用此類設備的優勢較多，一方面，此類設備在緩沖過程中所用時間較短，若出現意外性安全事故可有足夠的時間來補救。當梁式運輸機從卸卷小車上取下鋼卷后，其有效替代傳統式鋼卷準備站或運卷小車等設備，過去的運卷小車每臺只能置放一個鋼卷，極大地影響了鋼卷的輸送效率。當發生安全事故時，鏈式運輸機也難以快速取出鋼卷，其卸卷工作也就不能完成，但當前每臺梁式運輸機含有兩個卷位，在放置兩個鋼卷的同時，緩沖時間也短，為意外事故留足了時間。另一方面，梁式運輸機的橫移或升降都依靠液壓缸進行驅動工作，該設備不但結構簡單，還運行可靠，若使用運卷小車進行此類工作，則要借助內部的液壓馬達開展驅動工作，但此類設備對性能的要求極高，且投資大、維護成本高，因此，相較于運卷小車，梁式運輸機更為實用、經濟[1]。

2.4 運用框架提升機

通常來講，框架式提升機只需兩次就能將鋼卷運送到地面。卷筒的中心線標高一般在-1530mm，而存放鋼材的鋼卷庫的地平標高為0，鋼卷內部的中心線標高則在+1000mm，因此，若只使用一次提升。該提升機的跨度將達到2530mm，由于行程過長，給此類提升機的加工與制造帶來較大困難，繼而工作人員只能使用懸臂式提升機?；趹冶厶嵘龣C的結構過于簡單，維護帶來了較大便利的同時，影響了開放式結構鋼卷提升的穩定性，因此，為保障此項工作的整體質量，技術人員可使用框架提升機，在其封閉式結構的影響下，提升機的行程被有效縮短，工作效率也可獲得明顯改善。

3 熱軋帶鋼生產線鋼卷運輸設備的開發研究

3.1 開展兩種機械的聯合輸出

為維護熱軋帶鋼生產線中的鋼卷運輸系統設備，技術人員可對其設備的特點與性能進行開發與研究，最為直接的方式是聯合兩種機械設備開展輸出工作。

隨著當前鋼材生產線的增多，鋼卷運輸系統更多使用梁式運輸機，而工作人員在比較其與鏈式運輸機后，發現鏈式運輸機在輸送鋼卷時帶有較多優勢。其一，此類設備的重量較輕，每臺設備重量可降低20%，同時采用電動驅動，會使其設備性能維持較長時間，降低設備的維護量，延長使用壽命；其二，相比于液壓設備，機械設備的采購價格較低，縮減設備投資，進一步保障鋼卷企業的經濟效益，因此，工作人員可使用特殊的技術手段將兩種運輸機械有效結合，并將鏈式運輸機中的上卷問題得到有效解決，合理改進上料方法，上卷工作由兩種運輸機配合完成，降低投資成本。

具體來說，技術人員可設計出多種設備開發方案，比如，鏈式運輸機也被叫做快速鏈，可將其安置在梁式運輸機的出口位置，運走鋼卷的速度可設置成45m/min，而中間位置輸送鋼卷的機械則可選擇成梁式運輸機，在整套裝置的尾部可選擇梁式與鏈式運輸機共同運作，在該系統內大約有4-5臺鏈式運輸機。而另一種設計方案，如圖1所示，鏈式運輸機的運行速度與安裝位置可保持不變，但該系統的尾部在開展分散運輸的過程中，其鏈式運輸機可分布在上下兩側，剩余部位則使用梁式運輸機[2]。

圖 1 梁式運輸機的開發方案

在鋼卷運輸系統中可增加鏈式運輸機的使用量，但該機械仍存有些許隱患，即當兩臺輸送機開展上卷工作時，難以啟動鏈式運輸機，其在時間段始終處在鎖定狀態。由于該裝置可設置4-5臺鏈式運輸機，當其接受鋼卷下線時會有一半的機械停止運輸、運轉，但經過技術人員詳細的調查與研究，該情況不會對產量造成大的影響，因此，兩種運輸機結合的方式簡單、有效。

3.2 改進梁式運輸機

梁式運輸機有其自身的獨特性能，其在進行運輸過程中也會產生多種問題，技術人員可根據實際情況對其內部配置進行改進或改造。

首先，在多種鋼卷生產上都會使用梁式運輸機，其橫移或升降的驅動采用雙液壓缸，由于各液壓缸運行的速度稍有偏差，時常發生動梁扭轉現象，在運行過程中其車輪緣會附著在軌道邊，造成極大地擺動，影響了運行的平穩性。在對梁式運輸機開展改造期間，其內部的橫移結構驅動可選用單液壓缸，繼而優化其整體性能。

其次，針對梁式運輸機內部的動梁升降結構，輸送鋼卷的方向需沿著鋼卷軸線，為達到運送鋼卷的需求，其升降行程要達到160mm，因此，合適的升降結構需為偏心套式，此類結構較簡單，且配置合理，提升力較大的同時會使運輸機械的運行更為平穩。同時，與鋼卷軸線的方向垂直也能輸送鋼卷，其動梁的上升距離需超出定梁鞍座的整體高度，整套行程要達到440mm，此處的升降結構可選用擺桿式機構，繼而達到工作需要。此外，為使設備布置更加合理，且縮減設備投資，技術人員在開展動梁設計的過程中需將其分成兩段，而兩段間的連接方式則成為影響設備運行的關鍵。具體來說，若使用滾輪鉸接的方式，該滑板會出現嚴重變形，引發設備運行故障，阻礙鋼卷的生產工作。在開展滑動設計時可將滾輪置換成滑塊，連接方式也由面接觸替代線接觸，進而有效解決滑板變形[3]。

最后，當運輸機滿載時會對啟動與停止產生較大的沖擊力，部分生產線會產生滾輪軸斷裂情況，會造成停產等更為嚴重的安全事故。在設計液壓系統的過程中，要嚴格控制比例閥的使用，降低梁式運輸機的運行速度，使此類生產更加可靠、安全。

3.3 使用PLC技術

為保障鋼卷運輸系統的正常運行，工作人員還可使用PLC技術，該技術作用于網絡系統中，主要分成半自動控制與手動控制。在采用手動控制時，技術人員可科學調試該機械，而當系統局部出現問題時可使用半自動控制，有效掌控生產狀況，使生產工序順利運轉。PLC技術中含有較多優勢，如數據處理、邏輯控制等，一般來講，技術人員可將運輸系統中所有的數據信息輸入網絡系統平臺中，運用該技術能及時測算出該工作的運行狀況，有助于及時發現問題并快速解決。而邏輯控制功能內部則帶有諸多指令，在完成相關命令的設置后，可更高效地開展相關工作，使系統運行地更加順利。

4 總結

綜上所述，在設計熱軋帶鋼生產線中的鋼卷運輸系統設備時，技術人員應選擇合適的技術手段，并針對設備運行時產生的問題開展對應性地開發與研究工作，維護整條生產線中的各項環節，在技術合理的情況下，保障鋼卷生產的社會效益與經濟效益。