李繼

（陜鋼龍鋼西安軋鋼廠，陜西 西安 710021）

一種裙板式冷床高速上鋼技術(shù)

李繼

（陜鋼龍鋼西安軋鋼廠，陜西 西安 710021）

針對棒材冷床上鋼速度制約生產(chǎn)的瓶頸問題，簡要介紹了傳統(tǒng)裙板式冷床上鋼裝置及達(dá)涅利“高速雙通道”輸送系統(tǒng)HTC和西馬克雙轉(zhuǎn)轂高速上鋼系統(tǒng)兩種高速上鋼裝置的特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了一種裙板式冷床高速上鋼技術(shù)的核心組成部分，可使配置傳統(tǒng)裙板式冷床的棒材生產(chǎn)線的上鋼速度提高至少25%以上。

棒材；裙板式冷床；高速上鋼技術(shù)；技術(shù)要點(diǎn)

冷床作為棒材廠生產(chǎn)工藝線上的一個(gè)必備設(shè)備，是生產(chǎn)過程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，其主要作用是承載及冷卻、矯直高溫軋件。由于步進(jìn)式冷床適應(yīng)生產(chǎn)線的連軋化、軋制速度、切分軋制等要求，得到了廣泛的應(yīng)用。上鋼系統(tǒng)是冷床的關(guān)鍵設(shè)備之一，該設(shè)備與冷床并列布置，接受來自倍尺剪的來料，經(jīng)過加速－減速－靜止幾個(gè)速度切換，使來料平穩(wěn)有序的輸入冷床本體。裙板式冷床的上鋼系統(tǒng)（見圖1）的特點(diǎn)是冷床工作狀態(tài)與上鋼系統(tǒng)互不干涉，冷床作業(yè)率高。正常生產(chǎn)時(shí)，冷床輸入輥道輸送棒材到冷床入口，此時(shí)升降裙板在高位，將棒材限制在輸入輥道和裙板所成夾角的空間內(nèi)，待倍尺飛剪剪切完成后，冷床輸入輥道加速運(yùn)轉(zhuǎn)，盡量將剪切后的倍尺棒材與下一根還未剪切的棒材拉開距離；待冷床升降裙板下降至低位時(shí)，倍尺棒材沿輸入輥道和升降裙板的斜面滑至裙板下方制動(dòng)通道，升降裙板迅速升至中位，即可擋住下一根還未剪切的棒材，防止其影響已經(jīng)滑至裙板下方的棒材的繼續(xù)制動(dòng)；待倍尺制動(dòng)的棒材停止或接近停止時(shí)，升降裙板升至高位，將已經(jīng)倍尺制動(dòng)的棒材送至冷床矯直板的第一個(gè)齒槽內(nèi)，然后啟動(dòng)冷床本體，將棒材向冷床輸出方向輸送，此周期性動(dòng)作即可實(shí)現(xiàn)冷床的收集。近年來我國大量建設(shè)的棒材生產(chǎn)線大多為全連軋機(jī)與裙板式冷床組合的方式。一般棒材生產(chǎn)工藝（裙板制動(dòng)），由于受車間長度等限制，軋制速度一般不超過18m/s。由于現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)線連續(xù)化，高速化以及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，冷床上鋼速度已成為制約軋制速度的瓶頸問題。

圖1 液壓裙板式上鋼系統(tǒng)

1 國內(nèi)外裙板式冷床高速上鋼技術(shù)現(xiàn)狀

國內(nèi)外針對裙板式冷床高速上鋼瓶頸問題的研究也采取了多方法，最成功的技術(shù)主要有達(dá)涅利“高速雙通道”輸送系統(tǒng)HTC（見圖2）和西馬克雙轉(zhuǎn)轂高速上鋼系統(tǒng)HSD（見圖3、圖4）兩種方式。達(dá)涅利高速雙通道輸送系統(tǒng)由夾送輥、轉(zhuǎn)轍器、高速圓盤飛剪和安裝在冷床人口來料側(cè)的尾部制動(dòng)器（夾送輥）以及交替打開、讓棒材依次落下的一系列通道（高速上鋼裝置）組成。雙通道輸送系統(tǒng)的髙速上鋼裝置主要由按線布置的組成，“C”型輸送器布置在冷床齒條的上方，交替打開的雙通道輸送系統(tǒng)“C”型輸送器讓制動(dòng)后的棒材依次落到齒條上。西馬克雙轉(zhuǎn)轂式高速上鋼裝置設(shè)有兩平行布置的轂，每個(gè)轉(zhuǎn)轂上設(shè)有四個(gè)通道，旋轉(zhuǎn)依次過鋼，配合使用冷床起始端的尾部制動(dòng)裝置（夾送輥），使高速的棒材減速制動(dòng)并依此放人冷床齒條內(nèi)。但這兩種方式均不適用于裙板式冷床的上鋼系統(tǒng)，且改造費(fèi)用高，難度大，周期長。裙板式冷床單通道上鋼系統(tǒng)的瓶頸仍未得到有效解決，終軋速度始終限制在18m/s以內(nèi)，下面介紹一種裙板式冷床高速上鋼新技術(shù)使該瓶頸得以突破。

圖2 “高速雙通道”輸送系統(tǒng)HTC圖

圖3 雙轉(zhuǎn)轂式高速上鋼系統(tǒng)HSD圖[4]

2 一種裙板式冷床高速上鋼技術(shù)

裙板式冷床高速上鋼系統(tǒng)的核心技術(shù)由提速系統(tǒng)、分鋼系統(tǒng)、落點(diǎn)定位系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成（見圖5）。

（1）提速系統(tǒng)。提速系統(tǒng)主要功能是利用夾送輥裝置將上冷床的倍尺棒材運(yùn)動(dòng)速度提高到大于精軋機(jī)出口速度，使上冷床的剪切后倍尺棒材與下一根還未剪切的棒材拉開足夠的距離，避免頭追尾事故的發(fā)生。夾送輥裝置下輥固定、上輥可上下運(yùn)動(dòng)，直流電機(jī)傳動(dòng)。夾送輥裝置安裝在冷床中部制動(dòng)裙板的外側(cè)，與倍尺飛剪的距離不能大于一支倍尺棒材的長度，安裝夾送輥裝置的位置設(shè)計(jì)了一塊異型制動(dòng)裙板（見圖6），使夾送輥剛好能夾送到前進(jìn)中的倍尺棒材，又不影響制動(dòng)裙板的正常上下運(yùn)動(dòng)。

圖4 雙轉(zhuǎn)轂式高速上鋼系統(tǒng)立面圖

圖5 裙板式冷床高速上鋼系統(tǒng)圖

圖6 異型制動(dòng)裙板與夾送輥安裝位置示意圖

（2）分鋼系統(tǒng)。分鋼系統(tǒng)主要功能是將上冷床的剪切后倍尺棒材尾部與下一根還未剪切的棒材的頭部分離到不同的運(yùn)動(dòng)通道，以防止棒材高速上冷床過程中發(fā)生頭追尾。主要由抬尾裝置、拔尾裝置和擋尾裝置組成，這三套裝置依次安裝在倍尺飛剪和冷床之間距倍尺飛剪中心約7m的冷床輸入輥道上（無制動(dòng)裙板的區(qū)域），三套裝置緊密安裝在不大于1m的范圍內(nèi)。抬尾裝置安裝在輸入輥道的底面下，由上下運(yùn)動(dòng)的氣缸帶動(dòng)的自由輥?zhàn)咏M成，主要是將在輸入輥道上運(yùn)動(dòng)的倍尺棒材尾部抬起為拔尾做準(zhǔn)備。拔尾裝置安裝在抬尾之后輸入輥道的外側(cè)面（鋼下冷床的一面為內(nèi)側(cè)），由氣缸帶動(dòng)的繞一軸線旋轉(zhuǎn)的拔板組成，主要是將輸入輥道上的倍尺棒材的尾部提前拔到輸入輥道的低位運(yùn)動(dòng)通道，以確保未剪切的棒材的頭部從輸入輥道的高位運(yùn)動(dòng)通道（對應(yīng)制動(dòng)裙板的外側(cè)）順利通過（見圖7）。擋尾裝置安裝在拔尾之后輸入輥道的中線的位置，由上下運(yùn)動(dòng)的氣缸帶動(dòng)的異型擋桿組成，主要作用是將拔尾拔下的倍尺棒材尾部擋住，防止在運(yùn)動(dòng)過程中反彈到高位通道（未剪切的棒材的運(yùn)動(dòng)通道）。

圖7 拔尾裝置分鋼示意圖

（3）落點(diǎn)定位系統(tǒng)。落點(diǎn)定位系統(tǒng)主要功能是確保高速上冷床的棒材準(zhǔn)確定位于冷床上，主要由夾尾制動(dòng)輥和壓尾制動(dòng)板兩套裝置組成。夾尾制動(dòng)輥裝置下輥固定、上輥可上下運(yùn)動(dòng)，直流電機(jī)傳動(dòng)。夾尾制動(dòng)輥安裝在接近冷床制動(dòng)裙板尾部的輸入輥道上，工作時(shí)通過調(diào)整夾尾制動(dòng)輥的轉(zhuǎn)速并夾持上冷床倍尺棒材的尾部，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)棒材的作用。壓尾制動(dòng)板（見圖8）間隔安裝在冷床的異型矯直板處，壓尾制動(dòng)板通過曲軸由氣缸帶動(dòng)夾持由制動(dòng)裙板上剛落下正在向前滑移的棒材實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。

（4）工藝自動(dòng)化控制系統(tǒng)。提速系統(tǒng)、分鋼系統(tǒng)、落點(diǎn)定位系統(tǒng)通過工藝自動(dòng)化控制系統(tǒng)與軋線各相關(guān)系統(tǒng)有機(jī)地銜接起來。提速夾送輥的設(shè)定線速度一般比軋線的精軋出口速度高1%～7%，在上冷床的棒材頭部通過夾送輥后即可啟動(dòng)上輥壓下，夾送持續(xù)時(shí)間500～1000ms；抬尾裝置啟動(dòng)時(shí)間與倍尺飛剪啟動(dòng)同步；拔尾裝置在倍尺飛剪啟動(dòng)后3～10ms啟動(dòng)，拔尾的啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間視拔尾到倍尺飛剪的距離和終軋速度而定，在未剪切的棒材頭部到達(dá)拔尾裝置之前3～5ms收回；擋尾裝置在拔尾裝置啟動(dòng)5～10ms后啟動(dòng)，并與拔尾裝置同步收回；夾尾制動(dòng)輥線速度一般設(shè)為終軋速度的70～80%，在冷床制動(dòng)裙板降到低位時(shí)啟動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)，夾持持續(xù)到所夾持棒材的尾部完全能過夾尾制動(dòng)輥再抬起；夾尾制動(dòng)板在倍尺棒材完全落到矯直板上時(shí)啟動(dòng)到工作位置，棒材完全制動(dòng)后回到準(zhǔn)備位置。各參數(shù)在生產(chǎn)中具體設(shè)定時(shí)要關(guān)注冷床輸入輥道上已剪切倍尺棒材尾部與未剪切棒材的頭部拉開的間距及倍尺棒材在冷床上的落點(diǎn)位置等實(shí)際情況。

3 應(yīng)用效果

裙板式冷床高速上鋼技術(shù)經(jīng)過在陜鋼一條配置裙板式冷床的棒材生產(chǎn)線（倍尺飛剪到冷床距離只有23m）上應(yīng)用，軋線終軋速度提高25%以上（軋線設(shè)備能力制約試驗(yàn)進(jìn)一步提速），單線或兩切分軋制時(shí)高速上鋼系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，且可有選擇地對倍尺棒材在冷床上的停放位置逐支靈活控制。如果在新建生產(chǎn)線時(shí)應(yīng)用則可以縮短倍尺飛剪到冷床距離，可減少工程投資。在已建成的配置裙板式冷床的棒材生產(chǎn)線上應(yīng)用，可以突破制約軋線生產(chǎn)能力的冷床上鋼速度的瓶頸，充分發(fā)揮現(xiàn)有軋線的生產(chǎn)能力，提高綜合成材率。

主程序結(jié)構(gòu)(OBI)（如表1）。

TG334.9

A

1671-0711（2016）10（下）-0129-03