Φ177mm PQF无缝管连轧机前横移系统改进

贾豹，毕辛

（鞍钢股份有限公司无缝钢管厂，辽宁 鞍山 114021）

无缝钢管在国民经济建设中具有重要作用，被广泛应用于石油开采、钻探、航天、军工等领域［1］。其产品质量与生产的关键设备——轧管机密切相关。连轧机横移系统是轧机的重要组成部分，其主要作用是将穿孔后的炽热毛管坯迅速、准确地送到连轧机入口处，在运送的过程中要确保管坯温度不能降到轧制温度以下，同时不允许管坯因磕碰而出现外表面擦伤现象，因此横移系统对炽热毛管坯进入轧机前进行精轧起到的作用至关重要［2］。鞍钢股份无缝钢管厂连轧机横移系统原设计存在缺陷，运行时经常发生晃动，放管坯时位置不准，对管坯有磕碰现象，并且由于横移系统行走速度慢，管坯的温降较大，在影响管坯性能的同时，增加了轧机负荷，浪费能源，同时降低了机械设备的使用寿命，为此对连轧横移系统进行了改进。

1 横移系统组成

鞍钢无缝钢管厂Φ177机组横移系统主要由升降和横移机构组成，横移机构是以减速机带动圆柱直齿轮，直齿轮通过与齿条的啮合方式带动横移系统横向移动；横移系统升降机构是减速机带动两个链轮，链轮连接链条，通过链轮旋转带动机械手升降实现取管、送管、放管。横移系统原设计图如图1所示。

刚穿完孔的毛管温度较高，钢的弹性模量降低，钢质较软，横移系统在移动毛管时，要求管坯在移动过程中不允许有大的震动或冲击，避免管坯变形或外表面有擦伤［3］；从穿孔后台到轧机前台有一定距离，为防止毛管温度下降太多而增加轧机负荷及毛管外表面氧化铁皮的增加，要求毛管在穿孔工序完成后迅速移到轧机前台，这时需要横移系统以较快的速度移动毛管。

2 原横移系统存在的问题

2.1 定位不准确

机械手导向柱两侧有4个偏心轮，通过这4个偏心轮来调整导向柱两侧的间隙，机械手在往复运动时因惯性较大，偏心轮经常窜动，失去调整间隙的作用，所以当机械手高速运动到穿孔后台接料时常出现机械手将管坯刮掉，在机械手运行到轧机前台时因机械手晃动较大，常出现掉料现象，进而导致生产无法正常进行而出现停机。

2.2 管坯温降大

（1）运行轨迹复杂造成机械手运行周期长。炽热毛管的运动轨迹如图1所示。机械手在穿孔后台管坯右侧下降到管坯水平线下方后向左移动，到达炽热的管坯下面后机械手上升，取管动作完成后机械手上升一定高度后横向移动，横向运动到连轧前台接料器上方机械手系统向下运动将料放下，整个管坯运行轨迹类似于一个矩形，一个循环周期为47 s，管坯从穿孔后台到连轧前台温度下降约120℃。

（2）坦克链机构限制造成机械手运行周期长，横移系统升降及横向移动的电控电源及信号线由坦克链保护，并由横移系统带动其作往复运动，横移系统高速运动时坦克链链板经常出现变形、断裂，严重制约了横移系统速度的提升。

2.3 机构可靠性差

（1）机械手位置不准经常出现掉料现象，必须停机吊料，停机的同时还出现剔料。

（2）当机械手链轮上极限失效时，链轮经常将链条拉断；机械手链条因检查不到位，常出现链条断裂导致机械手脱落，机械手恢复需要约4 h；

（3）坦克链链板日常不易点检经常出现断裂而将电源线剪断；

（4）横移系统速度较慢导致管坯温降大，连轧机负荷增加，连轧主机高速连杆安全销断裂频繁，同时增加了连轧主机轴承负荷，降低连轧主减速机使用寿命，加速连轧机轧辊及工作芯棒磨损，增加生产成本。

3 改进方案

3.1 连轧横移系统改进

对原横移装置传动结构形式进行改进，由高架轨道横移机构及上下升降链传动装置实现取管、送管、放管过程，改进为地面轨道横移系统及同步旋转臂实现取管、放管过程。改进后的横移系统主要由横移小车机构及回转臂机构构成，横移小车机构在地面进行横向移动，在横向移动的同时带动回转臂进行旋转运动。改进后的横移系统示意图如图2所示，

横移小车机构的横向移动通过齿轮条机构实现，即减速机驱动齿轮，齿轮通过与固定在滑轨上的齿条的啮合运动，带动横移小车机构在滑轨上行走。回转臂机构由五组同步运行的回转臂组成，回转臂的旋转运动由链条机构实现，旋转运动既保证管坯在移动过程中的同步稳定性，也简化了原横移系统的复杂结构，回转臂的链轮传动设计使管坯移动位置更加准确；小车系统横向运动由同一个减速机驱动，回转臂系统转动由另一个减速机驱动，这两个减速机同时由一个电机带动。

3.2 坦克链改进

取消原横移系统电源及信号传输线路的坦克链结构，将线路折叠挂在滑轮上，随着横移机械手的移动而在滑轨上滑动，从而使横移小车的提速不再受坦克链的限制，使管坯移动速度更快，时间已由原来的47 s降到30 s，减少了管坯温降及连轧机轧制力，延长了减速机的使用寿命。

3.3 改进效果

改进的系统自2013年12月30日投入生产后，至今已有半年时间，设备运行非常平稳，事故时间直线下降，设备维护量显著降低。

改进后毛管坯在横移装置上的停留时间明显降低，炽热的毛管坯没有出现大的温降，使轧制温度提高了80℃，缩短了生产轧制周期。

4 结语

（1）通过对原连轧机前横移系统进行改进，采用地面横移小车和回转转臂的结构形式，彻底解决了原系统运行速度慢和事故率高的设计缺陷，改进后横移系统运行时间由原来的47 s降至目前的30 s，并且还有提升的空间。设备运行平稳，设备事故率及维护工作量大幅降低。

（2）横移系统改进后，每次更换横移小车时都要重新标定回转臂的位置，目前采取的方式是从齿条端面数齿的个数来确定齿轮位置，标定比较费时，今后将对回转臂的位置标定进行研究改进。

［1］ 张才安.无缝钢管生产技术 ［M］.重庆：重庆大学出版社，1997.

［2］ 李连诗，韩观昌.小型无缝钢管生产（上）［M］.北京： 冶金工业出版社，1995.

［3］ 李长穆.现代钢管生产［M］.北京：冶金工业出版社，1988.