棒材生产线安全防飞钢装置应用与优化

夏阳 杨华

摘 要：棒材生产过程主要是通过两个旋转方向相反的轧辊，把加热的钢材进行压缩，产生塑性变形的过程，由于在生产中轧辊旋转传送坯料向同一方向高速轧制，且在精轧区域的速度可达14m/s，在输送坯料的过程中如有异物或轧制线辊道、导位与轧制线不一致时，会造成飞钢现象。主要表现为高温的坯料带有惯性飞出轧制线，冲出生产设备区域到厂区的各个方向，给生产线上的人员安全造成较大影响。因此出于安全考虑，在高速轧制的精轧区域设定安全防护网，控制飞钢的范围，是保证生产线人员安全的可行性方案。

关键词：飞钢;高速;高温;安全;防护

随着企业生产经营活动中对安全生产的重视，为了避免造成人员伤害和财产损失的事故，进而而采取相应的事故预防和控制措施，可以使生产过程在符合规定的条件下进行，保证从业人员的人身安全和企业稳产增效。

1棒材生产线是通过坯料加热后通过轧机挤压坯料成型的生产工艺流程，全线有16-18台轧机，为保证产品尺寸精度，精轧机间设有若干台活套器，精轧后设有穿水冷装置，能够实现全线无扭控制轧制。主要生产φ10、φ12、φ16、φ18、φ22等规格螺纹钢，其中在φ10、φ12等小规格轧制时常采用三切分或四切分轧制，生产过程主要是通过两个旋转方向相反的轧辊，把加热到一定温度的钢材坯料，通过轧辊进行逐渐压缩，产生塑性变形的过程，在生产中轧辊旋转传送坯料向同一方向高速轧制，且在精轧区域的速度可达14m/s，高速且直径随着工艺轧制的顺序逐步变小进而达到规格要求，尤其是精轧区域对生产线设备稳定性和装配质量有较高要求，如在输送坯料的过程中有异物或轧制线辊道、导位与轧制线不一致时，会造成飞钢现象。主要表现为高温的坯料带有惯性飞出轧制线，冲出生产设备区域到厂区的各个方向，因为轧钢机架附近就是操作台和人员流动区，给生产线上的人员安全造成较大影响。随着企业生产经营活动中对安全生产的重视，为了避免造成人员伤害和财产损失的事故，进而而采取相应的事故预防和控制措施，在容易飞钢轧制区如何设置装置防范飞钢，成为了控制措施和防范事故发生的考虑方向。

2一般棒材生产线是开放式的，即人员活动区域是围绕着轧机传动设备分布的，如要防护就要考虑把飞钢限制在一个区域内，一方面方便集中处理飞钢产生的废钢，另一方面还保障了飞钢区域以外人员的活动空间及安全，故考虑采用围堵的方式。根据统计有1/3的热钢以与轧制线夹角大于45°的角度向外飞出如（图1）。而这部分飞钢较多分布在精轧區域，故在现场设置防飞钢装置时首先应考虑防飞钢装置不能影响生产的日常操作需求：

2.1.要考虑生产时对轧钢设备实时观察监控需求;

2.2.要考虑现场设备更换维护时的便利性和实用性。

2.3.要考虑防护的可靠性和综合属性。

3对应解决对策：

3.1.防护需要光线通透，方便人员观察，故从此角度分析，选用防护网结构加上增加观察孔和增加监控摄像头的方式满足该条件。

3.2.现场轧机和活套等设备为时常更换设备，且更换周期较短，更换方式以行车吊运为主，故在考虑防范与轧制方向夹角偏大的飞钢时采用的顶部加网状防护应当具有可移动功能，这样在更换轧机和活套设备时，顶部加盖的网状防护可以轻易移动，方便设备吊运，且防护结构的设计时应当预留人员进出的防护门，防护网应当模块化方便安装拆卸，满足实用性。

3.3.防护装置应当安全耐用，对飞钢有效阻隔且全面，故考虑对飞钢区域实施360°全方位的布置防护网，且网状结构的孔眼应小于轧制线材的直径的铁丝网，铁丝网的强度从铁丝网的铁丝直径和单块防护网设计入手，满足安全防护要求。

4综上所述：防护网的设计的采用直径为3mm的孔径15*15的铁丝网，配合角钢扁铁制作成单件防护板，防护板上留有装配空洞，方便拆装。结合现场实际情况，再地坪上铺设钢板做地面基础辅以膨胀螺钉进行固定，然后使用槽钢进行搭建框架结构，顶部框架两侧铺设用槽钢制作的u型轨道，最后制作顶部可移动式网状结构顶（图2），配以固定在中间的wp式减速机电机，进行四轮驱动提供动能。（移动盖板所用电能由托缆小车悬挂的电缆控制传输）。加配无线控制箱，可以配备无线遥控进行顶部盖板移动控制用，结合上述设计思路，设计的防飞钢防护网结构（图3），在设计框架结构完工后，通过现场将四周进行装配防护板，顶部加盖可移动网状结构顶的方式保证可以将轧制设备进行全封闭，注意根据现场生产需求预留可开合的活动门已经紧急逃生门，这样在轧制生产时把门从外部关闭，就可以将飞钢限制在框架区域内。

5 结论

通过现场应用实践，该套防飞钢防护网结构可以有效的阻挡飞钢，并把飞钢安全风险有效隔离在预设范围内，在对后续的飞钢处理，由于范围比较集中，可以较快地进行处理作业，在有效地保证了现场操作人员的生命安全同时提高了应对飞钢的效率。在实践中也有不足之处，总结以下几个问题待优化方向：

5.1.传动部位应采用有轴肩的传动轴设计，保证装配后轴承位不发生窜动，进而保证盖板沿轨道直线运动，产生与框架间的刮碰。

5.2.电控部分设计应当增加顶部防护网限位控制装置，能够有效地控制可移动网状结构顶的移动范围，避免开过头，造成生产安全隐患。

5.3.顶部在设计时应对在满足足够强度的前提下，要有一定的上挠度，参考行车设计或钢构设计特点，避免长期使用后，发生变形过大，失去上挠度，在运行时与框架产生干涉卡阻。最后在后续的使用过程中，将结合现场应用实践情况，将对上述问题进行进一步优化，以便更快捷的开合顶部，提高使用效率。

（柳钢棒线型材厂，广西 柳州 545002）