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(tái)架定梁,再采用電動(dòng)曲軸步進(jìn)式動(dòng)梁將坯料逐根移至上鋼銀道。由于鋼坯上料只能通過電動(dòng)步進(jìn)式上鋼臺(tái)架單獨(dú)完成,因此上鋼臺(tái)架故障嚴(yán)重制約了棒材線的生產(chǎn),必須不斷實(shí)施改進(jìn),并結(jié)合上鋼臺(tái)架在改進(jìn)后的一些情況再進(jìn)行部分優(yōu)化。

1上鋼臺(tái)架結(jié)構(gòu)組成與工作原理

如圖1所示,棒材上鋼臺(tái)架結(jié)構(gòu)由偏心機(jī)構(gòu)、步進(jìn)動(dòng)梁、定梁等組成,其工作原理為:步進(jìn)動(dòng)梁將定梁上成排鋼坯步進(jìn)輸送,并逐根分開:動(dòng)梁的一端只允許在水平面上移動(dòng),動(dòng)梁的另一端支撐在偏心輪機(jī)構(gòu)上,偏心輪做圓周運(yùn)動(dòng),使動(dòng)梁做擺動(dòng),由于定梁靜止不動(dòng),動(dòng)梁面上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)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(tái)架參數(shù)如下:臺(tái)面尺寸為6m×8m,三組動(dòng)梁、定梁,兩臺(tái)33kw驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

圖1  原鋼坯上鋼臺(tái)架結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(diǎn)接觸,對(duì)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(fù)多達(dá)20余次,由于需要保證銀子同心度,修復(fù)難度較高,需將銀子送往外委單位修復(fù),導(dǎo)致離線時(shí)間長(zhǎng),在此期間易加速其他銀子的損耗。

(2)熱坯上料時(shí),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(dǎo)致三組定梁末端斜軌磨損相對(duì)不同。鋼坯下落時(shí),由于慣性較大,加之磨損不同,常發(fā)生鋼坯下落得較遠(yuǎn)并斜置在銀道上的現(xiàn)象,雖有撥鋼機(jī)校正,但部分再熱鋼坯彎曲較為嚴(yán)重,加之離撥鋼機(jī)較遠(yuǎn),撥鋼機(jī)難以達(dá)到很好的校正效果,導(dǎo)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(shí)有發(fā)生。

3改進(jìn)措施

3.1改進(jìn)方法

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

圖2  改進(jìn)后的鋼坯上鋼臺(tái)架結(jié)構(gòu)

3.2現(xiàn)象

從2018年7月改進(jìn)定梁后,經(jīng)過3個(gè)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(shè)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(yán)重,平均兩周橫向鋼板標(biāo)高就會(huì)與銀面標(biāo)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(shí)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(yùn)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(dǎo)致末端橫向鋼板與斜軌連接處時(shí)常脫焊以及斜軌和末端橫向鋼板磨損嚴(yán)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(duì)不足也是導(dǎo)致末端橫向鋼板與斜軌連接處時(shí)常脫焊以及斜軌和末端橫向鋼板磨損嚴(yán)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(gè)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(huì)對(duì)橫向鋼板造成沖擊,但根據(jù)動(dòng)梁的運(yùn)動(dòng)軌跡,如若將擋塊下移至與橫向鋼板交接處,必須延長(zhǎng)動(dòng)梁,增加動(dòng)梁的負(fù)載,由于動(dòng)梁頻繁動(dòng)作,從設(shè)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(dòng)梁托臂推動(dòng)順利滑向擋塊位置停留,由于前期慣性較小,對(duì)擋塊沖擊相對(duì)不足,直到下一次動(dòng)梁動(dòng)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(jī)將鋼坯緩緩?fù)粕香y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(zhuǎn),同時(shí)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(tái)架結(jié)構(gòu)

(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(yàn)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(jié)果

自改造以來接近半年時(shí)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(shè)備故障。同時(shí),上鋼臺(tái)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(biāo)高。鋼板與斜軌連接處脫焊情況明顯減少,只周期性地進(jìn)行了兩次預(yù)防性維修。

5結(jié)語(yǔ)

對(duì)棒材加熱爐上鋼臺(tái)架定梁進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化后,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證,取得了良好的效果,不僅使設(shè)備能夠平穩(wěn)運(yùn)行,事故大幅度減少,檢修維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低,而且便于設(shè)備的周期性計(jì)劃維修,為軋鋼加熱爐鋼坯上鋼工藝的順利實(shí)現(xiàn)提供了有力保障。