宣钢高线集卷、风冷辊道的应用与改造

姜少华

（河钢集团宣钢公司二钢轧厂，河北 张家口 075100）

1 工艺概述

宣钢二高线于2006-09投产，设计规模450000 t/年。加热炉采用步进式双蓄热汽化冷却加热炉、加热炉能力为150 t/h。全线设备装备水平为国内先进水平，共布置28架轧机，其中，粗中轧机组为14架闭口式二辊轧机，呈平-立交替布置，预精轧机组为4架平-立交替布置的紧凑式轧机，精轧机为10架顶交45°摩根轧机。工程还采用了低温轧制及控制冷却、大风量斯太尔摩散卷冷却运输线等国内高速线材生产先进技术。在实际生产过程中，钢坯经加热炉加热后，首先通过高压水除鳞装置对钢坯表面氧化铁皮进行清理，然后通过出炉保温辊道将钢坯送入粗轧机列进行轧制，然后通过1#飞剪对轧件头部进行剪切，然后进入中轧、预精轧、精轧机等后续生产流程进行轧制。

2 机械设备在使用过程中出现的问题

2.1 集卷托盘传动轴运行不稳定

托盘升降机构是线材盘卷收集的重要设备，运行区域氧化铁皮多，环境温度高，经常造成机构减速、停止电气信号失灵，使两边托盘下降速度不一致，造成盘卷倾斜刮蹭立式卷心架，对产品表面质量造成影响。高线集卷托盘的作用是将从集卷筒中下落的线卷统一收集后挂套在芯棒或卷芯架上。二高线托盘由南北两根链条带动做上下升降动作，在托盘上方的集卷二层平台里两根链条分别通过三根轴，一轴为传动轴，二轴为导向压链轴，三轴为顺导定位轴，链条由三根轴上的链轮带动工作，三根轴均为通轴。由于南北两根链条磨损变形量和张紧量的细微差别，使两根链条在通过二、三轴工作时的拉紧程度不一致，造成一根链条松、一根链条紧，托盘和线卷所有的冲击力都会落在那根紧链条上，形成相互之间不可调和的工作干扰，长时间运行或有意外大负载会使紧链条拉长或崩断，不仅影响正常生产，而且备件消耗多，维护工作量、维护难度大。同时，由于二轴工作时的受力方向向上，而轴承座固定力向下，在长期承受托盘自重与成品材的叠加力时，会对轴承座的地脚螺栓造成严重威胁，经常出现地脚螺栓崩断、轴承座和链条损毁等恶性事故。

2.2 斯太尔摩风冷线保温罩故障多发

随着二高线新品种钢的不断开发，对成品材的控冷、保温的技术要求也更加严格，斯太尔摩风冷线（风冷辊道）保温罩的使用频次也随着当前生产形式陡增。原保温罩采用电机传动蜗轮蜗杆的执行机构实现其升降，但保温罩体积较大，而现有执行机构电机功率小、螺杆直径较细的设计能力无法承受保温罩频繁升降，加上执行机构上下固定面积小、受力集中，导致螺杆变形、蜗轮打齿、电机超负荷烧损、固定点撕裂等故障多发、频发，不仅严重影响品种钢的开发和正常生产，也使备件费用居高不下，同时维护工作量、维护难度加大。出炉辊道高压水除磷前辊子由于原保温辊道辊子长期受附近高压水冲击导致辊子腐蚀严重，且极易将氧化铁皮等杂物带入辊子轴承位，导致辊子轴承损坏、抱死不转情况发生，频繁出现钢坯卡阻或停步等现象，直接影响生产节奏。

2.3 集卷设备运行不稳定

由于集卷托盘升至高位后与承接成品材的分离指有较大落差，达到了1.5 m，造成线卷发生错层、乱卷；集卷托盘下降进行接卷至双芯棒时，双芯棒两侧的耐磨硬质衬板对收集的线卷内表面造成划伤；集卷托盘的作用是将从集卷筒中下落的线卷统一收集后挂套在芯棒上。托盘由南北两根链条带动做上下升降动作，在托盘上方的集卷二层平台里两根链条分别通过三根轴，一轴为传动轴，二轴为导向压链轴，三轴为顺导定位轴，链条由三根轴上的链轮带动工作，三根轴均为通轴。由于南北两根链条磨损变形量和张紧量的细微差别，使两根链条在通过二、三轴工作时的拉紧程度不一致，就会造成一根链条松、一根链条紧，托盘和线卷的冲击力都会落在那根紧链条上，形成相互之间不可调和的工作干扰，长时间运行或有意外大负载会使紧链条拉长或崩断。

3 解决方法

3.1 集卷托盘传动轴改造

将现有传动二轴由原有的一根通轴改为中间断开的两根自由轴，自由轴两端利用原有空间增装轴承座来承载固定新的断开式二轴，新轴在原链条通过位置上安装链轮。在此情况下，两根链条分别通过自由式二轴，在链条拉紧量不一致时只需对松链条进行微调就可达到平衡工作承重能力的目的，链条之间不再产生相互之间的干扰，既解决了链条频繁崩断等问题，降低了维护工作量和维护难度，又节省了大量的备件费用。同时，新的二轴轴承座正上方增设压板装置，从而压固轴承座，使轴承座及其地脚受力状况明显改善，极大地保护了设备。此项改造实施后为产品正常生产提供了设备基础，并且在国内同种行业同种设备情况下具有较高的应用和推广价值。将原来的通径长轴改为2根可调节的阶梯轴，避免了原来轴承装备的轴向窜动；用夹壳联轴器进行连接，变径处采用圆弧过度避免应力集中，实现了长周期稳定运行。改造后的托盘升降机构运行顺畅平稳，机构的整体抗冲击性得到了增强，轴承、链轮轴无卡死、弯曲现象发生，为提高产品质量创造了条件。

3.2 斯太尔摩风冷线保温罩升降改造

技术人员将现有执行机构全部拆除，以保温罩中轴为支点安装引出力臂，在力臂下安装配重箱，箱内放置剪切后的剔废钢坯头，这样通过杠杆原理可手动轻松升降保温罩，既解决了机械传动的诸多问题，降低了维护工作量和维护难度，又节省了大量的备件费用，同时，为品种钢开发和正常生产提供了设备基础，并且此技改具有较高的应用和推广价值。

3.3 集卷设备集中改造

技术骨干根据集卷托盘外形，焊接制作两个宽200 mm、高480 mm的箱体，安装在集卷托盘和双芯棒托盘上以减少集卷过程产生的落差，同时，为了满足不同品种钢的生产需要，箱体设计为可拆分形式，根据生产任务安排随时加装和拆分，改善了集卷错层、乱卷情况；另一方面，加工制作了双芯棒黄铜衬板，将集卷双芯棒耐磨钢制衬板改为兼具耐磨性和防划伤功能的黄铜衬板，降低了线卷内表面划伤，在生产一些软线品种钢时此改造效果尤为明显。在不改变原二轴安装位置尺寸的情况下，由原有的一根通轴改为中间断开的两根自由轴，自由轴两端利用原有空间增装轴承座来承载固定新的断开式二轴，新轴在原链条通过位置上安装链轮。这样，两根链条分别通过自由式二轴，在链条拉紧量不一致时只需对松链条进行微调就可达到平衡工作承重能力的目的，链条之间不再产生相互之间的干扰。预计项目实施后，链条工作情况大为改善，链条变形拉长或崩断现象基本杜绝，大幅延长了链条的使用寿命，同时，也稳定了集卷托盘的运行。

4 结束语

宣钢线材集卷设备集中改造和斯太尔摩风冷线保温罩升降方式改造的成功实施，使设备更加适用于现代化的快速生产节奏，具有实际推广意义。