摘 要：介紹西寧特鋼小棒工程軋輥間主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)，闡述軋輥間設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題，以提高軋輥間的設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而提高棒材車間的產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：棒材車間；軋輥間；工藝設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.003

1 概述

棒材廣泛用于建筑、機(jī)械、汽車、船舶等工業(yè)領(lǐng)域，全國共59家鋼鐵企業(yè)可生產(chǎn)優(yōu)鋼棒材，共有軋機(jī)110條，設(shè)計(jì)總產(chǎn)能7701萬噸。2016年全國棒材總產(chǎn)量為4542萬噸，較2015年名義增長205萬噸，同比增加4.7%?，F(xiàn)有21條軋機(jī)可以實(shí)現(xiàn)普優(yōu)共產(chǎn)，涉及產(chǎn)能1703萬噸。[1，2]在持續(xù)推進(jìn)改革、環(huán)保升級淘汰落后產(chǎn)能等一系列因素影響下，普轉(zhuǎn)優(yōu)產(chǎn)能轉(zhuǎn)化結(jié)合優(yōu)鋼產(chǎn)能釋放，促進(jìn)了棒材項(xiàng)目的穩(wěn)定良好運(yùn)行態(tài)勢。各大項(xiàng)目對主軋線的設(shè)計(jì)非常重視，卻往往忽視軋輥車削，從而導(dǎo)致一些項(xiàng)目的軋輥間無法滿足生產(chǎn)要求。

通過參加酒鋼100萬噸棒材項(xiàng)目、西林鋼鐵100萬噸棒材項(xiàng)目、日照鋼鐵100萬噸棒材等項(xiàng)目設(shè)計(jì)，對不同類型棒材軋鋼廠軋輥間特點(diǎn)及設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題有比較直觀的認(rèn)識，結(jié)合西寧特鋼小棒工程，總結(jié)棒材軋輥間工藝設(shè)計(jì)一些要點(diǎn)，供同類項(xiàng)目設(shè)計(jì)參考。

2 西寧特鋼小棒工程項(xiàng)目概況

西寧特鋼小棒材生產(chǎn)線采用短應(yīng)力線軋機(jī)和PSM三輥減定徑軋機(jī)，引進(jìn)德國西馬克公司技術(shù)和設(shè)備。生產(chǎn)產(chǎn)品為優(yōu)質(zhì)合金鋼棒材，產(chǎn)品規(guī)格Φ16～100mm，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為45萬噸/年，是目前國內(nèi)最先進(jìn)的特鋼軋線。工程配套建設(shè)較完備軋輥間，主要有軋輥加工、軋輥拆裝，軸承清洗和輥環(huán)加工、輥環(huán)維護(hù)等設(shè)施。軋輥車間面積27m×108m，軌面標(biāo)高15m；輥環(huán)加工間面積64m×7m（相對軌面標(biāo)高6m）。承擔(dān)主軋線上各類軋輥車削，軸承座維護(hù)，軸承清洗等任務(wù)。軋輥主要技術(shù)參數(shù)詳見表1。

3 西寧特鋼小棒工程軋輥間特點(diǎn)

西寧特鋼小棒材生產(chǎn)線軋制產(chǎn)品規(guī)格范圍廣，軋機(jī)數(shù)量多與其他棒材項(xiàng)目比較，軋輥車削具有軋輥規(guī)格多，輥環(huán)磨削量大的特點(diǎn)。各項(xiàng)目產(chǎn)品規(guī)格及軋輥車削量詳見表2。

4 軋輥間工藝設(shè)計(jì)要素

4.1 設(shè)備選擇

4.1.1 主要設(shè)備選擇

軋輥間最主要設(shè)備是軋輥車床，新軋輥的輥身精車、孔型加工和舊輥修復(fù)在軋輥車床上進(jìn)行[3]。軋輥車床選型的規(guī)格根據(jù)軋輥的輥身直徑和長度選用。選型的臺數(shù)按不同規(guī)格軋輥分別計(jì)算。

N=PH/Yη

式中N為計(jì)算的軋輥車床數(shù)，臺；P為同規(guī)格軋輥加工總根數(shù)，根；H為同規(guī)格軋輥加工工時(shí)，h/根；y為機(jī)床年工作小時(shí)，h；η為機(jī)床利用率，一般取0.85～0.9。加工臺時(shí)指標(biāo)H值與軋制產(chǎn)品的形狀、尺寸和軋輥的材質(zhì)、制造工藝有關(guān)，要綜合考慮選取。

西寧小棒工程軋輥加工總根數(shù)約440根，輥環(huán)約2700個(gè)，總根數(shù)由軋機(jī)換輥周期決定，軋機(jī)換輥周期主要依據(jù)軋機(jī)供貨商提供的數(shù)據(jù)，也要參考同類工廠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合自身的特點(diǎn)進(jìn)行確定。此外還考慮了在生產(chǎn)過程中的實(shí)際換輥情況，除正常換輥外其它換輥因素如計(jì)劃換產(chǎn)品規(guī)格、事故輥等。軋輥加工時(shí)間根據(jù)軋輥的直徑、輥身長度、孔型、材質(zhì)，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，各規(guī)格軋輥得出軋輥規(guī)格材質(zhì)加工時(shí)間表詳見表3。η機(jī)床利用率85%，y機(jī)床年工作小時(shí)約3820小時(shí)。根據(jù)以上數(shù)據(jù)小棒工程選用軋輥車床3臺，輥環(huán)加工車床1臺，碳化鎢輥環(huán)磨床1臺。

4.1.2 非標(biāo)設(shè)備的配置

西寧小棒軋輥間作為現(xiàn)代化的工廠配置了操控先進(jìn)的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。如軋輥軸承座拆裝裝置、軸承加熱器、軸承/軸承座清洗機(jī)、軋輥臺架及各種吊具，對于輥環(huán)修磨還應(yīng)配置輥環(huán)分離裝置、光學(xué)校驗(yàn)臺、機(jī)架清洗裝置、輥環(huán)存放架。其中，軋輥臺架的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮各軋輥的周轉(zhuǎn)量，軋輥的周轉(zhuǎn)量應(yīng)為3～4套，輥環(huán)的周轉(zhuǎn)量應(yīng)為4～5套。

4.1.3 起重設(shè)備的配置

起重機(jī)是軋輥間的主要設(shè)備之一，西寧小棒工程軋輥間除設(shè)置2臺主起重機(jī)外，還在高速鋼輥環(huán)加工區(qū)域和碳化鎢輥環(huán)修磨區(qū)域分別設(shè)置專用起重機(jī)，這樣既可方便局部工段的物料加工和運(yùn)輸，也可減少車間的主起重機(jī)數(shù)量，避免主起重機(jī)相互干涉并節(jié)約投資。

4.2 工藝布置

設(shè)備布置主要考慮盡可能減少工件搬運(yùn)距離，減少搬運(yùn)過程中跨越設(shè)備[4]。

4.2.1 軋輥車床布置

軋輥車床屬于重型機(jī)床，一般采用單行橫向排列，軋輥車床布置在靠近廠房一側(cè)即遠(yuǎn)離軋機(jī)一側(cè)以減少軋線震動(dòng)對軋輥車床的影響，并注意布置在起重機(jī)吊鉤極限范圍內(nèi)，以便軋輥吊裝及運(yùn)輸，這一點(diǎn)在車間面積較緊張時(shí)尤其需要注意。

4.2.2 非標(biāo)設(shè)備布置

非標(biāo)設(shè)備如軋輥軸承座拆裝裝置應(yīng)布置在靠近軋機(jī)一側(cè)，軋輥總成由過跨車運(yùn)入軋輥間便可直接吊運(yùn)至相對應(yīng)的軸承座拆裝裝置上進(jìn)行拆卸，以減少運(yùn)輸?shù)木嚯x。軸承/軸承座清洗機(jī)應(yīng)布置拆裝裝置附近，拆卸后的軸承座吊運(yùn)至軸承座清洗機(jī)進(jìn)行清洗維護(hù)，軸承/軸承座清洗機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定煙氣雖有通風(fēng)設(shè)施處理但盡量布置在車間端部利于排風(fēng)的位置。

4.3 輥環(huán)維修間與輥環(huán)加工間的布置

輥環(huán)維修間是西寧小棒工程特有的輥環(huán)機(jī)架裝配專用車間，因軋線采用西馬克PSM三輥減定徑軋機(jī)，減定徑機(jī)架內(nèi)為三個(gè)輥環(huán)120°分布，需將輥環(huán)從機(jī)架內(nèi)拆卸進(jìn)行孔型修磨，拆卸后的機(jī)架進(jìn)行清洗，修磨好的輥環(huán)要重新裝入機(jī)架內(nèi)，所以為輥環(huán)裝配設(shè)計(jì)了專用的維修間，維修間布置在與PSM三輥減定徑軋機(jī)相鄰的跨間，換輥小車輥道伸入輥環(huán)加工間內(nèi)進(jìn)行機(jī)架更換。為保證裝配好的機(jī)架精度不變，輥環(huán)維修間設(shè)在與軋線同高度+5m平臺上。在車間設(shè)計(jì)過程中要特別考慮保證校驗(yàn)后的機(jī)架精度，避免遠(yuǎn)距離吊運(yùn)。輥環(huán)維修間內(nèi)配置了輥環(huán)分離裝置、光學(xué)校驗(yàn)臺、機(jī)架清洗裝置、輥環(huán)存放架等。輥環(huán)維修間布置詳見圖1。

輥環(huán)加工間也是小棒工程特有的專用輥環(huán)修磨、車削車間，輥環(huán)裝配間需在+5m平臺上與PSM軋線緊鄰不利于保證輥環(huán)修磨、車削設(shè)備的運(yùn)行，因此分離出輥環(huán)加工的功能在軋輥加工間內(nèi)（±0.00地坪上）設(shè)計(jì)了專門輥環(huán)加工間。在輥環(huán)維修間內(nèi)拆卸下的輥環(huán)吊運(yùn)至輥環(huán)加工間進(jìn)行修磨和車削，修磨、車削好孔型的輥環(huán)吊運(yùn)回輥環(huán)維修間與清潔維護(hù)后的機(jī)架進(jìn)行裝配校驗(yàn)。輥環(huán)加工間內(nèi)配置了碳化鎢輥環(huán)磨床、高速鋼輥環(huán)車床、金剛石砂輪修整機(jī)等，碳化鎢材質(zhì)輥環(huán)需用碳化鎢輥環(huán)磨床進(jìn)行修磨，高速鋼材質(zhì)輥環(huán)需用輥環(huán)車床進(jìn)行車削。輥環(huán)加工間布置詳見圖2。

5 結(jié)論

對于打造現(xiàn)在鋼鐵企業(yè)，建設(shè)一流鋼企，提供棒材優(yōu)質(zhì)設(shè)計(jì)服務(wù)，棒材軋輥加工間的設(shè)計(jì)，需要注意以下幾個(gè)方面：

（1）軋輥間最主要設(shè)備選型及計(jì)算，需結(jié)合經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)軋輥車床選型及精確計(jì)算；

（2）軋輥車床加工臺時(shí)指標(biāo)H值與軋制產(chǎn)品的形狀、尺寸和軋輥的材質(zhì)、制造工藝有關(guān)，要綜合考慮選取；

（3）軋輥加工時(shí)間根據(jù)軋輥的直徑、輥身長度、孔型、材質(zhì)，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，各規(guī)格軋輥得出軋輥規(guī)格材質(zhì)加工時(shí)間；

（4）軋輥車床一般采用單行橫向排列，布置在靠近廠房一側(cè)即遠(yuǎn)離軋機(jī)一側(cè)以減少軋線震動(dòng)對軋輥車床影響，并注意布置在起重機(jī)吊鉤極限范圍內(nèi)，在車間面積較緊張時(shí)尤其需要注意；

（5）現(xiàn)代化小棒軋輥間需配置必要的操控先進(jìn)的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備；

（6）一定要在設(shè)備選擇和工藝布置上精心考慮，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)墓に囋O(shè)備并合理布置，使軋輥加工間滿足軋線生產(chǎn)要求，為軋線及時(shí)提供合格的軋輥。

參考文獻(xiàn)：

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[4]羅慶革，駱勝東.高速鋼軋輥加工工藝優(yōu)化[J].柳鋼科技，2015（05）：44-45.

作者簡介：邱實(shí)（1985-），女，內(nèi)蒙古人，碩士研究生，工程師，從事工程設(shè)計(jì)。