高速线材风冷线输送设备改造.pdf

第期(总第 期)年月机 械 工 程 与 自 动 化ME CHAN I C A LE N G I N E E R I N G&AUT OMA T I ONN o A u g 文章编号:()高速线材风冷线输送设备改造郝瑞朝(河北东方学院,河北廊坊 )摘要:针对高速线材风冷线输送设备存在的链条断裂、堆钢以及辊道轴承易损坏等问题,进行了设备升级改造,达到了降低风冷设备故障、提高产品成材率的目的,对同类企业的设备改造具有一定的参考价值.关键词:高速线材;风冷线;输送设备中图分类号:T G 文献标识码:B收稿日期:;修订日期:作者简介:郝瑞朝(),男,河北石家庄人,高级工程师,硕士,主要从事冶金设备研究工作.引言钢铁厂高速线材(以下简称高线)生产线轧制的产品是由方钢坯经过步进式加热炉加热到 左右,再由粗轧机、中轧机、精轧机轧制后由夹送辊夹送进入吐丝机,最后通过吐丝机将直线状线材转换成盘圆形状;随后,盘圆从温度较高的状态经过风冷线区域的冷却作用降到常温状态,从而达到客户所需要的内部组织和力学性能.一般情况下,用于冷却盘圆的设备主要是风冷线,其中,盘圆在风冷线区域的移动速度和风冷速度对线材产品内部组织和力学性能的影响极为重要.风冷线区域用于移动盘圆的输送辊道系统经常出现设备故障,比如输送辊道的链条断裂、轨道轴承损坏以及在风冷线区域出现盘圆线材堆钢等.风冷线区域任何一个环节出现故障,都会造成轧钢系统的热停机.为此,针对风冷线设备出现的故障问题,进行了设备升级改造,大大降低了设备故障率,从而提高了线材产品的成材率,为钢铁企业节省了大量的备件和维修成本,取得了较大的经济效益.风冷线的设备组成及作用 高线风冷线概述一般情况下,钢铁公司的高速线材风冷线布置在整个生产线的后端,其后续部分为打包设备.风冷线的主要作用就是对线材产品进行热处理,从而达到产品所要求的各项性能.风冷线区域共有线材输送辊道 根左右(各厂根据具体生产情况,辊道数量略有差别),其数量主要根据厂房面积以及风冷速度等因素决定,分为首段辊道、中间辊道和尾段辊道.辊道是通过电机及减速机进行驱动的,运行速度一般为 m/s m/s.辊道的速度设定有两种方式:一种是所有辊道设置同一速度,其最高速度为 m/s;另一种是各段辊道转动速度不同,位于风冷线末端的辊道速度相比其前端的辊道速度快.辊道的一端为双列链轮,均在辊道的电机侧,链轮通过链条连接传递动力.风冷线中的首段辊道具有升降功能,尾段辊道具有平移功能,中间辊道则是通过链条与每段的中间辊连接,这样的连接方式传动较为平稳,主动辊道侧的受力也较为均衡.风冷线设备组成及工作原理高线风冷线区域设备主要由电机及减速机、输送辊道、链轮、链条、鼓风机和鼓风机电机等组成.辊道电机的主要作用是为驱动辊道提供动力;减速机的主要作用是降低电机的转速,提供较大的输出转矩;输送辊道的主要作用是按照生产工艺设定的速度输送风冷线上的盘圆到集卷芯棒;链轮、链条的主要作用是在电机、减速机的驱动下带动输送辊道运转;鼓风机的主要作用是提供冷风将输送辊道上的高温盘圆进行冷却,以达到轧制线材所要求的温度;鼓风机电机的作用是为鼓风机提供动能,带动风机转动.风冷线设备工作原理为:由电机及减速机驱动辊道上的链轮及链条转动,从而带动输送辊道运转;输送辊道把从吐丝机吐出的具有一定直径的高温线圈产品输送到集卷装置;当温度较高的线材在风冷线输送辊道的驱动作用下向前运行时,风冷线下方有大型鼓风机作用,冷风通过辊道间吹到高温线材上进行自然冷却.风冷线设备故障状况本文以某钢厂的风冷线为例进行分析.该风冷线有辊道 组,共 根,其中首段辊道有 根.风冷线的每段辊道由直流电机及减速机带动驱动辊运转,当每个辊道之间的间隙较大时,经吐丝机进入辊道上的盘圆在运行过程中极易进入两辊道之间从而造成废钢.在传动侧辊子的一端由双列链轮通过链条集中驱动辊道,如果有一条链条或一根辊子发生故障,就会造成停产,影响线材的质量,造成生产成本的增加.除首段和尾段外,其余各段辊道都是将减速机与每段中间的辊子相连接,这样使得辊道传动平稳,驱动辊两侧受力平衡.首段辊道主传动辊在首端靠电机一侧的链条运转时受力较大,链条断裂故障频繁发生.由于频繁启停对辊道的冲击很大,极易造成辊道轴承座发生偏移,相邻链轮上的链条也会相互挤撞发生卡死.尾段加密辊链条的传动采用张紧装置的压条固定方式,属于刚性连接,链条频繁启停产生的冲击无法释放,直接作用在压条和链子上,造成张紧链条经常性断裂和压条变形而报废.另外,首段辊道轴承座螺栓易松动变形抻长导致轴承座窜动,造成两辊道之间间隙增大出现盘圆“扎钢”现象,造成废钢.综合以上所述,风冷线设备的故障主要有:输送辊道间隙过大造成废钢、辊道链条断裂、辊道轴承承载能力差、带座轴承U C P A 和U C P A 润滑效果差.风冷线输送设备改造方案,针对该风冷线设备运行中出现的故障情况,详细分析了出现的故障原因,并制定了具体的改造方案.辊道传动改造首先,在电机、减速机带动的主动辊自由端增加链轮;其次,将相邻两根辊道主动端的调向进行交叉连接,再把末端辊子改造成双侧链轮,这样使所有辊子传动互补.改造后的首段辊子传动示意图如图所示,当其中的一根链条发生故障时,所有辊子依然可以正常转动,不会造成设备停产和废钢的现象,从而解决了辊道设备故障率高的问题,大大提高了风冷线设备的作业率.图改造后首段辊子传动示意图在所有辊子的自由端装上链轮(如图所示),用链条依次连接,这样做相当于增加了一个备用链条,同时也减少了链条的受力,即使一条链子断裂也不影响生产.更换轴承型号 目 前,风 冷 线 大 多 采 用 型 号 为U C P A 和U C P A 的两种轴承,该轴承为带座外球面轴承,承载能力差,约为 k N,且不能够抵抗风冷线的高温.吐丝机出口温度超过了 ,首段辊道处的温度超过了 ,U C P A 和U C P A 两种轴承使用寿命短,故障率高,造成轴承更换频率过高.为此,将两种外球面轴承改为圆柱滚子轴承 E,改造后可以提高至少倍的承载能力,耐高温可达 ,允许角偏斜为 ,完全能够满足使用要求.图辊道改造后示意图由于风冷线前段辊道的温度较高,为此只需将高温段的辊道轴承改为圆柱滚子 E即可,其余段仍可采用普通轴承,节约成本.轴承润滑问题改造U C P A 和U C P A 的带座外球面轴承的润滑孔直径为 mm,轴承座上没有油槽,只有油孔.如果安装轴承时有误,使得轴承外圈的定位键没有固定到位,或者在将带座轴承安装到辊子上时产生了轴承的定位键偏移,造成轴承的润滑孔与轴承座的油孔没有对中,那么油脂将无法进入轴承内部进行润滑,造成轴承无法达到预定使用寿命.为此在轴承座外圈内部开mm的油槽,这样无论轴承润滑孔在任何位置都能使油脂顺利进入轴承,同时将润滑孔的直径增大到mm,大量的油脂能够顺利进入轴承,增加轴承的润滑能力,延长轴承的使用寿命.链条张紧装置改造将链条张紧装置由硬连接改为弹性连接,有效地解决了因刚性压紧应力的释放造成张紧链条断裂和压条的磨损,同时也可以确保辊道的间隙恒定,不易出现“扎钢”现象.风冷线输送设备改造后的效果通过对风冷线首段辊道的传动形式、轴承型号及链条张紧装置等的一系列改造,风冷线堆钢现象明显减少,同时辊道链条断裂频率大大降低,设备的使用周期增加,有效地减少了热停机时间,大大提高了风冷线的作业率,提高了产品合格率,一定程度上为钢企节约了成本,提高了经济性.参考文献:卜炎实用轴承技术手册M北京:机械工业出版社,张耀东,汪华峰,张欣高线风冷线设备故障分析与改造J冶金设备,(增刊):T r a n s f o r m a t i o no fC o n v e y i n gE q u i p m e n t f o rH i g hS p e e dW i r eA i rC o o l i n gL i n eH A OR u i c h a o(H e b e iO r i e n t a lU n i v e r s i t y,L a n g f a n g ,C h i n a)A b s t r a c t:I nv i e wo ft h ep r o b l e m se x i s t i n gi nt h ec o n v e y i n ge q u i p m e n to fh i g h s p e e dw i r ea i rc o o l i n gl i n e,s u c ha sb r o k e nc h a i n,s t a c k i n gs t e e l a n de a s yd a m a g eo f r o l l e rb e a r i n g,t h ee q u i p m e n tw a su p g r a d e dt oa c h i e v et h ep u r p o s eo fr e d u c i n gt h ef a i l u r eo fa i r c o o l e de q u i p m e n t a n d i n c r e a s i n gt h ey i e l do fp r o d u c t s I th a sac e r t a i nr e f e r e n c ev a l u e f o r t h ep r o d u c t i o no f s i m i l a re n t e r p r i s e s K e y w o r d s:h i g hs p e e dw i r e;a i rc o o l i n g l i n e;c o n v e y i n ge q u i p m e n t 年第期郝瑞朝:高速线材风冷线输送设备改造