西寧特鋼小棒工程棒材軋輥間工藝設(shè)計要素探討

摘 要：介紹西寧特鋼小棒工程軋輥間主要設(shè)計特點，闡述軋輥間設(shè)計中應(yīng)注意的問題，以提高軋輥間的設(shè)計水平，進而提高棒材車間的產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：棒材車間；軋輥間；工藝設(shè)計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.003

1 概述

棒材廣泛用于建筑、機械、汽車、船舶等工業(yè)領(lǐng)域，全國共59家鋼鐵企業(yè)可生產(chǎn)優(yōu)鋼棒材，共有軋機110條，設(shè)計總產(chǎn)能7701萬噸。2016年全國棒材總產(chǎn)量為4542萬噸，較2015年名義增長205萬噸，同比增加4.7%?，F(xiàn)有21條軋機可以實現(xiàn)普優(yōu)共產(chǎn)，涉及產(chǎn)能1703萬噸。[1，2]在持續(xù)推進改革、環(huán)保升級淘汰落后產(chǎn)能等一系列因素影響下，普轉(zhuǎn)優(yōu)產(chǎn)能轉(zhuǎn)化結(jié)合優(yōu)鋼產(chǎn)能釋放，促進了棒材項目的穩(wěn)定良好運行態(tài)勢。各大項目對主軋線的設(shè)計非常重視，卻往往忽視軋輥車削，從而導(dǎo)致一些項目的軋輥間無法滿足生產(chǎn)要求。

通過參加酒鋼100萬噸棒材項目、西林鋼鐵100萬噸棒材項目、日照鋼鐵100萬噸棒材等項目設(shè)計，對不同類型棒材軋鋼廠軋輥間特點及設(shè)計中應(yīng)注意的問題有比較直觀的認(rèn)識，結(jié)合西寧特鋼小棒工程，總結(jié)棒材軋輥間工藝設(shè)計一些要點，供同類項目設(shè)計參考。

2 西寧特鋼小棒工程項目概況

西寧特鋼小棒材生產(chǎn)線采用短應(yīng)力線軋機和PSM三輥減定徑軋機，引進德國西馬克公司技術(shù)和設(shè)備。生產(chǎn)產(chǎn)品為優(yōu)質(zhì)合金鋼棒材，產(chǎn)品規(guī)格Φ16～100mm，設(shè)計產(chǎn)量為45萬噸/年，是目前國內(nèi)最先進的特鋼軋線。工程配套建設(shè)較完備軋輥間，主要有軋輥加工、軋輥拆裝，軸承清洗和輥環(huán)加工、輥環(huán)維護等設(shè)施。軋輥車間面積27m×108m，軌面標(biāo)高15m；輥環(huán)加工間面積64m×7m（相對軌面標(biāo)高6m）。承擔(dān)主軋線上各類軋輥車削，軸承座維護，軸承清洗等任務(wù)。軋輥主要技術(shù)參數(shù)詳見表1。

3 西寧特鋼小棒工程軋輥間特點

西寧特鋼小棒材生產(chǎn)線軋制產(chǎn)品規(guī)格范圍廣，軋機數(shù)量多與其他棒材項目比較，軋輥車削具有軋輥規(guī)格多，輥環(huán)磨削量大的特點。各項目產(chǎn)品規(guī)格及軋輥車削量詳見表2。

4 軋輥間工藝設(shè)計要素

4.1 設(shè)備選擇

4.1.1 主要設(shè)備選擇

軋輥間最主要設(shè)備是軋輥車床，新軋輥的輥身精車、孔型加工和舊輥修復(fù)在軋輥車床上進行[3]。軋輥車床選型的規(guī)格根據(jù)軋輥的輥身直徑和長度選用。選型的臺數(shù)按不同規(guī)格軋輥分別計算。

N=PH/Yη

式中N為計算的軋輥車床數(shù)，臺；P為同規(guī)格軋輥加工總根數(shù)，根；H為同規(guī)格軋輥加工工時，h/根；y為機床年工作小時，h；η為機床利用率，一般取0.85～0.9。加工臺時指標(biāo)H值與軋制產(chǎn)品的形狀、尺寸和軋輥的材質(zhì)、制造工藝有關(guān)，要綜合考慮選取。

西寧小棒工程軋輥加工總根數(shù)約440根，輥環(huán)約2700個，總根數(shù)由軋機換輥周期決定，軋機換輥周期主要依據(jù)軋機供貨商提供的數(shù)據(jù)，也要參考同類工廠的實際經(jīng)驗，并結(jié)合自身的特點進行確定。此外還考慮了在生產(chǎn)過程中的實際換輥情況，除正常換輥外其它換輥因素如計劃換產(chǎn)品規(guī)格、事故輥等。軋輥加工時間根據(jù)軋輥的直徑、輥身長度、孔型、材質(zhì)，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)驗，各規(guī)格軋輥得出軋輥規(guī)格材質(zhì)加工時間表詳見表3。η機床利用率85%，y機床年工作小時約3820小時。根據(jù)以上數(shù)據(jù)小棒工程選用軋輥車床3臺，輥環(huán)加工車床1臺，碳化鎢輥環(huán)磨床1臺。

4.1.2 非標(biāo)設(shè)備的配置

西寧小棒軋輥間作為現(xiàn)代化的工廠配置了操控先進的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。如軋輥軸承座拆裝裝置、軸承加熱器、軸承/軸承座清洗機、軋輥臺架及各種吊具，對于輥環(huán)修磨還應(yīng)配置輥環(huán)分離裝置、光學(xué)校驗臺、機架清洗裝置、輥環(huán)存放架。其中，軋輥臺架的設(shè)計應(yīng)考慮各軋輥的周轉(zhuǎn)量，軋輥的周轉(zhuǎn)量應(yīng)為3～4套，輥環(huán)的周轉(zhuǎn)量應(yīng)為4～5套。

4.1.3 起重設(shè)備的配置

起重機是軋輥間的主要設(shè)備之一，西寧小棒工程軋輥間除設(shè)置2臺主起重機外，還在高速鋼輥環(huán)加工區(qū)域和碳化鎢輥環(huán)修磨區(qū)域分別設(shè)置專用起重機，這樣既可方便局部工段的物料加工和運輸，也可減少車間的主起重機數(shù)量，避免主起重機相互干涉并節(jié)約投資。

4.2 工藝布置

設(shè)備布置主要考慮盡可能減少工件搬運距離，減少搬運過程中跨越設(shè)備[4]。

4.2.1 軋輥車床布置

軋輥車床屬于重型機床，一般采用單行橫向排列，軋輥車床布置在靠近廠房一側(cè)即遠(yuǎn)離軋機一側(cè)以減少軋線震動對軋輥車床的影響，并注意布置在起重機吊鉤極限范圍內(nèi)，以便軋輥吊裝及運輸，這一點在車間面積較緊張時尤其需要注意。

4.2.2 非標(biāo)設(shè)備布置

非標(biāo)設(shè)備如軋輥軸承座拆裝裝置應(yīng)布置在靠近軋機一側(cè)，軋輥總成由過跨車運入軋輥間便可直接吊運至相對應(yīng)的軸承座拆裝裝置上進行拆卸，以減少運輸?shù)木嚯x。軸承/軸承座清洗機應(yīng)布置拆裝裝置附近，拆卸后的軸承座吊運至軸承座清洗機進行清洗維護，軸承/軸承座清洗機運行時會產(chǎn)生一定煙氣雖有通風(fēng)設(shè)施處理但盡量布置在車間端部利于排風(fēng)的位置。

4.3 輥環(huán)維修間與輥環(huán)加工間的布置

輥環(huán)維修間是西寧小棒工程特有的輥環(huán)機架裝配專用車間，因軋線采用西馬克PSM三輥減定徑軋機，減定徑機架內(nèi)為三個輥環(huán)120°分布，需將輥環(huán)從機架內(nèi)拆卸進行孔型修磨，拆卸后的機架進行清洗，修磨好的輥環(huán)要重新裝入機架內(nèi)，所以為輥環(huán)裝配設(shè)計了專用的維修間，維修間布置在與PSM三輥減定徑軋機相鄰的跨間，換輥小車輥道伸入輥環(huán)加工間內(nèi)進行機架更換。為保證裝配好的機架精度不變，輥環(huán)維修間設(shè)在與軋線同高度+5m平臺上。在車間設(shè)計過程中要特別考慮保證校驗后的機架精度，避免遠(yuǎn)距離吊運。輥環(huán)維修間內(nèi)配置了輥環(huán)分離裝置、光學(xué)校驗臺、機架清洗裝置、輥環(huán)存放架等。輥環(huán)維修間布置詳見圖1。

輥環(huán)加工間也是小棒工程特有的專用輥環(huán)修磨、車削車間，輥環(huán)裝配間需在+5m平臺上與PSM軋線緊鄰不利于保證輥環(huán)修磨、車削設(shè)備的運行，因此分離出輥環(huán)加工的功能在軋輥加工間內(nèi)（±0.00地坪上）設(shè)計了專門輥環(huán)加工間。在輥環(huán)維修間內(nèi)拆卸下的輥環(huán)吊運至輥環(huán)加工間進行修磨和車削，修磨、車削好孔型的輥環(huán)吊運回輥環(huán)維修間與清潔維護后的機架進行裝配校驗。輥環(huán)加工間內(nèi)配置了碳化鎢輥環(huán)磨床、高速鋼輥環(huán)車床、金剛石砂輪修整機等，碳化鎢材質(zhì)輥環(huán)需用碳化鎢輥環(huán)磨床進行修磨，高速鋼材質(zhì)輥環(huán)需用輥環(huán)車床進行車削。輥環(huán)加工間布置詳見圖2。

5 結(jié)論

對于打造現(xiàn)在鋼鐵企業(yè)，建設(shè)一流鋼企，提供棒材優(yōu)質(zhì)設(shè)計服務(wù)，棒材軋輥加工間的設(shè)計，需要注意以下幾個方面：

（1）軋輥間最主要設(shè)備選型及計算，需結(jié)合經(jīng)驗實現(xiàn)軋輥車床選型及精確計算；

（2）軋輥車床加工臺時指標(biāo)H值與軋制產(chǎn)品的形狀、尺寸和軋輥的材質(zhì)、制造工藝有關(guān)，要綜合考慮選取；

（3）軋輥加工時間根據(jù)軋輥的直徑、輥身長度、孔型、材質(zhì)，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)驗，各規(guī)格軋輥得出軋輥規(guī)格材質(zhì)加工時間；

（4）軋輥車床一般采用單行橫向排列，布置在靠近廠房一側(cè)即遠(yuǎn)離軋機一側(cè)以減少軋線震動對軋輥車床影響，并注意布置在起重機吊鉤極限范圍內(nèi)，在車間面積較緊張時尤其需要注意；

（5）現(xiàn)代化小棒軋輥間需配置必要的操控先進的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備；

（6）一定要在設(shè)備選擇和工藝布置上精心考慮，根據(jù)項目實際情況選擇適當(dāng)?shù)墓に囋O(shè)備并合理布置，使軋輥加工間滿足軋線生產(chǎn)要求，為軋線及時提供合格的軋輥。

參考文獻：

[1]俞誓達(dá)，陳菡.我國軋輥業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展中應(yīng)重視的問題[J].鋼鐵，2007（07）：1-6.

[2]2016年優(yōu)特鋼市場回顧及2017年行業(yè)展望[OL].我的鋼鐵網(wǎng).[2017.1.11 ].http：//gc.mysteel.com/17/0110/17/419C9E3521874AA2.html.

[3]苗利河.棒線材用高速鋼軋輥的孔型加工工藝[J].軋鋼，2008（02）：70-72.

[4]羅慶革，駱勝東.高速鋼軋輥加工工藝優(yōu)化[J].柳鋼科技，2015（05）：44-45.

作者簡介：邱實（1985-），女，內(nèi)蒙古人，碩士研究生，工程師，從事工程設(shè)計。