型材產(chǎn)線650主軋機(jī)設(shè)備升級改造

陳曉 帥虹全

摘要：介紹了型鋼軋制機(jī)組650軋機(jī)設(shè)備升級改造的原因。針對舊650主軋機(jī)在生產(chǎn)線中應(yīng)用的常見問題進(jìn)行分析，并對650主軋機(jī)升級改造的可行性進(jìn)行了驗證。最后，又對設(shè)備升級改造過程中遇到的技術(shù)難題及其解決措施進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：型材650軋機(jī);750軋機(jī);設(shè)備升級改造

0 引言

在寶鋼集團(tuán)八鋼公司的發(fā)展過程中，巨峰機(jī)組是一條專門針對中型材軋鋼的生產(chǎn)產(chǎn)線，其主軋機(jī)設(shè)備于2014年利舊原650產(chǎn)線設(shè)備建成，其開坯機(jī)為原中型材產(chǎn)線利舊的650三輥往復(fù)膠木軸瓦軋機(jī)。該產(chǎn)線主要設(shè)備包含以下幾部分：一座推鋼式加熱爐、一架650三輥開坯軋機(jī)（利舊）、集中傳動式機(jī)前機(jī)后輥道（利舊）、一組6H+2V精軋機(jī)組、一臺步進(jìn)齒條冷床、一臺550型9輥矯直機(jī)及精整切割打包等設(shè)備。產(chǎn)線于2015年投產(chǎn)，但是隨后該利舊650主軋機(jī)的穩(wěn)定性較差，生產(chǎn)過程事故頻繁、產(chǎn)品質(zhì)量不符合市場要求、環(huán)保效能不達(dá)標(biāo)等問題逐步凸顯。給生產(chǎn)帶來一定制約，影響該產(chǎn)線的產(chǎn)能釋放。將650三輥膠木瓦軋機(jī)升級為兩輥可逆自動軋機(jī)，可實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量的提升，實現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)格的擴(kuò)展，順應(yīng)市場的發(fā)展需要。

1、原巨峰機(jī)組主軋機(jī)存在的問題

1.1生產(chǎn)中存在的實際問題

前期生產(chǎn)階段，巨峰機(jī)組主軋機(jī)是原650廠的650三輥膠木瓦軋機(jī)，且在軋機(jī)輥徑偏小的限制下，只能使用傳統(tǒng)落后的斜軋孔型工藝進(jìn)行工字鋼與H型鋼的生產(chǎn)。而斜軋孔型工藝的應(yīng)用，又會使壓輥上產(chǎn)生明顯的軸向力，軋機(jī)的穩(wěn)定性和每道次軋制尺寸根本得不到保證。這使得該軋機(jī)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足市場要求，該類軋機(jī)已經(jīng)被列入了國家淘汰產(chǎn)能目錄當(dāng)中。

另外，由于該軋機(jī)機(jī)前設(shè)備設(shè)計落后，無自動翻鋼機(jī)和推鋼設(shè)備，現(xiàn)場生產(chǎn)還需在650軋機(jī)的機(jī)前與機(jī)后安排4人進(jìn)行人工翻鋼和輔助喂鋼作業(yè)。員工勞動強(qiáng)度較大，效率低下，個人安全風(fēng)險極高、企業(yè)用工成本居高。將650三輥膠木瓦軋機(jī)升級為兩輥可逆自動軋機(jī)，既能優(yōu)化人員，減輕勞動強(qiáng)度、降低安全風(fēng)險，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，又能擴(kuò)展產(chǎn)品規(guī)格、提升工作人員的安全系數(shù)，做到設(shè)備本質(zhì)化安全，充分釋放產(chǎn)線產(chǎn)能。

1.2設(shè)備運維中存在的問題

該650三輥膠木瓦軋機(jī)已經(jīng)運行了30年之久，已經(jīng)被列入國家建議淘汰產(chǎn)能目錄當(dāng)中。其設(shè)備精度已不能滿足生產(chǎn)需要。在設(shè)備運維過程中，存在著以下幾方面的問題：第一技術(shù)過于落后，設(shè)備高能耗，難以適應(yīng)市場的發(fā)展趨勢;第二設(shè)備老化，其相應(yīng)的運行效率以及生產(chǎn)能力都相對偏低;第三，設(shè)備運行過程中缺乏連鎖監(jiān)控，極易出現(xiàn)設(shè)備故障。一旦出現(xiàn)設(shè)備故障，維護(hù)起來也具有一定的難度。即便是維持性維修，也需要付出較高的維修成本;第四，設(shè)備本質(zhì)化安全較差，工人面臨的安全風(fēng)險較大。

2、設(shè)備升級改造目標(biāo)的可行性

1.1設(shè)備升級改造目標(biāo)

如工藝布置圖（1）所示：首先，將原650三輥膠木瓦軋機(jī)升級改造成750兩輥可逆式軋機(jī)，增加前后機(jī)械推床，實現(xiàn)對軋件進(jìn)行往復(fù)軋制，新增機(jī)械翻鋼機(jī)實現(xiàn)軋件自動翻轉(zhuǎn)。這樣一來，軋鋼中不需要人為手動干預(yù)軋制，工作人員數(shù)量也就可以大大的減少。改造完成后，預(yù)計每班人員優(yōu)化3人，三班總共減員9人。其次，將該650三輥膠木瓦軋機(jī)升級改造成開坯軋機(jī)，可以強(qiáng)化彈跳的控制效果，進(jìn)而提升產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。例如，針對陰極扁鋼成材率可以有效提升2%，型材成材率可以有效提升1%。而相應(yīng)的產(chǎn)品規(guī)格也可以得到有效的擴(kuò)展，可拓寬軋制150×245陰極扁鋼、0-200H型鋼，200～280工字鋼、220～280槽鋼、140～200角鋼等。最后，預(yù)計通過此次設(shè)備的升級改造，提升型材年產(chǎn)生5萬噸，銷售利潤增加2500萬元。

1.2設(shè)備升級改造目標(biāo)的可行性

1.2.1設(shè)備升級改造后主軋機(jī)工藝布置

如工藝布置圖（1）所示：將原650軋機(jī)設(shè)備及安裝基礎(chǔ)拆除，控制原軋制中心線和軋輥中線不變，設(shè)置新的750可逆式軋機(jī)，在主軋機(jī)前后布置獨立傳動的前后輸送輥道，輥道上新增前后推床，在后推床推板上新增翻鋼機(jī)設(shè)備。改造升級后的設(shè)備減少了拋鋼落鋼過程，并且機(jī)械自動翻鋼，同軋制道次比原先少用12-15S，其750軋機(jī)的軋制速度也提升到4m/s，比原650軋制速度提升了50%，最大軋制力為1200kn·m，比原650軋機(jī)的最大軋制力提升了60%，最大鋼坯咬入尺寸也由前期的180×300升級到了250×350，理論產(chǎn)能增加40%。軋機(jī)前后自動推床及機(jī)械翻鋼機(jī)能實現(xiàn)自動翻鋼和移鋼，可有效減少了人工作業(yè)量。

1.1.2.升級后主軋機(jī)主電機(jī)功率校核

從設(shè)計方案可以得知：750軋機(jī)主電機(jī)采用低速大轉(zhuǎn)矩2400KW直流電機(jī)，再通過模擬該規(guī)格軋制有限元分析在軋制寬翼緣150H型鋼時工藝孔型，最大單道次壓下量確定為70mm，得出在軋制寬翼緣150H型鋼時，軋制力最大，為Fmax=121000N=121KN。此時電機(jī)速度為100n/s，經(jīng)校核計算：

得出：升級后主軋機(jī)電機(jī)輸出扭矩為軋制力矩的5倍，符合軋制要求。

1.1.3.升級后主軋機(jī)萬向接軸選擇：

由于此次改造工程廠房利舊，所以主電機(jī)布置在原650電機(jī)處，取消了原650軋機(jī)聯(lián)合減速機(jī)位置，所以電機(jī)與軋機(jī)距離比原設(shè)計延長3500mm。為了滿足現(xiàn)場要求，在主軋機(jī)萬向接軸選擇上充分考慮了中型材軋機(jī)上工作輥的上、下移動量一般在300?500mm，要承擔(dān)傳遞數(shù)百kN·m的扭矩，并且受傳動軸剛度、重量等制約， 選擇了具有傳遞扭矩大、傾角大、效率高、維護(hù)量小、噪聲小、潤滑條件好的滑塊式萬向接軸。其允許最大斜角度可達(dá)8°?10°，長徑比為10?15，扭矩500?1300kN·m，萬向接軸長度由原2200延長至3800mm，其余延長不足尺寸由增加的尼龍注銷聯(lián)軸器彌補(bǔ)。這樣既滿足了現(xiàn)場工藝布置，又實現(xiàn)了主軋機(jī)接軸適應(yīng)滑塊式萬向接軸的選擇。

3、改造升級中遇到的疑難問題及解決措施

3.1.改造升級750軋機(jī)設(shè)備為購買中國二重2005年生產(chǎn)二手設(shè)備。在設(shè)備修復(fù)前期針對750軋機(jī)輥隙平衡采用機(jī)械平衡裝置使用效果不好，緩沖量小、輥隙彈跳過大等諸多問題，實施了輥隙平衡由機(jī)械平衡改液壓平衡的改進(jìn)。利用原機(jī)械平衡安裝底座設(shè)計安裝平衡液壓缸，重新設(shè)計液壓缸頭部與上扁擔(dān)梁連接，將原吊桿加粗長，連接上輥隙托板，輥隙托板加裝線性位移傳感器，反饋控制輥隙壓下量及液壓伺服平衡，構(gòu)成輥隙液壓隨動平衡。此升級改進(jìn)，做到了原設(shè)備不做加工改動，升級改進(jìn)工作量小，取得效果明顯。升級后的液壓輥隙平衡達(dá)到了輥隙調(diào)整量增大，響應(yīng)快速、換輥操作簡便、使用方便的效果，為后續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品精度提升打下良好的設(shè)備基礎(chǔ)。

3.2.在對設(shè)備進(jìn)行改造升級過程中，當(dāng)主電機(jī)和齒輪箱安裝定位后，由于萬向接軸及聯(lián)軸器的“延長”設(shè)計，加之主電機(jī)、聯(lián)軸器、齒輪機(jī)座三個設(shè)備軸系位置比較固定，其軸向竄動預(yù)留10-15mm。聯(lián)軸器兩側(cè)整體臺階尺寸偏差超軸向竄動量約5mm。這就導(dǎo)致尼龍注銷聯(lián)軸器因定位臺階尺寸過長而無法順利安裝就位。重新拆除齒輪箱既費時又會導(dǎo)致安裝工期延誤。經(jīng)現(xiàn)場測繪觀察，提出將聯(lián)軸器兩側(cè)整體定位臺階車去，設(shè)計一個可拆卸過渡定位隔圈，隔圈連接了聯(lián)軸器的兩部分，上述問題得到很好解決，避免設(shè)備“返工”安裝。

3.3在設(shè)備調(diào)試期間，由于換輥小車底部滑軌焊接平行度偏差，再加之輥系自重加大，輥系軸承座外側(cè)耳板與牌坊相干涉，同時操作人員不熟練，最終導(dǎo)致?lián)Q輥小車減速機(jī)過載使用，使其內(nèi)齒及殼體斷裂，減速機(jī)報廢，無法使用?，F(xiàn)場無備用減速機(jī)。經(jīng)現(xiàn)場勘察測繪，利舊原650前集中傳動輥道減速機(jī)，重新設(shè)計帶輪轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，快速恢復(fù)了換輥小車運轉(zhuǎn)。

4結(jié)語：

此次升級改造，為機(jī)組產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量的提升消除了瓶頸，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對同類設(shè)備的升級改造具有指導(dǎo)作用。但其還有很多不足之處。首先，工程時間有限，設(shè)備改進(jìn)工作完成不及時，對后期的檢修修復(fù)產(chǎn)生了影響。其次，由于缺乏完善的工程圖紙，所以改造存在著邊加工邊確定方案，邊進(jìn)行備件改進(jìn)的現(xiàn)象，這都造成了設(shè)備安裝過程中，返工時常出現(xiàn)，對設(shè)備的安裝進(jìn)度產(chǎn)生了影響。最后，后期的驗收工作不能覆蓋到所有的專業(yè)。要想解決這些問題，我們還需要進(jìn)一步加強(qiáng)型材產(chǎn)線650主軋機(jī)設(shè)備升級改造的研究與分析，并結(jié)合實際情況積累大量的相關(guān)經(jīng)驗。

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作者簡介：陳曉 （1978-），男，機(jī)械高級工程師，大學(xué)本科學(xué)歷，現(xiàn)就職于寶武集團(tuán)八鋼分公司軋鋼廠從事軋鋼設(shè)備改造、維護(hù)等技術(shù)管理工作。