棒材轧钢工程机械设备设计改造的探讨
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【摘 要】棒材轧钢工程实施期间，机械设备具有十分重要的作用，只有机械设备能够正常运行时，方能保证工程施工的正常进行。为了降低机械设备使用过程中的故障发生率，并提升机械设备的运转效率，需要对机械设备进行设计改造工作。本文在介绍棒材轧钢工程常见机械设备的基础上，探讨了棒材轧钢工程机械设备设计改造的措施。
【关键词】棒材轧钢工程;机械设备;设计改造
中图分类号： TG333 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）07-0182-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.07.075
【Abstract】During the implementation of bar rolling project， the mechanical equipment plays a very important role， only when the mechanical equipment can run normally， the normal construction of the project can be ensured. In order to reduce the failure rate and improve the operating efficiency of mechanical equipment， it is necessary to design and reform the mechanical equipment. Based on the introduction of common mechanical equipment for bar rolling engineering， this paper discusses the measures for designing and reforming the engineering machinery equipment for bar rolling.
【Key words】Bar rolling engineering; Machinery and equipment; Design and transformation
0 前言
鋼材在经济发展及社会进步中发挥了不可替代的重要作用，由此也促进了钢材相关行业的发展，轧钢企业作为其中一员，其轧钢技术水平也不断的提升。对于轧钢企业正常运转来说，机械设备性能具有非常大的影响，企业在建设棒材轧钢工程时，还应结合工程的实际对机械设备进行设计改造，以提升机械设备的运转效率，并减少故障的发生，最终提高企业的年生产能力。
1 棒材轧钢工程常见的机械设备
从定义方面来看，棒材轧钢工程机械设备定义包含两种，一种是指狭义方面的定义，即为直接轧制钢材的机械设备，另一种为广义方面的定义，机械设备包含所有的轧制钢材时实用的机械设备[1]。通常，主要设备和辅助设备为棒材轧钢时使用的全部机械设备。设备能够使轧件直接发生塑性变形的即为主要设备，在此种设备中，工作机座、齿轮机座、减速机等均为其中的工装装置。除了主要设备外，剩余的设备均为辅助设备，加热炉、剪切机、矫直机等均为辅助设备中的机构。
此外，分类依据不同时，主要设备以及辅助设备的包含的具体机械设备类型也不相同。依照用途，主设备可以分为不同的6类：第一，开坯机，主要的功能为轧钢锭，使其变为所需形状的钢坯;第二，型钢轧机，钢坯为方形时，利用此设备，将其轧成型材;第三，热轧板带轧机，钢坯为板形时，利用此设备，将其轧制成板材，板材厚度依据要求确定;第四，冷轧板带轧机，热轧板通过此设备的轧制，变为冷轧板;第五，钢管轧机，钢坯为圆管形时，利用此设备将其轧制成无缝钢管;第六，特种轧机，此种轧机的用途用于要求特殊时[2]。依照结构，设备可分为10类，包含二辊式、三辊式、四辊式、多辊式、万能式等。依照布置，机械设备了分为6类，包含单机座式、纵列式、连续式等。上述分类均为主要设备的类别，而辅助设备则可划分为7类，分别为切断设备、矫直设备、表面加工设备、卷取机、热处理设备、运输设备及包装设备。
2 棒材轧钢工程机械设备设计改造措施
某钢铁公司决定于2015年3月起建设棒材轧钢厂，建设时，公司原有的小型厂生产工艺及机械装备技术应充分利用，以将投资费用减少;转炉连铸坯采用150×150×12000（mm）;布置轧机时采取地坪式，垂直布置轧制线、转炉炼钢连铸车间，连铸坯加热时，利用辊道，直接进入到棒材加热炉中;工程建设中需预留出无头轧制焊机;建设时间确定为12个月;自行完成机械设备的设计及选型工作。基于上述建设要求，在进行机械设备设计改造时，可从以下几个方面进行：
2.1 确定主要设备的技术参数
从以上要求可以看出，棒材生产线的建设属于克隆复制小型产技术，尽管如此，建设时的相关参数已经发生变化，比如棒材生产线设计速度、工艺参数等，因此，需要适当调整部分设备的技术参数。确定主要设备的技术参数时，应验算复核每台设备的技术参数，同时，对小型长实际的生产能力、新建生产线未来的发展前景等进行充分的考虑，以保证技术参数确定的合理性及科学性。在生产线轧制参数及设备的技术参数方面，通过对比小型厂与高线厂发现，与高线厂相比，小型厂运行过程中，电机的工作状态基本处于满负荷中，转速多超过基速，甚至出现全速的情况，减速机、万向轴联轴器不断地发生事故，鉴于小型厂的实际情况，确定电机基速、最高转速时，应对减速机的转速及传动比设计进行充分考虑[3]。一般来说，新棒材生产线的主要设备中，电机基速应在600r/min以上，电机运行时，应与基速接近，并尽量处于恒转矩段，而且此段存在调速空间，此外没改应保证各个装置运行的安全性及可靠性。经验算复核、电机N-n图的确定等项工作后，确定电机的主参数，具体见表1。 2.2 修改减速机锥套配合公差
调试小型厂过程中，水平轧机主减速机锥套发生过打滑的问题，通过对设计图纸的分析可知，缺乏足够的配合紧力为主要原因，当配合紧力不足时，轧机的轧制力矩无法承受，造成打滑。在原设计图纸中，φ210H/7p6为1#、3#、5#减速机锥套的配合公差，键锥面配合并不存在，φ150H7/p6为7#、9#和11%减速机锥套的配合公差，键锥面配合并不存在，1：30为设计的配合度，由于过盈量比较小，导致承受轧制力矩的能力非常差。实施改造设计后，先复核验算了各个配合公差，之后依据实际情况进行了相应的修改，修改后，1#单独使用一个配合公差，为φ208.96±0.01/φ210p6，3#与5#继续使用同一个配合公差，为φ209.576±0.01/φ210p6，而7#、9#和11%的配合公差调整为φ148.97±0.01/φ150p6。
2.3 改进冷床齿条梁制造工艺
安装冷床时，采取由上到下的顺序，多层叠加，床面由多个齿条组成，安装完成后并保齿形对齐，具有一致的标高，相邻齿形误差严格控制在0.5mm以内，全线标高误差应在2mm之内。鉴于冷床安装时对装配精度的要求非常高，为了达到要求，就需要对在线设备的加工公差进行严格的控制，尤其是齿条梁，加工精度必须要保证，以保证在规定时间内高精度的完成安装[4]。型钢经过焊接后形成齿条梁，长度6m，在每个齿条梁上，含有20件方管，作用为插装齿条。由于我国的焊接技术尚未达到工艺要求，因此，焊接时分别將一块钢板焊接在齿条梁及方管上，焊后机加工同时进行，利用螺栓，与齿条梁上良好的固定方管，而且可以按照相应的要求调整位置及尺寸，安装完冷床并调试没有问题后，利用焊接技术连接方管与齿条。
2.4 改进双排小车同步性
原设计方案中，由两个液压缸来驱动双排小车，调试时，双排小车的同步性并未达到理想的效果。实施设计改造过程中，对此问题作出改进，改进后，由一台液压缸驱动双排小车，由此一来，不仅提升了同步性，而且调试时间也可减少。
2.5 科学选择成品秤类型
在小型厂中，成品秤具有非常复杂的结构，难以开展安装及调整工作，称重时需要较长的时间，而且需要使用液压设备。改进后，以辊道秤作为棒材生产线上的成品秤，此种类型的成品秤具有简单的结构，便于安装及调整，除称重功能外，还具备输送功能，有效的缩短了称重时间，且利用计算机系统记录重量数据，提升了工作的便利性[5]。
2.6 冷摆白剪切头输出
新棒材生产线中，轧机采用的为地坪式，原有的叉车输出冷摆剪切头的方式并不适合，需要作出相应的改进，改进时，输送如果采用料头输送机，由于切头和切断的长度并不相同，导致料头输送机的宽度难以确定，可行性比较小，最终，收集切头切尾时，利用料筐，料筐放置在平板车上，运送到适当位置，接着进行回收。
3 结论
建设棒材轧钢工程时，由于需要采用原有的设备及技术，就需要开展科学的机械设备改造工作，通过对新建生产线要求的分析及原有设计存在不足的分析，确定改造设计方案，保证机械设备良好的运行。
【参考文献】
[1]王烈，宋金虎，吴明安等栋.长钢精品螺纹棒材生产工艺及设备的研究与应用[J].河北冶金，2013，（03）：55-58.
[2]李忠亮，帅虹全.八钢南疆轧钢系统工艺技术特点[J].新疆钢铁，2013，（01）：51-53.
[3]傅琛益.现代化的小型棒材轧机生产工艺与设备介绍[J].冶金设备，2013，（S1）：72-75.
[4]曹远刚，谢元林，刘大涌，孙仕元，罗培华.连轧棒线材生产线设备管理维保模式探索[J].特钢技术，2012，（02）：47-50.
[5]徐言东，苏俭华，毛金刚等.轧钢生产液压润滑系统节能降耗技术应用[J].冶金设备，2016，（01）：69-73.
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