米文乐 唐珍珍

摘要：钢坯热送收集台架工作原理，使用中存在的问题，针对问题分析原因、提出改进方案、实施验证。

Abstract： The working principle of the billet hot delivery collection stand， the problems in use， analyze the reasons for the problems， put forward improvement plans， and implement verification.

关键词：钢坯热送;热送辊道;收集台架;摆臂机构;推钢小车

Key words： hot feed of billet;hot feed roller table;collection stand;swing arm mechanism;steel pushing trolley

中图分类号：TG333                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）16-0131-02

0  引言

轧钢高线钢坯原料存放区与炼钢连铸钢坯收集台架直线距离约60米，为降低车辆盘运成本并提高热钢坯温度利用，设计了从炼钢到轧钢的热钢坯输送辊道，其终点是热钢坯收集台架。但设计之初，受空间限制，将推钢摆臂机构与台架分布在热送辊道的下方，受高温辐射影响，设备故障率高，备件成本和人力投入过高。针对存在的问题，需要进行改造优化。

1  钢坯热送和收集设备的工作原理

钢坯规格是150×150mm方坯，每根长12米，从炼钢经60米输送辊道，到达轧钢收集台架，一根根自动输送、收集。台架工作原理：钢坯经辊道输送到台架推钢位置时，钢坯头部的检测信号检测到钢坯到达正确位置，辊道停止转动传送，两台液压缸推动摆臂机构，由摆臂机构上4个摆臂带动4个推钢小车，每个推钢小车上的推头推动钢坯从辊道面上滑移到台架钢轨上，然后液压缸杆收回到起始位，完成一支钢坯收集，下支钢坯开始进入待推位（见图2）。

2  设备使用中存在的问题

轧钢原收集台架为节约收集台架所占用的空间，将液压缸、摆臂机构安装在钢坯台架下方，这种设计把液压缸、摆臂机构、推钢小车置于800-900摄氏度高温钢坯的热辐射下，给设备维护带来很大麻烦。

问题一：4个推钢小车，每个小车安装有16个成品轴承，充当车轮，在小车行走槽内前后移动，轴承受高温辐射，并且由于是封闭结构导致无法给轴承提供润滑，除非拆出小车对轴承进行加油;

问题二：小车车轮轴承寿命很短且小车两侧行走槽的下轨面磨损很快。收集台架放钢坯的轨道共7个，小车行走槽与收集台架轨道是一体焊接的，如果小车行走槽磨损，则必须更换台架7个轨道中的4个，以及另外4个短的小车行走轨道。

轴承损坏或小车轨道磨损容易导致小车前后移动不顺畅，严重的是曾经有一次因小车在行走轨道内受阻，造成液压缸安装底座被拔出。

所以小车车轮轴承、小车轨道、液压缸基础及拉杆在使用过程中故障点多，备件消耗多，牵扯维修人员精力也多，严重制约正常的生产组织。

3  问题原因分析

①推钢小车、摆臂机构安装于800-900度高温钢坯下，小车轮轴承因结构原因无法正常加油润滑、各转动铰点润滑在高温区润滑不良，是推钢机构容易损坏的一个重要原因。②中规中矩的设计中，坯料收集台架和液压、摆臂机构应分别安装在输送钢坯辊道的两侧，这样才能做到摆臂机构发出推力，与小车行走方向在一个平面上，不存在无效作用力（见图1）。

原来推钢机构中，小车拉杆在摆臂的带动下，斜向左下方（见图2），力是矢量，除大小外还有方向，小车在行走槽内推钢时，基本是水平向左运动的，拉杆斜向左下方已表示拉杆推钢作用力方向与小车行走方向不一致，从图B摆臂拉杆可以看到，小车拉杆与小车行走方向约有30度夹角，根据力的分解和三角形边长关系，很容易推算出有1/3的拉杆作用力被分解，分解力垂直于小车、向下，这个向下分解的力，不仅对小车向前推钢是无效作用力，而且对小车车轮和行走轨道下压，增大行走磨擦力，具有较强的破坏性，这是小车轴承容易损坏，行走轨道短容易磨损的主要原因。

图1、图2是两种推钢小车布局比对，图1为中规中矩设计，图2为台架下方安装推钢装置的不合理结构。

4  问题解决的思路与方案

4.1 思路

①参考中规中矩设计，先将辊道取直后的新收集台架与推钢摆臂机构分布在热送辊道两侧，把液压缸和摆臂机构移出高温区，达到摆臂机械机构远离高温辐射区域分开的目的，同时实现摆臂作用力与小车行走方向一致，消除车轮与车轨道受额外下压力，但这时推钢小车还保留在高温区，且车轮轴承润滑无法实现。

②创新点1：因为推钢小车功能就是推钢，所以我们可以将推钢小车变形为推钢杆，把推钢杆移到热送辊道的摆臂机构侧，远离了高温区。创新点2：将推钢小车结构中2个铰点变为1个铰点，直接连接推钢杆，每个推钢杆推钢端头设计一个小托辊，进一步减少维护点。创新点3：当连杆机构中2个铰点变为1个铰点后，必须把推钢杆端头的托辊设计成有上下伸缩量的。托辊既要在推钢杆前进时平稳托起推钢杆，保证推钢杆头部中心永远顶在150mm钢坯面中心，又要用托辊下的伸缩弹簧来补偿因1个铰点连接带来的推钢杆高低变位时不压托辊，避免托辊受多余的下压力，最大限度增加托辊寿命。

注：2个铰点的推钢杆前进后退过程中一直处于水平状态，但需要前后两个位置做推钢杆支撑（如加热炉推钢杆每个推钢杆配4个导向辊），2铰点结构缺点是摆臂作用力被分解一部分，维护点多了1铰点和多增加了支撑辊，乘以4个推钢杆就多了不少设备和维护点。

4.2 方案

①拿掉4个推钢小车，确定推钢杆头部到摆臂安装距离，通过图纸数据和模拟运动轨迹，将原图纸摆臂长轴安装水平座标向液压缸方向平移760mm，垂直座标向上抬升140mm，新增推钢杆托辊预埋底座。②重新设计的推钢杆连接扁头（直径72mm的强度足够用）、推钢杆托辊可上下滑动支座，托辊轴、铜套、钢套等。③外购能支撑45kg（推钢杆单重85kg）的压缩弹簧（100*23*21）、選适配管子制做托辊弹簧缓冲器。④配支座，现场用水平仪确定支座标高，以推钢杆压弹簧缓冲器后的高度标定与杆头与热送辊面的标高。

改造后的现场照片见图3。

5  结束语

改造后，液压缸和摆臂长轴机构远离了高温区，推钢小车及小车轨道不存在了，取消原不合理结构，彻底消除了故障点。新结构极简，备件消耗极低，维护量极小，已投用，成功实现了改造目标。

参考文献：

[1]张军卫，刘澄，刘政鹏，钟浩.热送热装在青岛特钢的实践与应用[C].中国金属学会.第十二届中国钢铁年会论文集——2.炼钢与连铸.中国金属学会：中国金属学会，2019：435-440.

[2]何军.小型棒线材生产连铸-轧钢工艺衔接优化[J].轧钢，2019，36（05）：55-62.

[3]张凤林，寇惠.轧钢机轧制力矩数学模型建立与分析[J].设备管理与维修，1995（01）：24-26.