一種新式雙高速線材生產(chǎn)線翻鋼式分線裝置

雷 迅，高斯佳

（武漢鋼鐵股份公司條材總廠，湖北 武漢 430081）

武漢鋼鐵股份公司條材總廠大型分廠高速線材雙生產(chǎn)線（以下簡(jiǎn)稱高線）的主要組成及生產(chǎn)流程是：分線裝置將上游粗軋機(jī)開(kāi)坯后的圓形坯料分別分配給下游雙孔型中軋機(jī)的兩條軌線。經(jīng)中軋機(jī)軋制后，分成A、B兩條軋線。

分線裝置分配圓形坯料的過(guò)程稱為分線工序。開(kāi)坯后的圓形坯料直徑為106mm、長(zhǎng)度為27 210mm、重量為2t、溫度為900℃。應(yīng)用傳統(tǒng)線材生產(chǎn)的擠壓式導(dǎo)位裝置及分線裝置和應(yīng)用于型鋼生產(chǎn)線的推拉床機(jī)構(gòu)都不能滿足生產(chǎn)線“高速”、“保溫”的要求。因此，在進(jìn)口雙高線投產(chǎn)使用時(shí)，采用了一種特殊的翻鋼（又稱撥鋼）式分線裝置。

一、翻鋼式線裝置的工作原理與存在的問(wèn)題

1.工作原理

翻鋼式分線裝置主要由翻鋼機(jī)構(gòu)、工作平臺(tái)及保溫罩組成。翻鋼機(jī)構(gòu)分布在輥道之間，由翻鋼鉤傳動(dòng)軸、曲柄以及翻鋼鉤組成。翻鋼鉤由液壓缸通過(guò)曲柄、傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。工作平臺(tái)上并列布置三條輥道，如圖1所示：中線輥道與開(kāi)坯機(jī)組同軸，接收來(lái)自上游粗軋機(jī)的圓形坯料，A線輥道和B線輥道與雙孔型中軋機(jī)的兩條軌線同軸，分別向后續(xù)的A線和B線供料。在翻鋼鉤的撥動(dòng)及翻滾作用下，中線輥道上的圓形坯被分別分配給中軋機(jī)的兩條軌線進(jìn)行軋制，完成分線。

2.存在的問(wèn)題

（1）軋制工藝斷點(diǎn)。翻鋼式分線裝置要求軋件進(jìn)入中間輥道后，整支軋件必須到位停下才能翻鋼分線，而且分線輥道上要空出接受新軋件的位置。這樣，軋件在分線過(guò)程中要停止一段時(shí)間。翻鋼后，停止的軋件還要在輥道與軋件摩擦力作用下加速到下游軋機(jī)軋制速度，才能被順利咬入軋機(jī)。軋件在完成這個(gè)過(guò)程的同時(shí)前一支軋件以下游軋機(jī)的速度運(yùn)行了相同的時(shí)間。這樣，前后軋件相隔了一段距離，使下游軋機(jī)不能連續(xù)軋制，形成了工藝斷點(diǎn)。

圖1 翻鋼式分線裝置結(jié)構(gòu)示意圖

（2）切頭剪（飛剪）布局的唯一性限制。在高線改造前，切頭剪是布置在翻鋼式分線保溫輥道后與下游軋機(jī)前的位置，這時(shí)的軋線已變成了兩條。為節(jié)省空間，設(shè)計(jì)將兩個(gè)飛剪合并成一個(gè)，即共用一套動(dòng)力裝置。這種布局大大增加了飛剪制造的難度。然而在分線后必須切掉因分線而帶有缺陷的軋件頭部。這就是翻鋼式分線裝置對(duì)切頭剪的限定。

（3）翻鋼式分線方式引起諸多設(shè)備問(wèn)題。

①工序多，程序步驟多，機(jī)構(gòu)復(fù)雜。使用翻鋼式分線裝置，工藝動(dòng)作的邏輯順序至少要靠十多個(gè)傳感器反饋和用PLC、計(jì)算機(jī)控制，調(diào)試相當(dāng)復(fù)雜。

由于切頭剪必須滿足一條線剪切時(shí)另一條線不剪切的工藝要求，因此，切頭剪除配有一般飛剪裝置外，還須專門(mén)配有氣動(dòng)剪刃翻轉(zhuǎn)裝置，以滿足單線剪切的要求，機(jī)構(gòu)十分復(fù)雜。

②保溫輥道故障多、壽命短，運(yùn)行不可靠，造成這些問(wèn)題的主要原因如下。

a.三條輥道并列。翻鋼式分線裝置需三條輥道并列以構(gòu)成翻鋼機(jī)的工作平臺(tái)，且各列輥道在旋轉(zhuǎn)軸上互相重疊才能順利過(guò)鋼。由于中線輥道與兩個(gè)分線輥道都有重合區(qū)，輥道之間不能安裝護(hù)板。因此，常因軋件不直而偏離出輥道造成堆鋼。

b.連體軸承座。翻鋼式分線保溫輥道的輥?zhàn)虞S承座被設(shè)計(jì)成三個(gè)一組，且有多種傳動(dòng)形式。如帶有一個(gè)主動(dòng)輥、帶有兩個(gè)主動(dòng)輥或不帶主動(dòng)輥的。這種組合會(huì)帶來(lái)許多麻煩，如因主動(dòng)輥與被動(dòng)輥的磨損不一致，造成軋件打滑，引起堵鋼、頂鋼、堆鋼等故障。

二、新型擺動(dòng)式分線裝置工作原理及特點(diǎn)

2006年，針對(duì)高線的原分線裝置存在的問(wèn)題，提出了將翻鋼式分線裝置的工作平臺(tái)——輥道改成擺動(dòng)式結(jié)構(gòu)的新方案。經(jīng)與協(xié)作制造單位的共同努力，開(kāi)發(fā)了新型擺動(dòng)式保溫輥道及相應(yīng)設(shè)備，并已正式投入使用。新的擺動(dòng)式分線裝置安裝在原翻鋼式分線裝置舊址，上、下游軋機(jī)位置不變。

1.工作原理

新型擺動(dòng)式保溫輥道的工作原理如圖2所示。

其基本結(jié)構(gòu)是：在粗軋機(jī)出口處設(shè)置一單線曲柄式切頭剪與一組固定式單線輸出輥道及導(dǎo)槽。然后將原固定式保溫輥道結(jié)構(gòu)改成可整體移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，將三條輥道改成兩條輥道安裝在同一個(gè)可擺動(dòng)的底座上。其底座的出口端設(shè)計(jì)成可水平旋轉(zhuǎn)的固定點(diǎn)，相當(dāng)于垂直地面的鉸鏈，入口端在水平面自由擺動(dòng)。在擺動(dòng)端設(shè)置一套驅(qū)動(dòng)和支撐裝置，以驅(qū)動(dòng)和控制輥道的擺動(dòng)端在水平面擺動(dòng)。

其工作原理是：兩列輥道通過(guò)擺動(dòng)分別與固定式單線輸出輥道對(duì)接，使軋件順利通過(guò)。每通過(guò)一支軋件，擺動(dòng)一次，循環(huán)往復(fù)，完成分線。機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)條件如下。

（1）輥道表面做成V型或U型，可承受熱軋件彈性彎曲變形力；

（2）擺動(dòng)距離≥下游雙生產(chǎn)線中心距；

（3）擺動(dòng)時(shí)，輥道面標(biāo)高與軋線標(biāo)高保持一致；

（4）擺動(dòng)角度應(yīng)在軋件彈性變形范圍內(nèi)，一般≤1°為宜。因此，擺動(dòng)輥道的最小長(zhǎng)度必須滿足最小擺動(dòng)角度要求；

（5）能帶軋件擺動(dòng)，且擺動(dòng)時(shí)不影響輥道運(yùn)行。

2.工作特點(diǎn)

圖2 新型擺動(dòng)式分線輥道示意圖

（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作流暢。

（2）消除了工藝斷點(diǎn)。通過(guò)優(yōu)化程序可消除工藝斷點(diǎn)，該裝置的擺動(dòng)時(shí)間2s能在分線的過(guò)程中被全部“吃掉”。

擺動(dòng)式保溫輥道可“帶軋件擺動(dòng)”。這個(gè)功能的主要目的是，當(dāng)前一軋件全部進(jìn)入擺動(dòng)式保溫輥道后即可擺動(dòng)，讓另一列輥道與上游軋機(jī)對(duì)接，下一支軋件即可進(jìn)入另一條軋線。因上游粗軋機(jī)可比下游中軋機(jī)速度快3倍以上，只要適當(dāng)?shù)胤峙渖?、下游軋機(jī)和輥道的速度，即可在進(jìn)入下游軋機(jī)前實(shí)現(xiàn)前后軋機(jī)的對(duì)接。

（3）沒(méi)有竄道隱患。用擺動(dòng)的方式分線就不需要翻鋼機(jī)構(gòu)和中間輥道，軋件也不需要從一組輥道翻到另一組輥道。因此，輥道間可安裝護(hù)板，防止軋件竄道引起堆鋼故障。同時(shí)也消除了翻鋼時(shí)軋件對(duì)輥道的沖擊。

（4）所有輥道都能傳動(dòng)。新的擺動(dòng)式保溫輥道的輥?zhàn)尤渴侵鲃?dòng)輥，消除了輥道磨損不一樣所帶來(lái)的各種隱患，大大提高了輥道運(yùn)行的可靠度。

（5）優(yōu)化了布局并解除了切頭剪布局的唯一性限制。

3.新型擺動(dòng)式分線裝置的經(jīng)濟(jì)效益

新型擺動(dòng)式分線裝置已在高線投產(chǎn)使用了5年，其各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到了歷史最好水平。設(shè)備事故停機(jī)時(shí)間幾乎為零，維護(hù)費(fèi)用據(jù)估算還不到原裝置的十分之一。

新型擺動(dòng)式分線裝置與翻鋼式分線裝置相比，每生產(chǎn)一支軋件至少可節(jié)約時(shí)間2s。按年產(chǎn)70萬(wàn)t鋼計(jì)算，1年最少可增產(chǎn)21 784.273t優(yōu)質(zhì)鋼材。

[1]黃華清.軋鋼機(jī)械.冶金工業(yè)出版社，1980.

[2]無(wú)故障運(yùn)行.SMS“Universal Rail and Section Mill Functional Description General Explanation 94 44000/RAILWU”（B_AA00e）中第2.2條“to be operated trouble-free from the mechanical-equipment supplier's view.”