棒材加热炉上钢台架定梁的改进与优化

时间：2022-08-19 13:11:10

关键字：定梁斜轨横向钢板挡板

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[导读]摘要:针对攀枝花金属制品有限公司棒材加热炉曲轴步进式上钢台架定梁设计存在的不合理之处进行了分析,在不断的改进中提出了延长定梁、增加横筋、改善斜轨角度和材质、增加挡板等优化方案。改造后的上钢台架设备既满足了生产工艺要求,又降低了设备故障率,取得了良好的效果。

引言

攀枝花金属制品有限公司是攀成钢旧产线整体搬迁至攀枝花后新成立的轧钢企业。上钢过程是由吊车将坯料吊至上钢台架定梁,再采用电动曲轴步进式动梁将坯料逐根移至上钢银道。由于钢坯上料只能通过电动步进式上钢台架单独完成,因此上钢台架故障严重制约了棒材线的生产,必须不断实施改进,并结合上钢台架在改进后的一些情况再进行部分优化。

1上钢台架结构组成与工作原理

如图1所示,棒材上钢台架结构由偏心机构、步进动梁、定梁等组成,其工作原理为:步进动梁将定梁上成排钢坯步进输送,并逐根分开:动梁的一端只允许在水平面上移动,动梁的另一端支撑在偏心轮机构上,偏心轮做圆周运动,使动梁做摆动,由于定梁静止不动,动梁面上各点的运动轨迹在垂直和水平两方向朝出口端逐渐增大,将成排钢坯逐渐分开。台架参数如下:台面尺寸为6m×8m,三组动梁、定梁,两台33kw驱动电机。

图1 原钢坯上钢台架结构组成

2存在的问题

(1)上钢过程中,钢坯从定梁下落到上钢银道上。由于钢坯净重2t,加上钢坯自身存在的弯曲及冷热坯与斜轨的摩擦阻力不同,极易发生钢坯翻转后落在上钢银道上的问题,致使钢坯与银道发生线接触甚至是点接触,对上钢银道银子的冲击较大。自投产半年以来,上钢银道银子已下线修复多达20余次,由于需要保证银子同心度,修复难度较高,需将银子送往外委单位修复,导致离线时间长,在此期间易加速其他银子的损耗。

(2)热坯上料时,由于温度较高,加重了定梁末端斜轨的磨损,部分钢坯存在弯曲,导致三组定梁末端斜轨磨损相对不同。钢坯下落时,由于惯性较大,加之磨损不同,常发生钢坯下落得较远并斜置在银道上的现象,虽有拨钢机校正,但部分再热钢坯弯曲较为严重,加之离拨钢机较远,拨钢机难以达到很好的校正效果,导致银道输送较为困难,钢坯卡在银道盖板上无法输送影响生产的情况时有发生。

3改进措施

3.1改进方法

延长上钢台架的定梁。如图2所示,将原有台架三根定梁斜轨加焊钢板延长至上钢银道银面内,再横向加焊钢板至银道内,同时调整横向钢板最低位置时的顶面标高,使其略高于银道面标高20mm,这样钢坯从定梁上下落时,延长的定梁末端横向钢板对钢坯有一个托举过程,避免了钢坯对上钢银道银子的直接冲击。

图2 改进后的钢坯上钢台架结构

3.2现象

从2018年7月改进定梁后,经过3个月的观察,效果如下:

(1)上钢银道银子未出现轴颈断裂、银面垮塌、轴承损坏等设备故障。未发生钢坯卡在银道盖板上的现象。

(2)斜轨和末端横向钢板磨损严重,平均两周横向钢板标高就会与银面标高齐平,下落钢坯再次砸在银面上。

(3)定梁末端横向钢板与斜轨连接处时常脱焊,每次换规格、检修都需处理。

3.3问题分析

(1)分析钢坯从定梁到上钢银道的运行轨迹,发现由于钢坯从定梁滑落到横向钢板上存在300mm的高度差,斜面分力F为:

式中,M为钢坯重量:g为重力加速度:9为斜轨与横向钢板锐角夹角:μ为摩擦系数。

可以看出,9角度越大斜面分力越大,冲击力越大,角度9过大是导致末端横向钢板与斜轨连接处时常脱焊以及斜轨和末端横向钢板磨损严重的原因之一。

(2)斜轨和末端横向钢板采用的材质是O235钢,在高温、大冲击环境下,其耐磨性能相对不足也是导致末端横向钢板与斜轨连接处时常脱焊以及斜轨和末端横向钢板磨损严重的原因之一。

4优化措施

4.1优化方法

(1)在定梁上增加一挡块。如图3所示,在原斜轨中心偏下位置上焊接一个挡块,挡位高度约为钢坯厚度的1/4。虽然钢坯通过挡块后依然会对横向钢板造成冲击,但根据动梁的运动轨迹,如若将挡块下移至与横向钢板交接处,必须延长动梁,增加动梁的负载,由于动梁频繁动作,从设备重要性而言,放弃了将挡块下移至与横向钢板交接处这一想法。这样一来,钢坯在离开定梁后,经动梁托臂推动顺利滑向挡块位置停留,由于前期惯性较小,对挡块冲击相对不足,直到下一次动梁动作,再将钢坯托举抬升越过挡块二次下滑至横向钢板上,再通过拨钢机将钢坯缓缓推上银道。定梁斜轨上增加挡块既降低了钢坯一次下滑的高度,又控制了钢坯的翻转,同时还保证了钢坯下滑位置的固定,为钢坯在轨道上的位置控制提供了很好的保证。