熱軋帶鋼生產(chǎn)線鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計與開發(fā)分析

潘淑貞

（上海梅山工業(yè)民用工程設(shè)計研究院有限公司，上海 201906）

鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)內(nèi)部包含熱軋帶鋼生產(chǎn)線中的設(shè)備與工序，即將鋼板變成鋼卷，而在設(shè)備運(yùn)行期間，整套鋼卷需完成打捆、噴印、稱重、檢查等，借助多道工序該系統(tǒng)可更為精準(zhǔn)地將成品卷輸送到庫中，其輸送質(zhì)量與速度將直接影響著軋制產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量，因此，需檢查相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備并保證其性能。

1 鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備的工藝流程

一方面，在鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)中，其主要設(shè)備由梁式運(yùn)輸機(jī)、打捆機(jī)、鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)、卷芯拍齊裝置、稱重機(jī)、提升機(jī)及噴印機(jī)構(gòu)成，鋼卷檢查線與梁式運(yùn)輸機(jī)的中間連接著固定鞍座。在熱軋帶鋼生產(chǎn)線中設(shè)立卷取機(jī)，其數(shù)量大約在2臺左右。同時，需完成鋼卷的捆帶、拍齊、噴印及稱重工作，詳細(xì)檢查鋼卷表面的質(zhì)量問題，為降低工業(yè)生產(chǎn)成本，其檢查方式可選取抽樣調(diào)查，在完成相關(guān)工作后進(jìn)行打包打捆帶，并將鋼卷運(yùn)輸?shù)皆蠋臁?/p>

另一方面，鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)的整套工藝流程極為復(fù)雜，多種設(shè)備都參與到系統(tǒng)配合中，比如，工作人員利用運(yùn)輸系統(tǒng)裝置將卷筒內(nèi)部的鋼卷取出，并完成打捆后，將鋼卷輸送到一個鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)中。鋼卷通過鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)輸送至梁式輸送機(jī)，并被放置到梁式運(yùn)輸機(jī)的定梁中，當(dāng)鋼卷固定在定梁中后工作人員需及時開展拍齊、噴印與稱重等工序，繼而被輸送至提升機(jī)內(nèi)，鋼卷通過提升機(jī)被提升至地面，再通過梁式輸送機(jī)或鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)將鋼卷分別送到各鋼卷庫，行車卸卷并將其運(yùn)到鋼卷庫等待發(fā)貨。由于鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)的工作流程較復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)輸時，工作或技術(shù)人員應(yīng)適時檢查其系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備，保證其性能始終處于可控范圍中，以保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2 熱軋帶鋼生產(chǎn)線鋼卷運(yùn)輸設(shè)備設(shè)計特點(diǎn)

2.1 分散卸卷

鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)中的設(shè)備，主要有梁式與鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)。鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的工藝特點(diǎn)為分散卸卷、集中輸出，具體來說，當(dāng)梁式運(yùn)輸機(jī)接收到鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)輸送的鋼卷后，經(jīng)過升降等工序?qū)摼戆l(fā)送到地平標(biāo)高處。除此以外，可運(yùn)用多條途徑將鋼卷運(yùn)輸?shù)戒摼韼靸?nèi)，整條工藝線路需完成多項(xiàng)工作，比如，將鋼卷分成幾路運(yùn)輸，還要在將鋼卷運(yùn)送到鋼卷庫的過程中避免鋼卷落地，并實(shí)行分散卸卷，提升卸卷的效率。

2.2 集中輸送

在集中輸送鋼卷的過程中，無論是梁式還是鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)都需要朝向卷筒的平行方向，一般來講，借助此方式開展鋼卷輸送時鋼卷可維持原有方向，在保證鋼卷開卷方向的前提下，避免鋼卷旋轉(zhuǎn)的出現(xiàn)，在減少一項(xiàng)工序的同時，更為穩(wěn)定地完成運(yùn)輸工作，即縮減了輸送周期，減少時間成本，還降低設(shè)備損耗，繼而有效提升工作效率，達(dá)到鋼卷輸送的理想效果。

2.3 采用梁式運(yùn)輸機(jī)

熱軋帶鋼生產(chǎn)線中的鋼材大多使用梁式運(yùn)輸機(jī)，運(yùn)用此類設(shè)備的優(yōu)勢較多，一方面，此類設(shè)備在緩沖過程中所用時間較短，若出現(xiàn)意外性安全事故可有足夠的時間來補(bǔ)救。當(dāng)梁式運(yùn)輸機(jī)從卸卷小車上取下鋼卷后，其有效替代傳統(tǒng)式鋼卷準(zhǔn)備站或運(yùn)卷小車等設(shè)備，過去的運(yùn)卷小車每臺只能置放一個鋼卷，極大地影響了鋼卷的輸送效率。當(dāng)發(fā)生安全事故時，鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)也難以快速取出鋼卷，其卸卷工作也就不能完成，但當(dāng)前每臺梁式運(yùn)輸機(jī)含有兩個卷位，在放置兩個鋼卷的同時，緩沖時間也短，為意外事故留足了時間。另一方面，梁式運(yùn)輸機(jī)的橫移或升降都依靠液壓缸進(jìn)行驅(qū)動工作，該設(shè)備不但結(jié)構(gòu)簡單，還運(yùn)行可靠，若使用運(yùn)卷小車進(jìn)行此類工作，則要借助內(nèi)部的液壓馬達(dá)開展驅(qū)動工作，但此類設(shè)備對性能的要求極高，且投資大、維護(hù)成本高，因此，相較于運(yùn)卷小車，梁式運(yùn)輸機(jī)更為實(shí)用、經(jīng)濟(jì)[1]。

2.4 運(yùn)用框架提升機(jī)

通常來講，框架式提升機(jī)只需兩次就能將鋼卷運(yùn)送到地面。卷筒的中心線標(biāo)高一般在-1530mm，而存放鋼材的鋼卷庫的地平標(biāo)高為0，鋼卷內(nèi)部的中心線標(biāo)高則在+1000mm，因此，若只使用一次提升。該提升機(jī)的跨度將達(dá)到2530mm，由于行程過長，給此類提升機(jī)的加工與制造帶來較大困難，繼而工作人員只能使用懸臂式提升機(jī)?；趹冶厶嵘龣C(jī)的結(jié)構(gòu)過于簡單，維護(hù)帶來了較大便利的同時，影響了開放式結(jié)構(gòu)鋼卷提升的穩(wěn)定性，因此，為保障此項(xiàng)工作的整體質(zhì)量，技術(shù)人員可使用框架提升機(jī)，在其封閉式結(jié)構(gòu)的影響下，提升機(jī)的行程被有效縮短，工作效率也可獲得明顯改善。

3 熱軋帶鋼生產(chǎn)線鋼卷運(yùn)輸設(shè)備的開發(fā)研究

3.1 開展兩種機(jī)械的聯(lián)合輸出

為維護(hù)熱軋帶鋼生產(chǎn)線中的鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備，技術(shù)人員可對其設(shè)備的特點(diǎn)與性能進(jìn)行開發(fā)與研究，最為直接的方式是聯(lián)合兩種機(jī)械設(shè)備開展輸出工作。

隨著當(dāng)前鋼材生產(chǎn)線的增多，鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)更多使用梁式運(yùn)輸機(jī)，而工作人員在比較其與鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)后，發(fā)現(xiàn)鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)在輸送鋼卷時帶有較多優(yōu)勢。其一，此類設(shè)備的重量較輕，每臺設(shè)備重量可降低20%，同時采用電動驅(qū)動，會使其設(shè)備性能維持較長時間，降低設(shè)備的維護(hù)量，延長使用壽命；其二，相比于液壓設(shè)備，機(jī)械設(shè)備的采購價格較低，縮減設(shè)備投資，進(jìn)一步保障鋼卷企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此，工作人員可使用特殊的技術(shù)手段將兩種運(yùn)輸機(jī)械有效結(jié)合，并將鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)中的上卷問題得到有效解決，合理改進(jìn)上料方法，上卷工作由兩種運(yùn)輸機(jī)配合完成，降低投資成本。

具體來說，技術(shù)人員可設(shè)計出多種設(shè)備開發(fā)方案，比如，鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)也被叫做快速鏈，可將其安置在梁式運(yùn)輸機(jī)的出口位置，運(yùn)走鋼卷的速度可設(shè)置成45m/min，而中間位置輸送鋼卷的機(jī)械則可選擇成梁式運(yùn)輸機(jī)，在整套裝置的尾部可選擇梁式與鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)共同運(yùn)作，在該系統(tǒng)內(nèi)大約有4-5臺鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)。而另一種設(shè)計方案，如圖1所示，鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行速度與安裝位置可保持不變，但該系統(tǒng)的尾部在開展分散運(yùn)輸?shù)倪^程中，其鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)可分布在上下兩側(cè)，剩余部位則使用梁式運(yùn)輸機(jī)[2]。

圖 1 梁式運(yùn)輸機(jī)的開發(fā)方案

在鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)中可增加鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的使用量，但該機(jī)械仍存有些許隱患，即當(dāng)兩臺輸送機(jī)開展上卷工作時，難以啟動鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)，其在時間段始終處在鎖定狀態(tài)。由于該裝置可設(shè)置4-5臺鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)，當(dāng)其接受鋼卷下線時會有一半的機(jī)械停止運(yùn)輸、運(yùn)轉(zhuǎn)，但經(jīng)過技術(shù)人員詳細(xì)的調(diào)查與研究，該情況不會對產(chǎn)量造成大的影響，因此，兩種運(yùn)輸機(jī)結(jié)合的方式簡單、有效。

3.2 改進(jìn)梁式運(yùn)輸機(jī)

梁式運(yùn)輸機(jī)有其自身的獨(dú)特性能，其在進(jìn)行運(yùn)輸過程中也會產(chǎn)生多種問題，技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況對其內(nèi)部配置進(jìn)行改進(jìn)或改造。

首先，在多種鋼卷生產(chǎn)上都會使用梁式運(yùn)輸機(jī)，其橫移或升降的驅(qū)動采用雙液壓缸，由于各液壓缸運(yùn)行的速度稍有偏差，時常發(fā)生動梁扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，在運(yùn)行過程中其車輪緣會附著在軌道邊，造成極大地擺動，影響了運(yùn)行的平穩(wěn)性。在對梁式運(yùn)輸機(jī)開展改造期間，其內(nèi)部的橫移結(jié)構(gòu)驅(qū)動可選用單液壓缸，繼而優(yōu)化其整體性能。

其次，針對梁式運(yùn)輸機(jī)內(nèi)部的動梁升降結(jié)構(gòu)，輸送鋼卷的方向需沿著鋼卷軸線，為達(dá)到運(yùn)送鋼卷的需求，其升降行程要達(dá)到160mm，因此，合適的升降結(jié)構(gòu)需為偏心套式，此類結(jié)構(gòu)較簡單，且配置合理，提升力較大的同時會使運(yùn)輸機(jī)械的運(yùn)行更為平穩(wěn)。同時，與鋼卷軸線的方向垂直也能輸送鋼卷，其動梁的上升距離需超出定梁鞍座的整體高度，整套行程要達(dá)到440mm，此處的升降結(jié)構(gòu)可選用擺桿式機(jī)構(gòu)，繼而達(dá)到工作需要。此外，為使設(shè)備布置更加合理，且縮減設(shè)備投資，技術(shù)人員在開展動梁設(shè)計的過程中需將其分成兩段，而兩段間的連接方式則成為影響設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵。具體來說，若使用滾輪鉸接的方式，該滑板會出現(xiàn)嚴(yán)重變形，引發(fā)設(shè)備運(yùn)行故障，阻礙鋼卷的生產(chǎn)工作。在開展滑動設(shè)計時可將滾輪置換成滑塊，連接方式也由面接觸替代線接觸，進(jìn)而有效解決滑板變形[3]。

最后，當(dāng)運(yùn)輸機(jī)滿載時會對啟動與停止產(chǎn)生較大的沖擊力，部分生產(chǎn)線會產(chǎn)生滾輪軸斷裂情況，會造成停產(chǎn)等更為嚴(yán)重的安全事故。在設(shè)計液壓系統(tǒng)的過程中，要嚴(yán)格控制比例閥的使用，降低梁式運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行速度，使此類生產(chǎn)更加可靠、安全。

3.3 使用PLC技術(shù)

為保障鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)的正常運(yùn)行，工作人員還可使用PLC技術(shù)，該技術(shù)作用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，主要分成半自動控制與手動控制。在采用手動控制時，技術(shù)人員可科學(xué)調(diào)試該機(jī)械，而當(dāng)系統(tǒng)局部出現(xiàn)問題時可使用半自動控制，有效掌控生產(chǎn)狀況，使生產(chǎn)工序順利運(yùn)轉(zhuǎn)。PLC技術(shù)中含有較多優(yōu)勢，如數(shù)據(jù)處理、邏輯控制等，一般來講，技術(shù)人員可將運(yùn)輸系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)信息輸入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺中，運(yùn)用該技術(shù)能及時測算出該工作的運(yùn)行狀況，有助于及時發(fā)現(xiàn)問題并快速解決。而邏輯控制功能內(nèi)部則帶有諸多指令，在完成相關(guān)命令的設(shè)置后，可更高效地開展相關(guān)工作，使系統(tǒng)運(yùn)行地更加順利。

4 總結(jié)

綜上所述，在設(shè)計熱軋帶鋼生產(chǎn)線中的鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備時，技術(shù)人員應(yīng)選擇合適的技術(shù)手段，并針對設(shè)備運(yùn)行時產(chǎn)生的問題開展對應(yīng)性地開發(fā)與研究工作，維護(hù)整條生產(chǎn)線中的各項(xiàng)環(huán)節(jié)，在技術(shù)合理的情況下，保障鋼卷生產(chǎn)的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。