宣鋼型材產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)

步偉濤

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司二鋼軋廠，河北 宣化 075100）

宣鋼型材生產(chǎn)線(xiàn)是宣鋼實(shí)施新產(chǎn)品發(fā)展戰(zhàn)略、提升裝備水平、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)工程之一。于2007 年6 月投產(chǎn)，投產(chǎn)后逐步開(kāi)發(fā)了φ50mm～φ110mm 十四個(gè)規(guī)格圓鋼，16#、20#兩個(gè)規(guī)格槽鋼，8#～20#九個(gè)規(guī)格角鋼、和25#、29#、36#三個(gè)規(guī)格礦用U 型鋼。主要鋼種為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼。目前該生產(chǎn)線(xiàn)以生產(chǎn)角鋼為主，且角鋼的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的80%以上。

目前型材作業(yè)區(qū)設(shè)備系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)的需求，為了滿(mǎn)足生產(chǎn)需求必須對(duì)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，于是對(duì)設(shè)備系統(tǒng)制約生產(chǎn)的各方面問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，并針對(duì)各問(wèn)題制定了改進(jìn)方案，以便提高生產(chǎn)效率，增加經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1 設(shè)備系統(tǒng)存在的問(wèn)題

1.1 冷鋸機(jī)設(shè)備存在的問(wèn)題

冷鋸機(jī)已經(jīng)連續(xù)使用多年，設(shè)備工作環(huán)境惡劣，冷鋸的事故率高，嚴(yán)重的影響了生產(chǎn)節(jié)奏，降低了生產(chǎn)效率。

（1）原冷鋸行走定位方式是V 輪配合V 軌，定位不夠精確，而且上滑座相對(duì)位置較低，V 軌一旦出現(xiàn)螺栓松動(dòng)等現(xiàn)象不易發(fā)現(xiàn)，而且維修難度大。

（2）原冷鋸上下滑座是靠滑塊連接固定，滑塊容易松動(dòng)，滑塊松動(dòng)后鋸子就容易栽頭，V 軌容易蹭到下滑座，甚至造成無(wú)法進(jìn)鋸。

（3）原冷鋸電機(jī)與齒輪箱是靠柱銷(xiāo)接手連接的，中間的尼龍銷(xiāo)不易安裝，鋸子震動(dòng)較大就容易出現(xiàn)切銷(xiāo)子的情況發(fā)生，而且這種連接方式需要接手找正，精度要求較高，偏差在0.3mm 以上就容易造成鋸子震動(dòng)過(guò)大，所以每次緊地腳都需要對(duì)電機(jī)找正需要約2 小時(shí)時(shí)間。

（4）原冷鋸電機(jī)與齒輪箱距離較近，出鋸后造成重心靠前，后部滑塊受力較大，磨損較嚴(yán)重，前方支持輪受下壓力較集中且力量較大，使前支持輪的使用壽命大大降低，增加了備件費(fèi)用，更換一次支持輪需要吊起上滑座，然后更換支持輪，更換一次支持輪大約需要6 小時(shí)，鋸頭側(cè)支持輪大約只能使用2 個(gè)月，不倫從檢修時(shí)間，還是備件的使用上都是極大的浪費(fèi)。

（5）原冷鋸上滑座是一個(gè)箱體，后半部是稀油箱，前半部是水冷箱，冷鋸鋸鋼時(shí)存在高頻震動(dòng)，持續(xù)的高頻震動(dòng)容易使稀油泵及電機(jī)地腳容易松動(dòng)，松動(dòng)后可能燒電機(jī)，電機(jī)燒毀后需要停機(jī)更換，每次更換電機(jī)大約需要1 小時(shí)。

1.2 定尺機(jī)設(shè)備存在問(wèn)題

（1）原定尺機(jī)的橫移系統(tǒng)是由電機(jī)，鏈條，行走輪，軌道組成的，行走距離大，在行走過(guò)程中，南北兩臺(tái)電機(jī)會(huì)出現(xiàn)不同步現(xiàn)象，造成設(shè)備震動(dòng)大，出現(xiàn)斷鏈條、燒電機(jī)、脫軌道、行走輪損壞等現(xiàn)象，恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，更換電機(jī)需2小時(shí)，接鏈條需0.5小時(shí)，處理脫軌需0.5 小時(shí)，更換行走輪需2 小時(shí)。嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏。而且由鏈條帶動(dòng)行走輪行走定位不夠精確，造成鋼材尺寸超差。

（2）原定尺機(jī)固定方式為定尺機(jī)本體與軌道滑塊之間靠8 根連桿連接，然后利用銷(xiāo)子與軌道固定，在長(zhǎng)時(shí)間的撞擊下，造成軌道松動(dòng)變形，拉桿變形，定尺機(jī)本體撕裂，設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定。每次檢修需對(duì)以上隱患處理4 小時(shí)，是對(duì)檢修時(shí)間及檢修人員極大的浪費(fèi)。而且銷(xiāo)子經(jīng)常變形，無(wú)法取出，嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏，每次處理1 小時(shí)[2,3]。

（3）原定尺機(jī)減震方式為碟簧減震，由于撞擊力較大，使用一段時(shí)間，碟簧碎裂，起不到減震作用，對(duì)定尺機(jī)本體與擋板造成較大的損壞。需每3 個(gè)月更換全部碟簧一次，每次更換120 片，每片280 元。每次更換需6 小時(shí)以上，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，維護(hù)困難。

（4）原定尺擋板升降方式為氣缸升降，雖然速度較快，但是存在的問(wèn)題較大，經(jīng)常竄氣，造成在定尺時(shí)氣缸落不到位，或在過(guò)鋼時(shí)擋板，擋板自行下落，壓在成品材上，而且南北兩側(cè)氣缸升降不同步，造成擋板升降過(guò)程中卡死，恢復(fù)擋板需2小時(shí)以上，影響生產(chǎn)節(jié)奏。

軋機(jī)主機(jī)列電機(jī)的風(fēng)機(jī)用于給主電機(jī)降溫，原來(lái)的控制模式為主機(jī)列電機(jī)送電后，風(fēng)機(jī)即時(shí)啟動(dòng)，主機(jī)列斷電后，延時(shí)3分鐘關(guān)閉。停送電由生產(chǎn)班主操臺(tái)控制。生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)有更換軋機(jī)、導(dǎo)衛(wèi)、打磨軋槽等工藝及設(shè)備停機(jī)時(shí)間，需要主操工將軋機(jī)停止，但主機(jī)列電機(jī)卻處于送電狀態(tài)，主機(jī)列電機(jī)的風(fēng)機(jī)也處于工作狀態(tài)，因此增加了電能消耗。原來(lái)，主電機(jī)的風(fēng)機(jī)只要主電機(jī)送電（軋機(jī)未工作、電機(jī)未工作的），風(fēng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)耗能。

即：主電機(jī)送電（不論電機(jī)是否工作）—風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)給主電機(jī)降溫—主電機(jī)停電—風(fēng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

2 設(shè)備系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)

2.1 冷鋸機(jī)改造技術(shù)內(nèi)容

對(duì)鋸機(jī)進(jìn)行整體升級(jí)改造，我們將平時(shí)生產(chǎn)中的問(wèn)題匯總并逐條進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)和改造。

（1）針對(duì)鋸機(jī)重量靠前造成的行走輪損壞，將鋸機(jī)上滑座加長(zhǎng)使電機(jī)盡可能的靠后起到平衡齒輪箱的作用，同時(shí)加大了電機(jī)的功率從315KW 升級(jí)到500KW，不僅配重作用明顯，電機(jī)也更加耐用不會(huì)輕易燒電機(jī)。

（2）針對(duì)上下滑座的滑塊容易松動(dòng)的問(wèn)題，我們將滑塊改為壓輪，滑塊一旦尼龍板磨損就會(huì)產(chǎn)生一定量的間隙對(duì)鋸機(jī)有損害還加快了尼龍板的磨損，改為壓輪后可以隨時(shí)調(diào)節(jié)壓輪與上滑座之間的間隙，一旦發(fā)現(xiàn)有間隙只需要緊固壓輪螺栓即可。

（3）針對(duì)移動(dòng)鋸行走的問(wèn)題，齒條上容易積聚鐵屑，而且受力較大容易磨損，所以新鋸機(jī)改為側(cè)向齒條不積渣，不受鋸機(jī)向下的力，可以有效降低磨損延長(zhǎng)使用壽命，提高設(shè)備的穩(wěn)定性。

（4）針對(duì)鐵屑在鋸機(jī)下方堆積的問(wèn)題，我們?cè)阡徴窒路皆黾右粋€(gè)溜槽，鋸切產(chǎn)生的鐵屑被溜槽收集不會(huì)飛濺到后方，對(duì)鋸機(jī)的行走輪等起到很好的保護(hù)作用，而且有利于改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，降低工人清理鐵屑的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（5）針對(duì)尼龍接手銷(xiāo)容易被切斷的問(wèn)題，我們將接手改為鼓形齒的，提高設(shè)備穩(wěn)定性。

（6）針對(duì)液壓稀油系統(tǒng)不便維修點(diǎn)檢的問(wèn)題，我們將原來(lái)各鋸機(jī)上的小液壓站統(tǒng)一建立成一個(gè)整體的液壓站并轉(zhuǎn)移到一層，一層的環(huán)境相對(duì)于鋸房?jī)?nèi)環(huán)境要好，以便對(duì)與液壓站的保護(hù)、維修和點(diǎn)檢。

（7）稀油站原先的稀油箱就在鋸機(jī)上滑座內(nèi)，與上滑座一體，持續(xù)高頻震動(dòng)使稀油泵及電機(jī)地腳容易松動(dòng)，密封不嚴(yán)容易進(jìn)入雜物嚴(yán)重影響油品質(zhì)量，改造后將稀油站與鋸機(jī)分開(kāi)，不受鋸機(jī)鋸切時(shí)震動(dòng)的影響。

2.2 定尺機(jī)改造內(nèi)容

（1）橫移方式的改進(jìn)：以液壓缸為動(dòng)力原件控制擋板的移動(dòng)，運(yùn)行穩(wěn)定，液壓系統(tǒng)為目前較為精密的動(dòng)力系統(tǒng)，極大的提高了定尺的精密程度。而且需求的行程較小，減少設(shè)備與底座之間的摩擦，提高設(shè)備使用壽命。

（2）擋板改為5 塊：增加擋板的數(shù)量后，調(diào)節(jié)距離可以減少行走距離，每隔1.5m 一塊擋板，需生產(chǎn)6m 到7m 之間的鋼材時(shí)，只需要在一米范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，然后升降6m 擋板即可，同理生產(chǎn)7m到8m 之間的鋼材時(shí)，調(diào)節(jié)后升降7m 擋板即可，依次類(lèi)推每次調(diào)節(jié)范圍在一米以?xún)?nèi)，然后選用不同的擋板即可，與以前一塊擋板相比，生產(chǎn)工藝要求調(diào)節(jié)尺寸時(shí)，調(diào)節(jié)的范圍減小了；同時(shí)因?yàn)閾醢鍞?shù)量增加了每塊擋板的撞擊次數(shù)相對(duì)與以前一塊擋板的時(shí)候大大減少了，提高了擋板的使用壽命。

（3）固定方式改進(jìn)：靠138 條螺栓與地面緊固，大大提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性，擋板的固定方式也由原來(lái)的銷(xiāo)子固定改為行走油缸及緩沖油缸和蓄能器固定，撞擊后鋼材的動(dòng)能轉(zhuǎn)化到蓄能器內(nèi)，再由蓄能器釋放給緩沖油缸以阻尼的形式回位，使定尺機(jī)更加穩(wěn)定可靠。

（4）緩沖方式的改進(jìn)：把碟簧緩沖改為液壓緩沖裝置，由南北兩側(cè)緩沖液壓缸和蓄能器完成緩沖動(dòng)作，液壓緩沖比機(jī)械式緩沖更加柔和，不會(huì)造成成品材撞到定尺擋板后的嚴(yán)重回彈，降低了定尺時(shí)間提高了定尺精度，液壓緩沖成本相比碟簧降低80%以上，維修保養(yǎng)所需的時(shí)間也可以減少到平均每年10 小時(shí)左右，提高了使用壽命，減少了維修費(fèi)用及維修時(shí)間。

（5）定尺擋板升降改進(jìn)：改為液壓缸升降后，升降過(guò)程中較平穩(wěn)，兩液壓缸較為同步，降低了擋板故障率。

2.3 主電機(jī)風(fēng)機(jī)電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化

本次改造主要根據(jù)軋機(jī)、電機(jī)、風(fēng)機(jī)的工作條件進(jìn)行了關(guān)聯(lián)設(shè)置，優(yōu)化了控制系統(tǒng)，降低了電能消耗。具體方案如下：即：軋機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)工作）—風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)給主電機(jī)降溫—軋機(jī)停止（主電機(jī)停止工作）—風(fēng)機(jī)延時(shí)3 分鐘停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖1 改前定尺機(jī)示意圖

圖2 改后定尺機(jī)示意圖

2.4 設(shè)備改造前后效果對(duì)比

（1）改造后鋸機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)震動(dòng)明顯減小，鋸切后鐵屑得到很好控制，鋸房?jī)?nèi)環(huán)境得到很大的改善，工人需要清理的鐵屑氧化泥減少，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，極大的提高了生產(chǎn)效率。

（2）改造后定尺機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，因定尺機(jī)故障停機(jī)大大減少，簡(jiǎn)化了崗位操作人員的改尺工序，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了改尺時(shí)間，提高了作業(yè)率，定尺精度提高到毫米級(jí)別，杜絕了尺寸超差引起的質(zhì)量異議，提升了品牌形象和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，贏得了買(mǎi)家的好口碑。

（3）改造完成后，在主電機(jī)非工作期間，風(fēng)機(jī)停止工作，減少了電能消耗，節(jié)約了能源消耗。

3 結(jié)語(yǔ)

宣鋼公司型材線(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)的改造后，生產(chǎn)實(shí)踐證明大大減少了因設(shè)備事故、故障造成的停機(jī)，減少了風(fēng)機(jī)空轉(zhuǎn)電能消耗。為型材線(xiàn)的正常生產(chǎn)提供了有力保障，提升了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。通過(guò)設(shè)備系統(tǒng)的改造提高了研發(fā)人員的技術(shù)水平，增強(qiáng)了自信心，由于簡(jiǎn)化了操作降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，激發(fā)了崗位操作人員的工作熱情。改造的多項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)同類(lèi)型材生產(chǎn)線(xiàn)中具備較大的推廣價(jià)值。