步進(jìn)冷床幾種上鋼系統(tǒng)特點(diǎn)及參數(shù)計(jì)算方法

朱蘇寶 朱 峰 白國偉 周 輝 宋海龍 吳湄莊

(1:鄭州新華重型機(jī)器有限公司 河南鄭州451468;2:馬鞍山鋼鐵股份有限公司 安徽馬鞍山243003)

步進(jìn)冷床幾種上鋼系統(tǒng)特點(diǎn)及參數(shù)計(jì)算方法

朱蘇寶①1朱 峰1白國偉1周 輝1宋海龍1吳湄莊2

(1:鄭州新華重型機(jī)器有限公司 河南鄭州451468;2:馬鞍山鋼鐵股份有限公司 安徽馬鞍山243003)

論述了常規(guī)鋼種制品常用的冷床幾種上鋼系統(tǒng)的特點(diǎn)并提出了改進(jìn)建議，根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其數(shù)據(jù)的積累，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析方法，推算出了重量系數(shù)、價(jià)格系數(shù)、性價(jià)比等系數(shù)值并給出了計(jì)算方法。根據(jù)附表數(shù)據(jù)，參照應(yīng)用舉例，可初算出所需設(shè)備重量及其設(shè)備價(jià)值，為用戶選型、評(píng)估提供了依據(jù)。

步進(jìn)冷床 上鋼系統(tǒng) 性價(jià)比 改進(jìn)

1 前言

冷床是型材[1]及圓材生產(chǎn)線主要輔機(jī)設(shè)備之一，由于現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)線連續(xù)化，高速化，自動(dòng)化以及切分多條軋制技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)冷床的要求越來越高，對(duì)冷床上鋼系統(tǒng)的要求也越來越高，步進(jìn)冷床已經(jīng)成為小型材冷床的主流機(jī)型。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，是制約冷床產(chǎn)量的瓶頸部位。根據(jù)行業(yè)用途的不同，制品規(guī)格的變化，進(jìn)冷床前的來料速度，每秒由幾米到幾十米都有，所以從客觀實(shí)用要求出發(fā)，步進(jìn)冷床的上鋼系統(tǒng)有多種類型，原理不同，結(jié)構(gòu)各異，產(chǎn)量差異大，價(jià)格差異也大，性價(jià)比差異亦大，給用戶設(shè)備選型帶來很大的盲目性，致使不法廠家趁機(jī)坑害用戶，給用戶造成重大經(jīng)濟(jì)損失。比如福州某公司，以表面低價(jià)吸引用戶，暗地肆意加大設(shè)備重量，增加用戶設(shè)備負(fù)擔(dān)，還增加用戶長期運(yùn)行成本，使用戶苦不堪言。本文旨在論述常規(guī)鋼種(不含特種鋼如軸承鋼，彈簧鋼等)制品常用的幾種冷床上鋼系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)、功能、產(chǎn)能、改進(jìn)及性價(jià)比，為用戶提供可靠實(shí)用經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)選型計(jì)算方法，便于用戶謹(jǐn)防上當(dāng)受騙。

2 步進(jìn)冷床幾種上鋼系統(tǒng)的特點(diǎn)及改進(jìn)方向

2.1 齒條直托式上鋼系統(tǒng)特點(diǎn)及改進(jìn)方向

齒條直托式上鋼系統(tǒng)如圖1所示，主要由輸入輥道，動(dòng)齒條，矯直板，靜齒條等組成，其中矯直板端部設(shè)計(jì)有斜擋板，與傾斜布置的輸入輥道形成送料滑道，動(dòng)齒條延伸至輸入至輥道工作部位，動(dòng)齒條降下,輥道才可送料；動(dòng)齒條升起，不能送料只能把輥道上的來料平穩(wěn)有序的輸入冷床本體。

齒條直托式上鋼系統(tǒng)的特點(diǎn)是間歇式送料，冷床工作狀態(tài)與上鋼系統(tǒng)互為干涉，該上鋼系統(tǒng)上料時(shí)，冷床不工作，反之亦然。所以該冷床作業(yè)率較低，適合軋制速度5～8m/s，年產(chǎn)量6～8萬t，直徑20～60mm圓材或型材的生產(chǎn)線，比如釬具鋼生產(chǎn)線步進(jìn)冷床適用該上鋼系統(tǒng)。改進(jìn)方向：斜擋板和輥道工作面改用合金耐磨材料，摩擦制動(dòng)改用電磁制動(dòng)或制動(dòng)輥制動(dòng)。

圖1 齒條直托式上鋼系統(tǒng)

2.2 液壓撥料式上鋼系統(tǒng)特點(diǎn)及改進(jìn)方向

液壓撥料式上鋼系統(tǒng)[2]如圖2所示，主要由輸入輥道、液壓撥料、矯直板、動(dòng)齒條、靜齒條等組成，其中矯直板端部設(shè)計(jì)有弧形擋板，與傾斜布置的輸入輥道形成送料滑道，液壓撥料是由多個(gè)油缸驅(qū)動(dòng)的、繞定軸旋轉(zhuǎn)的多個(gè)擺動(dòng)撥爪組成，撥爪落下才可送料，撥爪升起不能送料只能撥料，使來料平穩(wěn)有序地輸入冷床本體。

圖2 液壓撥料式上鋼系統(tǒng)

液壓撥料式上鋼系統(tǒng)的特點(diǎn)也是間歇式送料，冷床工作狀態(tài)與上鋼系統(tǒng)互不干涉，所以該冷床作業(yè)率較高，適合軋制速度8～13m/s，年產(chǎn)量10～15萬t，直徑12～40mm的圓材或型材生產(chǎn)線。改進(jìn)方向：弧形擋板和輥道以及撥料工作面改用合金耐磨材料，摩擦制動(dòng)改用電磁制動(dòng)或制動(dòng)輥制動(dòng)。

2.3 液壓裙板式上鋼系統(tǒng)特點(diǎn)及改進(jìn)方向

液壓裙板式上鋼系統(tǒng)[3]如圖3所示，主要由輸入輥道、液壓裙板、矯直板、動(dòng)齒條、靜齒條等組成，其中矯直板端部設(shè)計(jì)有斜擋板，與傾斜布置的輸入輥道形成送料滑道，液壓裙板是由多個(gè)油缸推動(dòng)的，繞定軸擺動(dòng)的多個(gè)擺桿由同步驅(qū)動(dòng)的長條梯形導(dǎo)槽組成，利用液壓裙板的低位、中位、高位的位置有序變化，完成制品的送料、儲(chǔ)料、撥料，使來料平穩(wěn)有序的輸入冷床本體。

液壓裙板式上鋼系統(tǒng)的特點(diǎn)是冷床工作狀態(tài)與上鋼系統(tǒng)互不干涉，所以該冷床作業(yè)率較高，適合軋制速度12～18m/s，年產(chǎn)量25～30萬t，直徑12～40的圓材或型材生產(chǎn)線。改進(jìn)方向：斜擋板和輥道以及導(dǎo)槽工作面改用合金耐磨材料，摩擦制動(dòng)改用電磁制動(dòng)或制動(dòng)輥制動(dòng)。

圖3 液壓裙板式上鋼系統(tǒng)

2.4 液壓擋料小裙板上鋼系統(tǒng)特點(diǎn)及改進(jìn)方向

液壓擋料小裙板上鋼系統(tǒng)[4]如圖4所示，主要由液壓擋料、輸入輥道、液壓小裙板、矯直板、動(dòng)齒條、靜齒條等組成，其中矯直板端部設(shè)計(jì)有斜擋板，與傾斜布置的輸入輥道形成送料滑道，液壓擋料是由多個(gè)油缸推動(dòng)的，繞定軸擺動(dòng)的長條擋板組成，液壓小裙板是多個(gè)油缸推動(dòng)的，繞定軸旋轉(zhuǎn)的多個(gè)擺桿同步驅(qū)動(dòng)的多個(gè)梯形塊組成，利用液壓擋料和液壓小裙板的低位、高位的有序變化，完成制品的送料、儲(chǔ)料、撥料、使來料平穩(wěn)有序的輸入冷床本體。

液壓擋料小裙板上鋼系統(tǒng)的特點(diǎn)是冷床工作狀態(tài)與上鋼系統(tǒng)互不干涉，所以該冷床作業(yè)率較高，適合軋制速度15～18m/s，年產(chǎn)量25～30萬t，直徑12～40mm的圓材或型材生產(chǎn)線。改進(jìn)方向：擋料和小裙板以及輥道工作面改用合金耐磨材料，摩擦制動(dòng)改用電磁制動(dòng)或制動(dòng)輥制動(dòng)。

圖4 液壓擋料小裙板上鋼系統(tǒng)

2.5 氣動(dòng)塔式上鋼系統(tǒng)特點(diǎn)及改進(jìn)方向

氣動(dòng)塔式上鋼系統(tǒng)如圖5所示，主要由氣動(dòng)推桿、輸入輥道、推料擋料、溜槽、矯直板、動(dòng)齒條、靜齒條等組成，其中輸入輥道是位于溜槽上的多個(gè)單獨(dú)傳動(dòng)的V型輥，一般小于φ12的圓鋼可以省去V型輥，直接用溜槽送料；推料擋料是由多個(gè)氣缸推動(dòng)、繞定軸擺動(dòng)的多個(gè)撥料和擋料雙叉板組成，前者用于把溜槽中的來料撥出，后者用于防止上面溜槽撥出的制品滑入下面溜槽，使其平穩(wěn)有序的輸入冷床本體。

圖5 氣動(dòng)塔式上鋼系統(tǒng)

1-氣動(dòng)推桿; 2-V型輥; 3-撥料和擋料; 4-矯直板; 5-動(dòng)齒條; 6-靜齒條

氣動(dòng)塔式上鋼系統(tǒng)的特點(diǎn)是與冷床工作狀態(tài)互不干涉，該上鋼系統(tǒng)主要有四槽和兩槽兩種型式，適合兩切分和四切分工藝狀態(tài)，所以該冷床作業(yè)率較高，適合軋制速度15～18m/s，年產(chǎn)量25～45萬t，直徑12～40的圓材或型材生產(chǎn)線。改進(jìn)方向：溜槽和撥料以及V型輥工作面改用耐磨合金材料，摩擦制動(dòng)改用電磁制動(dòng)或制動(dòng)輥制動(dòng)。

2.6 轉(zhuǎn)轂式高速上鋼系統(tǒng)的特點(diǎn)

轉(zhuǎn)轂式高速上鋼系統(tǒng)也稱為HSD系統(tǒng)[5]如圖6所示，主要由雙轉(zhuǎn)轂溜槽、矯直板、動(dòng)齒條、靜齒條等組成，其中雙轉(zhuǎn)轂溜槽用于接受經(jīng)夾送制動(dòng)輥輸送來的制品，制品在雙轉(zhuǎn)轂溜槽運(yùn)行到設(shè)定位置，系統(tǒng)檢測發(fā)訊控制轉(zhuǎn)轂旋轉(zhuǎn)，使制品滑入矯直板。

圖6 機(jī)械轉(zhuǎn)轂式上鋼系統(tǒng)

轉(zhuǎn)轂式高速上鋼系統(tǒng)的工作特點(diǎn)是可多根同時(shí)送料，比較適合切分軋制工藝。冷床工作狀態(tài)與上鋼系統(tǒng)互不干涉，所以該冷床作業(yè)率較高，最大軋制速度可達(dá)40m/s，適合年產(chǎn)量60～80萬t，直徑8～60的圓鋼和型材生產(chǎn)線。目前轉(zhuǎn)轂式上鋼系統(tǒng)主要為引進(jìn)設(shè)備。

3 上述冷床上鋼系統(tǒng)的性價(jià)比

上鋼系統(tǒng)的性價(jià)比是指比照基本機(jī)型，根據(jù)各上鋼系統(tǒng)適合的軋制速度、產(chǎn)品規(guī)格、年產(chǎn)量、推算出設(shè)備的復(fù)雜系數(shù)、故障系數(shù)、重量系數(shù)、價(jià)格系數(shù)、價(jià)值系數(shù)及性價(jià)比，供選型參考。

例如：設(shè)齒條直托式上鋼系統(tǒng)為基本機(jī)型，根據(jù)其適合的軋制速度、產(chǎn)品規(guī)格、年產(chǎn)量，設(shè)其復(fù)雜系數(shù)、故障系數(shù)、重量系數(shù)、價(jià)格系數(shù)均為1，推出其價(jià)值系數(shù)、性價(jià)比。根據(jù)筆者多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其數(shù)據(jù)積累，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析的方法，推算出上述各類上鋼系統(tǒng)適合的軋制速度、產(chǎn)品規(guī)格、年產(chǎn)量、復(fù)雜系數(shù)、重量系數(shù)、價(jià)格系數(shù)、價(jià)值系數(shù)和性價(jià)比，見表1。

4 應(yīng)用舉例

1)已知：某用戶選用表1中的⑤氣動(dòng)塔式雙槽上鋼系統(tǒng)，設(shè)備長度100m，

表1 常用小型材上鋼系統(tǒng)參數(shù)與相關(guān)計(jì)算系數(shù)對(duì)照表

求：該設(shè)備參考重量？參考價(jià)值？性價(jià)比?

解：參考重量

W1=設(shè)備長度(m)×重量系數(shù)×Wj/1000 =100×1.6×220/1000=35.2(t)

參考價(jià)值P1=W1×價(jià)格系數(shù)×Pj=35.2×1.2×1.4=59.14(萬元)

查表1，性價(jià)比：13.0～15.6

2)已知：某用戶選用表1中的③液壓裙板上鋼系統(tǒng)，設(shè)備長度120m，

求：該設(shè)備參考重量？參考價(jià)值？性價(jià)比?

解：參考重量W2=設(shè)備長度(m)×重量系數(shù)×Wj/1000 =120×2.5×220/1000=66(t)

參考價(jià)值

P2=W2×價(jià)格系數(shù)×Pj=66×1.6×1.4=147.84(萬元)

查表1，性價(jià)比：6.3～7.5

5 結(jié)論

綜上所述，上鋼系統(tǒng)種類各異，復(fù)雜系數(shù)、重量系數(shù)不同，導(dǎo)致價(jià)格系數(shù)和價(jià)值系數(shù)差異較大，給用戶選型造成較大的迷惑性。分析上表可知，年產(chǎn)量高，一般情況下復(fù)雜系數(shù)、重量系數(shù)、價(jià)格系數(shù)和價(jià)值系數(shù)也隨之增高，所以，為了理性選型上述設(shè)備，如果產(chǎn)量不高，不提倡選用性價(jià)比高的設(shè)備，反之，如果產(chǎn)量高，則提倡選用性價(jià)比高的設(shè)備。分析附表數(shù)據(jù)可知，氣動(dòng)塔式上鋼系統(tǒng)性價(jià)比高于其他各類上鋼系統(tǒng)，甚至還高于引進(jìn)設(shè)備轉(zhuǎn)轂式上鋼系統(tǒng)，值得重視。根據(jù)表1數(shù)據(jù)，參照應(yīng)用舉例，可初算出所需設(shè)備重量及其設(shè)備價(jià)值，做到心中有數(shù),在設(shè)備選型時(shí)綜合考慮。

[1]曲克等.軋鋼工藝學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

[2]徐言東等.棒材步進(jìn)冷床機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)[J].冶金設(shè)備，2004(6).

[3]韓新勝等.裙板式冷床上鋼裝置的改進(jìn)[J].軋鋼，2011(3).

[4]傅飛.型鋼冷床設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].裝備制造技術(shù)，2009(3).

[5]李曼云等.小型型鋼連軋生產(chǎn)工藝與設(shè)備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006.

Features and Parameter Calculation Method of Several Transfer Steel System for the Walking Beam Cooling Bed

Zhu Subao1Zhu Feng1Bai Guowei1Zhou Hui1Song Hailong1Wu Meizhuang2

(1:Zhengzhou Xinhua Heavy Machinery Co., Ltd, Zhengzhou 451468;2:Maanshan Iron & Steel Co., Ltd., Maanshan 243003)

The features of several transfer steel systems of the walking beam cooling bed that are used in conventional steel grade products are discussed and some suggestions for improvement are put forward. Based on practical experience and data accumulation for many years, the values if weight coefficient, price coefficient and cost-effectiveness are calculated with method of statistical analysis. According to the data of the schedule, the weight and value of the required equipment which are used to provide reference of evaluation and type-selection for users are preliminary calculated by reference to the example.

Walking beam cooling bed Transfer system of steel Cost performance Improvement

朱蘇寶，男，1964年出生，太原科技大學(xué)畢業(yè)，高級(jí)工程師，長期從事軋鋼設(shè)備及工藝的研發(fā)工作

TG333.3

B

10.3969/j.issn.1001-1269.2015.01.017

2014—09—12)