宣鋼三棒輥道連接軸機械系統(tǒng)改造實踐

馬玲玲

（河鋼宣化鋼鐵集團有限責任公司二鋼軋廠，河北 宣化 075100）

河鋼宣化鋼鐵集團有限責任公司（全文簡稱宣鋼）二鋼軋廠三棒生產(chǎn)線于2014年9月份建成投產(chǎn)。該生產(chǎn)線由中冶京誠負責工廠設(shè)計，意大利達涅利公司負責軋線工藝技術(shù)設(shè)計，達涅利中國公司負責全線的設(shè)備，軋線的工藝設(shè)計、設(shè)備裝備處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，設(shè)計產(chǎn)品包括直徑Φ14～Φ90 mm的圓鋼和Φ20～Φ50 mm的帶肋鋼筋。

鑒于圓鋼市場效益問題，三棒于2019年5月23日由圓鋼切改為螺紋鋼，主要生產(chǎn)Φ22 mm、Φ25 mm、Φ36 mm、Φ40 mm規(guī)格螺紋鋼，圓鋼生產(chǎn)工藝組織要點側(cè)重表面質(zhì)量，生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，從而產(chǎn)生相應(yīng)效益；螺紋鋼表面質(zhì)量相對圓鋼要求較低，生產(chǎn)組織側(cè)重產(chǎn)量，想要提升效益，應(yīng)該從提升產(chǎn)量方面著手。

三棒產(chǎn)線經(jīng)過一段時間的運行，已實現(xiàn)各規(guī)格螺紋鋼的穩(wěn)產(chǎn)，但受軋機后輥道電機[1]影響，成品速度最高只能達到13 m/s，為此實施了宣鋼三棒輥道連接軸機械系統(tǒng)的優(yōu)化改造，從提高作業(yè)率方面入手減少非計劃停機時間、控制生產(chǎn)事故、減少換輥換槽頻次及時間最終達到延長設(shè)備在線周期，減少非計劃停機，提升產(chǎn)線作業(yè)率。

1 設(shè)備現(xiàn)狀

1.1 入爐輥道連接軸機械設(shè)備現(xiàn)狀

投入熱接設(shè)備后，三棒鋼坯入爐溫度最高可達到700℃，熱坯通過熱輻射熱和金屬構(gòu)件向入爐輥道聯(lián)軸器傳導(dǎo)傳熱，連接軸的工作溫度最高可到120℃。入爐輥道采用梅花彈性聯(lián)軸器，而彈性元件許用工作環(huán)境溫度為-35～+80℃。彈性原件長時間在高溫環(huán)境下工作，碳化后失去彈性，長時間運轉(zhuǎn)發(fā)生變形，當兩軸線有相對偏移時，無法自動補償，失去了減震、緩沖作用，使金屬爪盤凸爪剛性接觸，崗位執(zhí)行入爐操作時，聯(lián)軸器頻繁啟動、正反轉(zhuǎn)，金屬爪盤發(fā)生磨損，甚至打牙，極大地縮短了聯(lián)軸器使用壽命。

1.2 出爐輥道連接軸機械設(shè)備現(xiàn)狀

三棒出爐輥道采用支撐輥[2]，鋼坯出爐溫度為970～1020℃，提升過鋼節(jié)奏后，軸承工作溫度可達150℃，對潤滑要求很高，但熱坯出爐環(huán)境溫度較高經(jīng)常發(fā)生軸承油管燒損，導(dǎo)致軸承供油不足，另外過鋼量的增加氧化鐵粉增多，加劇了軸承的磨損，多次發(fā)生軸承抱死問題，維護難度大。

除鱗箱前后輥子電機受除鱗霧氣腐蝕，極容易發(fā)生燒電機故障，致使輥子停轉(zhuǎn)，熱坯卡除鱗箱問題，影響軋制節(jié)奏。

1.3 裙板輥道連接軸機械設(shè)備現(xiàn)狀

三棒生產(chǎn)圓鋼時，最小規(guī)格為Φ20 mm，成品速度為11 m/s，月均生產(chǎn)1～2 d，其他規(guī)格成品速度為2～10 m/s不等，裙板輥道高速運轉(zhuǎn)時間短；切改螺紋鋼后成品速度提升為13 m/s，無特殊情況，基本滿負荷生產(chǎn)，裙板輥道電機長時間處于高負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)，使輥道電機工作溫度升高。

投入穿水后，螺紋鋼上冷床[3]溫度約900℃左右，長時間生產(chǎn)時，裙板輥道工作環(huán)境溫度可達到150℃左右，軸承潤滑油在高溫環(huán)境中極容易發(fā)生板結(jié)、揮發(fā)、碳化等問題，導(dǎo)致軸承因缺少潤滑而抱死，進一步導(dǎo)致輥道電機燒等問題，維護難度較大。

2 技術(shù)方案

2.1 技術(shù)方案分析

1）滾子鏈聯(lián)軸器全部采用金屬結(jié)構(gòu)，適用于高溫、多塵的工況環(huán)境。利用一條公用的雙排鏈同時與兩個齒數(shù)相同的并列鏈齒輪嚙合來實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的連接傳動，具有裝拆方便、工作可靠、壽命長、成本低的優(yōu)點。用滾子鏈聯(lián)軸器代替梅花彈性聯(lián)軸器解決了入爐輥道在高溫、多塵的工況環(huán)境下工作彈性原件失效的問題。

2）熱輻射只同溫度和距離有關(guān)，一般與距離的三次方成反比，熱輻射強度越大，溫度越高，距離越近熱輻射強度越大溫度越高。所以在不改變潤滑油型號的情況下，解決出爐輥道電機、軸承溫度高的思路就是加大輥子與電機、軸承的距離。將出爐輥道改為懸臂輥，加大軸承座與輥子之間的距離，降低電機、軸承的熱輻射及熱傳導(dǎo)傳熱，保證軸承充分潤滑。增加電機與輥子之間的距離，降低其環(huán)境溫度的同時，避免了除磷霧氣對電機的影響，其壽命大大增加。

3）裙板電機軸承抱死主要原因是由于距離輥道近、工作溫度高，使用連接軸增加電機與輥子的距離，可以降低電機工作溫度，保證電機前軸承充分潤滑，避免軸承因潤滑不足引起的抱死現(xiàn)象。

2.2 技術(shù)方案實施

2.2.1 熱坯入爐輥道改造

熱坯入爐輥道由彈性聯(lián)軸器更換為滾子鏈聯(lián)軸器[4]，能夠適應(yīng)高溫、高粉塵的的工作環(huán)境，極大增加了軸承使用壽命，降低了職工維護難度。

入爐輥道聯(lián)軸器更改前后對比如表1所示。

表1 聯(lián)軸器更改前后對比表

2.2.2 出爐輥道改造

出爐輥道采用懸臂輥加大軸承座與輥子之間的距離，將原安裝在輥子兩側(cè)的軸承，全部安裝在電機側(cè)（見圖1），分別起到定位和調(diào)整作用。同時加長連接軸長度，定位軸承與輥道距離增加到627 mm，電機距輥道距離增加到1490 mm，軸承受熱輻射，輥道電機受噴淋水汽的影響大幅度降低，提升設(shè)備使用壽命。

圖1 出爐輥道改造圖（mm）

出爐輥道改造前后對比如效果表2所示。

表2 出爐輥道改造前后對比表

2.2.3 裙板輥道改造

裙板輥道采用彈性柱銷聯(lián)軸器延長連接軸，使電機軸承距離熱輻射源由100 mm延長到600 mm，軸承工作溫度由150℃降低到50℃左右，保證了電機軸承的潤滑質(zhì)量，提升設(shè)備在線使用周期（見圖2）。

圖2 裙板輥道改造圖

裙板輥道改造前后對比效果如表3所示。

表3 裙板輥道改造前后對比表

3 實施效果

入爐輥道、出爐輥道、裙板輥道連接軸機械設(shè)備系統(tǒng)改造完畢之后效果良好。改造前入爐輥道聯(lián)軸器每月更換5～6套，出爐輥道輥子帶聯(lián)軸器每月更換6～7個輥子，裙板輥道每月更換20～30個，改造后，輥子在線使用周期延長，入爐輥道及裙板輥道更換聯(lián)軸器后截止目前未發(fā)生損壞，出爐輥道改造后因輥子磨損嚴重正常下線一組。入爐輥道彈性聯(lián)軸器555元/套，每月更換5～6套，出爐輥道原支撐輥2831元/套，每月更換6～7個輥子，裙板輥道每月更換20～30個，每年可節(jié)約備件費用約90萬元。

4 結(jié)語

系統(tǒng)投運后取得了良好的效果，熱坯入爐輥道改造為滾子鏈聯(lián)軸器，出爐輥道采用懸臂輥加大距離，裙板輥道采用彈性柱銷聯(lián)軸器。軋線各區(qū)域輥子及聯(lián)軸器機械系統(tǒng)改造完畢之后，解決了高溫、高負荷運轉(zhuǎn)下聯(lián)軸器及輥道電機頻繁損壞問題，增加在線使用周期及減少設(shè)備故障時間，每年可節(jié)約備件費用約90萬元。