引言

攀枝花金屬制品有限公司是攀成鋼舊產(chǎn)線整體搬遷至攀枝花后新成立的軋鋼企業(yè)。上鋼過程是由吊車將坯料吊至上鋼臺架定梁,再采用電動曲軸步進式動梁將坯料逐根移至上鋼銀道。由于鋼坯上料只能通過電動步進式上鋼臺架單獨完成,因此上鋼臺架故障嚴重制約了棒材線的生產(chǎn),必須不斷實施改進,并結合上鋼臺架在改進后的一些情況再進行部分優(yōu)化。

1上鋼臺架結構組成與工作原理

如圖1所示,棒材上鋼臺架結構由偏心機構、步進動梁、定梁等組成,其工作原理為:步進動梁將定梁上成排鋼坯步進輸送,并逐根分開:動梁的一端只允許在水平面上移動,動梁的另一端支撐在偏心輪機構上,偏心輪做圓周運動,使動梁做擺動,由于定梁靜止不動,動梁面上各點的運動軌跡在垂直和水平兩方向朝出口端逐漸增大,將成排鋼坯逐漸分開。臺架參數(shù)如下:臺面尺寸為6m×8m,三組動梁、定梁,兩臺33kw驅(qū)動電機。

圖1  原鋼坯上鋼臺架結構組成

2存在的問題

(1)上鋼過程中,鋼坯從定梁下落到上鋼銀道上。由于鋼坯凈重2t,加上鋼坯自身存在的彎曲及冷熱坯與斜軌的摩擦阻力不同,極易發(fā)生鋼坯翻轉后落在上鋼銀道上的問題,致使鋼坯與銀道發(fā)生線接觸甚至是點接觸,對上鋼銀道銀子的沖擊較大。自投產(chǎn)半年以來,上鋼銀道銀子已下線修復多達20余次,由于需要保證銀子同心度,修復難度較高,需將銀子送往外委單位修復,導致離線時間長,在此期間易加速其他銀子的損耗。

(2)熱坯上料時,由于溫度較高,加重了定梁末端斜軌的磨損,部分鋼坯存在彎曲,導致三組定梁末端斜軌磨損相對不同。鋼坯下落時,由于慣性較大,加之磨損不同,常發(fā)生鋼坯下落得較遠并斜置在銀道上的現(xiàn)象,雖有撥鋼機校正,但部分再熱鋼坯彎曲較為嚴重,加之離撥鋼機較遠,撥鋼機難以達到很好的校正效果,導致銀道輸送較為困難,鋼坯卡在銀道蓋板上無法輸送影響生產(chǎn)的情況時有發(fā)生。

3改進措施

3.1改進方法

延長上鋼臺架的定梁。如圖2所示,將原有臺架三根定梁斜軌加焊鋼板延長至上鋼銀道銀面內(nèi),再橫向加焊鋼板至銀道內(nèi),同時調(diào)整橫向鋼板最低位置時的頂面標高,使其略高于銀道面標高20mm,這樣鋼坯從定梁上下落時,延長的定梁末端橫向鋼板對鋼坯有一個托舉過程,避免了鋼坯對上鋼銀道銀子的直接沖擊。

圖2  改進后的鋼坯上鋼臺架結構

3.2現(xiàn)象

從2018年7月改進定梁后,經(jīng)過3個月的觀察,效果如下:

(1)上鋼銀道銀子未出現(xiàn)軸頸斷裂、銀面垮塌、軸承損壞等設備故障。未發(fā)生鋼坯卡在銀道蓋板上的現(xiàn)象。

(2)斜軌和末端橫向鋼板磨損嚴重,平均兩周橫向鋼板標高就會與銀面標高齊平,下落鋼坯再次砸在銀面上。

(3)定梁末端橫向鋼板與斜軌連接處時常脫焊,每次換規(guī)格、檢修都需處理。

3.3問題分析

(1)分析鋼坯從定梁到上鋼銀道的運行軌跡,發(fā)現(xiàn)由于鋼坯從定梁滑落到橫向鋼板上存在300mm的高度差,斜面分力F為:

式中,M為鋼坯重量:g為重力加速度:9為斜軌與橫向鋼板銳角夾角:μ為摩擦系數(shù)。

可以看出,9角度越大斜面分力越大,沖擊力越大,角度9過大是導致末端橫向鋼板與斜軌連接處時常脫焊以及斜軌和末端橫向鋼板磨損嚴重的原因之一。

(2)斜軌和末端橫向鋼板采用的材質(zhì)是O235鋼,在高溫、大沖擊環(huán)境下,其耐磨性能相對不足也是導致末端橫向鋼板與斜軌連接處時常脫焊以及斜軌和末端橫向鋼板磨損嚴重的原因之一。

4優(yōu)化措施

4.1優(yōu)化方法

(1)在定梁上增加一擋塊。如圖3所示,在原斜軌中心偏下位置上焊接一個擋塊,擋位高度約為鋼坯厚度的1/4。雖然鋼坯通過擋塊后依然會對橫向鋼板造成沖擊,但根據(jù)動梁的運動軌跡,如若將擋塊下移至與橫向鋼板交接處,必須延長動梁,增加動梁的負載,由于動梁頻繁動作,從設備重要性而言,放棄了將擋塊下移至與橫向鋼板交接處這一想法。這樣一來,鋼坯在離開定梁后,經(jīng)動梁托臂推動順利滑向擋塊位置停留,由于前期慣性較小,對擋塊沖擊相對不足,直到下一次動梁動作,再將鋼坯托舉抬升越過擋塊二次下滑至橫向鋼板上,再通過撥鋼機將鋼坯緩緩推上銀道。定梁斜軌上增加擋塊既降低了鋼坯一次下滑的高度,又控制了鋼坯的翻轉,同時還保證了鋼坯下滑位置的固定,為鋼坯在軌道上的位置控制提供了很好的保證。

圖3 優(yōu)化后的鋼坯上鋼臺架結構

(2)由于不能確定鋼坯與斜軌的摩擦系數(shù),故不能精確算出最適宜的角,因此只能根據(jù)經(jīng)驗適度地在斜軌上焊接鋼板,減小斜軌的角。

(3)將斜軌表面、定梁橫向鋼板、擋塊材質(zhì)由0235更換成大修期間棒材冷床廢棄的高耐磨齒條鋼。

(4)在定梁橫向鋼板與斜軌連接處的底部增加橫筋,焊接過程取消普通焊條,選用507焊條。

4.2優(yōu)化結果

自改造以來接近半年時間,上鋼銀道未出現(xiàn)銀子軸頸斷裂、銀面垮塌、軸承損壞等設備故障。同時,上鋼臺架定梁磨損減少,至今橫向鋼板處未見明顯磨損,依然高于銀子標高。鋼板與斜軌連接處脫焊情況明顯減少,只周期性地進行了兩次預防性維修。

5結語

對棒材加熱爐上鋼臺架定梁進行改進與優(yōu)化后,經(jīng)現(xiàn)場驗證,取得了良好的效果,不僅使設備能夠平穩(wěn)運行,事故大幅度減少,檢修維護人員勞動強度明顯降低,而且便于設備的周期性計劃維修,為軋鋼加熱爐鋼坯上鋼工藝的順利實現(xiàn)提供了有力保障。