棒線材加熱爐上料臺(tái)架結(jié)構(gòu)分析及應(yīng)用

蘇新

【摘 要】分析了幾種常用上料臺(tái)架的結(jié)構(gòu)形式及使用情況，總結(jié)了永鋼三棒材上料臺(tái)架的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并為上料臺(tái)架的設(shè)計(jì)提供了一定的設(shè)計(jì)依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】棒線材；上料臺(tái)架；步進(jìn)式

1.引言

上料臺(tái)架是棒線材生產(chǎn)線加熱爐前的重要設(shè)備，其作用有二：一是存放鋼坯；二是把鋼坯一根根送到入爐輥道上，以便運(yùn)送到爐內(nèi)加熱。目前國內(nèi)軋鋼車間加熱爐常用的上料臺(tái)架有以下幾種：機(jī)械傳動(dòng)步進(jìn)式上料臺(tái)架，鏈傳動(dòng)撥爪式上料臺(tái)架，液壓傳動(dòng)移動(dòng)小車式上料臺(tái)架。由于上料臺(tái)架是軋鋼車間的重要設(shè)備，所以要求該設(shè)備具備運(yùn)行可靠，對(duì)鋼坯磨損小，維護(hù)周期長，檢修方便等特點(diǎn)。

2.幾種上料臺(tái)架結(jié)構(gòu)比較

2.1機(jī)械傳動(dòng)步進(jìn)式上料臺(tái)架：

磁盤吊將鋼坯吊至上料臺(tái)架后，鋼坯通過步進(jìn)動(dòng)作移動(dòng)到上料臺(tái)架上距離輥道最近的位置，落在輥道上。這種上料臺(tái)加的優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行可靠，對(duì)鋼坯表面磨損小，由于是機(jī)械傳動(dòng)，維護(hù)周期長，檢修量也相對(duì)小。缺點(diǎn)是：鋼壞從上料臺(tái)架落到輥道表面上時(shí)，對(duì)輥道形成一定沖擊，噪音大。設(shè)備本身重量大，成本相對(duì)高些。

2.2鏈傳動(dòng)撥爪式上料臺(tái)架：

該形式上料臺(tái)架從結(jié)構(gòu)上看采用鏈?zhǔn)捷斔徒Y(jié)構(gòu)，通過電力驅(qū)動(dòng)（配有電機(jī)，減速機(jī)，制動(dòng)器），拖動(dòng)鋼坯在固定臺(tái)面上運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過程中鋼坯表面磨損較大，對(duì)熱裝的鋼坯尤其不利。此外，鋼坯在上料臺(tái)架末端靠近輥道位置無法準(zhǔn)確定位。

2.3液壓驅(qū)動(dòng)移動(dòng)小車式上料臺(tái)架：

該形式上料臺(tái)架結(jié)構(gòu)上分成兩部分：上料臺(tái)架和移動(dòng)小車，上料臺(tái)架由兩根動(dòng)梁和兩根靜梁組成。動(dòng)梁通過升降行走兩個(gè)動(dòng)作把鋼坯移動(dòng)到入爐輥道的近處，再由移動(dòng)小車將鋼坯托起后平移放到入爐輥道上。動(dòng)梁及移動(dòng)小車的升降和平移都是由液壓缸驅(qū)動(dòng)。這種上料臺(tái)架液壓缸較多，液壓油管接點(diǎn)及潤滑點(diǎn)多，維護(hù)工作量大。而液壓驅(qū)動(dòng)移鋼小車式上料臺(tái)架，由于液壓系統(tǒng)要求驅(qū)動(dòng)設(shè)備負(fù)載均勻，所以對(duì)兩個(gè)移鋼小車的同步要求非常高，然而現(xiàn)場由于鋼坯的吊裝誤差及鋼坯自身的缺陷，是很難保證兩小車同步的。這樣就導(dǎo)致鋼坯“跑偏”，不能準(zhǔn)確落到輥道上工藝要求的位置。

對(duì)幾種形式上料臺(tái)架認(rèn)真比較，最終決定在永鋼三棒材生產(chǎn)線采用機(jī)械傳動(dòng)步進(jìn)式上料臺(tái)架。

3.永鋼三棒材上料臺(tái)架的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

永鋼三棒材生產(chǎn)線設(shè)計(jì)年產(chǎn)量130萬噸，工藝要求上料臺(tái)架上能存放標(biāo)準(zhǔn)坯（150×150×12000）40根，采用磁盤吊吊裝鋼坯到上料臺(tái)架上。軋制鋼坯規(guī)格為150×150—180×180×12000，150×150—180×180×6000，設(shè)計(jì)要求鋼坯在上料臺(tái)架上做步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，盡量減小臺(tái)架對(duì)鋼坯表面的磨損，且要求不能有兩根鋼坯同時(shí)落在輥道上。

設(shè)備的設(shè)計(jì)，首先要考慮滿足工藝要求，動(dòng)作靈活，準(zhǔn)確，使用可靠，檢修維護(hù)方便，其次還要考慮用戶投入的成本。綜合上述，永鋼三棒材上料臺(tái)架的設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：

（1）與其他形式上料臺(tái)架相比，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，臺(tái)面尺寸較小。且臺(tái)面上可全部布滿鋼坯，不必留間隙。而撥爪式上料臺(tái)架必須考慮撥爪的活動(dòng)位置，坯料組之間也要有間隙，以至于不倒翁式撥爪不會(huì)被擋在鋼坯下面起不來。這樣在存放同樣數(shù)量鋼坯的前提下，機(jī)械傳動(dòng)步進(jìn)式上料臺(tái)架有效的節(jié)省了空間。見圖1。

圖1

（2）這種上料臺(tái)架通過電力（電機(jī)，減速機(jī)，制動(dòng)器）驅(qū)動(dòng)偏心軸，步進(jìn)梁固定在偏心軸上面，偏心軸的偏心量為66，偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)步進(jìn)梁升降和前進(jìn)后退。步進(jìn)梁上升時(shí)將固定梁上的鋼坯托起，并以一定的步距向前運(yùn)送鋼坯，鋼坯在固定梁和步進(jìn)梁上均無滑動(dòng)摩擦，而是“輕拿輕放”。鋼坯表面質(zhì)量得到了保證。

（3） 該步進(jìn)式上料臺(tái)架設(shè)計(jì)時(shí)步進(jìn)梁的托坯面采用了V型槽，步進(jìn)梁在運(yùn)動(dòng)過程中逐步托起鋼坯，在主軸力臂最大時(shí)托起的鋼坯較少。托起全部鋼坯時(shí)，其力臂只有不帶V型槽的約0.5倍。大大降低了電機(jī)的功率，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)，根據(jù)工藝要求的節(jié)奏，該上料臺(tái)架的減速機(jī)速比確定為71，臺(tái)架的運(yùn)行速度較其他形式上料臺(tái)架低，鋼坯運(yùn)行更加平穩(wěn)。見圖2。

圖2

（4）由于鋼坯是由磁盤吊吊裝，加之鋼坯自身的缺陷，鋼坯不可能完全垂直于上料臺(tái)架的梁，這樣會(huì)導(dǎo)致鋼坯在向前運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)“跑偏”。為此在固定梁末端設(shè)置氣缸驅(qū)動(dòng)的止擋鉤，止擋鉤的設(shè)置，一方面糾正了鋼坯在上料臺(tái)架上的“跑偏”現(xiàn)象，另一方面有效地保證了只有一根鋼坯工落在輥道的受料位置。

（5）該形式上料臺(tái)架的幾組動(dòng)梁是由同一傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，不存在不同步問題。盡管鋼坯由于吊裝或本身的缺陷會(huì)產(chǎn)生位置偏差，但是不影響鋼坯的運(yùn)行和落到輥道上預(yù)期的受料位置。

4.結(jié)論

永鋼三棒材130萬噸棒材生產(chǎn)車間步進(jìn)式上料臺(tái)架自2006年12月投入生產(chǎn)使用以來，運(yùn)行非常穩(wěn)定，上料區(qū)域的噪音得到有效控制，設(shè)備的維護(hù)周期加長，同時(shí)檢修量也減小，間接降低了設(shè)備使用成本，獲得了用戶的肯定和贊譽(yù)。

5.改進(jìn)

用戶在使用過程中反映，由于靜梁末端的斜面比輥道面高出一些，所以鋼坯在下落到輥道上時(shí)對(duì)輥道沖擊較大。預(yù)計(jì)在以后的同類設(shè)備的設(shè)計(jì)中，把固定梁的末端改成圓弧面，一直延伸到輥道中心線，這樣鋼坯就沿弧面滑向輥道，可有效減小鋼坯下落對(duì)輥道的沖擊。

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