棒材生产线冷床区设备设计介绍.doc

棒材生产线冷床区设备设计介绍2005.1设计通讯棒材生产线冷床区设备设计介绍侯俊达强需青摘要:较详细地介绍了近几年北京首钢设计院设计的棒材生产线冷床区设备的主要结构特点及设备功能.关键词:棒材生产线冷床区设备介绍j一日最近几年,我国中小型轧钢发展很快,特别是全连轧棒材生产线,相继投产了几十条线,这些生产线有几条线是全线引进的(如唐钢棒材有限公司,石钢棒材厂),而大部分是由国内各大设计院设计,国内制造厂加工制造.从设备装备水平看,各种设备选型基本上代表了目前世界水平.冷床区设备包括上料系统,冷床本体,下料系统三大部分,它在全连轧棒材生产线中,起着使轧制出来的成品棒材输送,制动,横移,冷却,保持良好的平直度,分批(计数)输送到定尺冷剪处定尺剪切的重要作用,是生产线中不可缺少的关键设备.下面就近几年来北京首钢设计院设计的棒材车间冷床区设备作一介绍.2冷床上料系统目前上料系统全部采用圆柱辊子辊道倾斜放置附加制动裙板结构.主要包括以下设备:输入辊道;制动裙板;固定的矫直板.输入辊道用来输送棒材,并通过分段升速使两根棒材头尾之间拉开距离.通常输入辊道都采用圆柱辊子倾斜放置,交流变频电机单独传动.辊子表面要求耐磨(延长辊子寿命,减少停机时间)又不能太硬(否则棒材可能打滑,而且可能划伤棒材表面),通常辊子材料采用珠光体球墨铸铁,外表面冷硬层硬度HB380HB400.制动裙板用来对棒材进行制动并通过升降将其从输入辊道横移至矫直板的第一个齿槽中.根据棒材的规格和运行速度设置合适的制动开始位置和时间.制动裙板在全长上可分段进行操作,有的采用分隔挡板结构,有的采用手动插销.矫直板通常都采用铸铁材料,设计时充分考虑结构,可使温度约9OO的热棒材在其上得到初期冷却并在全长上得到矫直.最近几年我院设计的上料系统按结构型式分为如下三种型式:(1)交流电机变频,单独驱动倾斜放置的圆柱形辊道上料,液压驱动单裙板制动;(2)交流电机变频,单独驱动倾斜放置的圆柱形辊道上料,直流电机驱动单裙板制动;(3)交流电机变频,单独驱动倾斜放置的圆柱形辊道上料,液压驱动双裙板制动.第一种结构辊道倾斜角度为12o,制动裙板升降采用液压曲柄式(见图1).液压缸推动摆杆1摆动,带动长轴摆动,再带动摆杆2摆动,通过连杆实现制动裙板升降.在入冷床段的制动裙板传动轴上,设有手动离合器,以调节不同规格轧件的制动距离,确保轧件上冷床.该种结构较简单,调整方便(连杆长度可调),加工及安装精度要求较低,并且棒材运行平稳,制动距离较短且对棒材有摔直作用(两次摔直).成都钢铁厂棒材连轧技术改造工程,云南楚雄德胜钢铁有限公司棒材工程,昆钢集团桥钢公司型钢生产线改造工程,西昌新钢业有限公司棒材连轧工程均采用此结构.第二种结构辊道倾斜角度为15o,制动裙板升降采用电动拉杆式(见图2).电动机旋转带动曲柄旋转,通过连杆带动摆杆摆动,推动长拉杆往复运动,带动摆杆摆动实现制动裙板升降.在?10?设计遥粥2005.1传辊道图1液压驱动单裙板上料系统图2电动拉杆单裙板上料系统人口处装有一个平衡气缸.该种结构较简单,同步性好,而且棒材运行平稳,制动距离较短且对棒材有摔直作用(两次摔直),但加工及安装精度要求高.崇利轧钢有限公司棒材车间采用此结构.第三种结构辊道倾斜角度为15.,双制动裙板,裙板升降采用液压曲柄式(见图3).液压缸推动摆杆1摆动,带动长轴摆动,再带动摆杆2摆动,通过连杆实现制动裙板升降.制动裙板1,制动裙板2各有一套独立的传动装置.为了确保两根棒材头尾之间拉开足够距离,在人冷床段上,设有人工拨钢器.在冷床人口侧的制动裙板1设有手动保护罩,可根据轧件的规格,轧制速度等工艺参数,调整制动裙板的长度,以实现对不同规格棒材制动位置的工艺控制,确保轧件上冷床.该种型式上料系统较前两种有如下优点:(1)缩短棒材制动距离;(2)矫直,摔直效果更加理想(四次摔直,较前两种2005.1设计通讯多一倍);(3)便于工艺控制,合理控制两个制动裙护点较多.昆钢80万牌材工程采用了该种结构.板的动作周期.但两套制动裙板结构较为复杂,维图3液压驱动双裙板上料系统以上这三种结构形式的冷床上料系统均在几大工程中得以应用,效果良好3冷床本体冷床的结构形式有很多种,步进齿条式冷床以轧件冷却均匀,并在冷却过程中得到矫直(一般平直度可达4mm/m,最好的可达到2ram/m),无弯曲扭转,表面擦伤小,近年来得到广泛应用.最近几年设计的中小型棒材生产线的冷床均采用这种结构.步进齿条式冷床的床面由两组齿条组成,一组是固定的,称为固定齿条;另一组可以在垂直平面内平行运动,称为活动齿条.主传动系统设在床面下面.一般在靠近输出设备侧设置齐头辊道和齐头挡板以保证下冷床后的成组轧件头部整齐,便于运输,成品剪切和提高成材率.固定齿条安装在矫直板和固定横梁上的支架上,固定横梁通过立柱固定在基础上;活动齿条安装在活动横梁上的支架上,活动横梁与活动纵梁螺栓联结,活动纵梁安放在冷床传动通轴上的偏心轮上,每组活动梁上有四组托轮,其中两组由两个托轮组成,起支撑,定位作用,另外两组为单个托轮,起支撑,导向作用.主传动系统由电机系统,平面包络环面蜗杆减速器及两根传动通轴(其上装有偏心轮)组成.为了减少电机负荷,提高冷床运行稳定性,在冷床传动通轴上配有配重.齐头装置采用辊道电机通过链条单独传动.齐头辊为齿形辊.齐头挡板为弹簧缓冲式,主要组成部分为钢结构.从目前国内外设计看,步进式齿条冷床本体型式只是在主传动系统上有所变化.主传动系统主要有两种形式:(1)原动机采用交流电机连续运转,通过三角皮带,三角皮带轮,气动离合器及气动制动器来传动平面包络环面蜗杆减速器,将动力传递给冷床两根传动轴,进而带动冷床活动床面实施步进(见图4),该种型式投资少,但设备结构比较复杂,维护量较大,气动离合器,气动制动器气囊及摩擦片消耗较大,故障停机时间长.成都钢铁厂棒材连轧技术改造工程,云南楚雄德胜钢铁有限公司棒材工程,昆钢集团桥钢公司型钢生产线改造工程,西昌新钢业有限公司棒材连轧工程冷床均采用该种型式.?l2?设计通讯.1图4交流电机传动步进齿条冷床图5直流电机传动步进齿条冷床(2)原动机采用起停工作制直流电机直接传动平面包络环面蜗杆减速器,将动力传递给冷床两根传动轴,进而带动冷床活动床面实施步进(见图5),该种型式结构简单,定位准确,动作周期可调,机械维护量较小,故障停机时间短,但投资偏大.现在,由于电气设备及控制的发展,采用直流电机直接驱动的型式占据主导地位.昆钢8O万t棒材工程采用了该种结构.投产以来,运行状况良好.4冷床下料系统冷床下料系统主要为图6的型式,包括冷床?l3?下料装置和冷床输出辊道两部分.冷床下料装置采用电动偏心回转小车式,由平移机构及导向架,传动长轴和传动装置组成.平移机构由托板,连杆,偏心轮,偏心轮支架和滑块组成.偏心轮通过键联结在传动长轴上.传动装置由交流电机,平面包络环面蜗杆减速器,联轴器,电力液压块式制动器和底座组成.为了减少电机负荷,提高运行稳定性,在传动长轴上配有配重.待料时托板位于固定齿条上面以下,需要下料时,由电机通过减速器带动传动轴旋转,传动轴上的偏心轮带动平移机构在导向架内升降,横移,从而实现将冷床密集段上的轧件横移到冷床下料辊道上,并回到待料位等待下一工作周期.输出辊道采用2005No1设计通讯辊道电机单独驱动.该种型式轧件的密排由活动齿条下料侧的斜面完成,无法实现自动计数.该种型式卸料小车的升降和横移由一套机构实现,动力源为电机传动,结构简单,但为了保证同步,安装调整要求高,润滑点多,易磨损件偏心冷床下料多,机械维护量大,而且卸料小车运行轨迹为扁椭圆,托料和落料不够平稳,棒材有可能产生层叠.成都钢铁厂棒材连轧技术改造工程,云南楚雄德胜钢铁有限公司棒材工程,昆钢集团桥钢公司型钢生产线改造工程,西昌新钢业有限公司棒材连轧工程均采用此结构.图6电动偏心回转小车式下料系统图7液压升降电动链式横移小车式下料系统(下转50页)?14?2005.1设计通讯杏山矿井的矿石成本在62元/t65元/t左右.今年迁安地区品位在25%3O%的矿石,价格在llO元/t150元,t左右.如果矿井投产时矿石价格能保持在120元/t,则每t矿石的利润在55元左右.按此测算,矿井投产后4年5年可以收回投资.低于行业平均投资回收期,经济效益较好.9结语杏山采区深部矿体储量大,为提高资源利用率,实行地下开采是必然趋势.矿体厚度大,走向短,倾角陡,垂直深度大,也适宜采用地下开采.杏山采区先行转地下开采,取得经验,对矿业公司众多深部资源的利用有重要意义.经过多方案比较,确定矿井采用竖井多水平开拓,生产规模120万/a,VCR采矿方法,矿井主要提升,通风,运输,供电设备采用国产设备,主要采掘设备采用进口.矿井建设估算投资2.55亿元.应当充分利用当前铁矿石和精矿粉价格较高的有利形势,争取杏山转地下开采项目尽早立项上马,可以较快收回投资,取得较好的经济效益.(上接l4页)从目前国内外设计结构看,冷床下料系统型式多种多样,但随着生产工艺要求不断提高,要求下料系统带有独立的密集机构,横移机构和输送辊道的结构成为主流.昆钢8O万t棒材工程设计的冷床下料系统(见图7)就采用了这种结构,采用直流电机传动密集链,并通过电气自动化与步进冷床相连锁,冷床每步进一次,密集链就步进_个棒材规格尺寸,当到达冷剪剪切的根数时,密集链快速运行至卸料小车位并发出信号,卸料小车由液压驱动升起,将棒材托起,由直流电机驱动横移小车将棒材横移到输出辊道位,再由液压驱动下降,将棒材放在输出辊道上,直流电机驱动横移小车返回初始位等待下一工作周期,输出辊道将钢材输送到定尺冷剪处定尺剪切.由于定尺冷剪采用在线连续剪切冷飞剪,输出辊道设计成变频电机单