冷床輸入裝置的磨損分析與改進

栗志紅

（太重煤機有限公司，山西 太原 030032）

冷床輸入裝置是冷床的重要運輸設(shè)備，其運輸效果，關(guān)系到成品鋼材的冷卻效果和合格率。其功能：將飛剪剪切后的鋼材快速輸送到冷床本體進行自然冷卻，冷床輸入裝置主要包含輸入輥道、裙板、矯直板等部件（見下頁圖1）。輸入輥道采用單獨傳動，交流變頻調(diào)速，輥子懸臂安裝在電機軸上，輥子與水平面交角12°夾角。輥道速度（變頻調(diào)速）略高于末架軋機速度（一般取末架軋機速度的1.05~1.15倍），以防止分段后的軋件追尾。裙板在油缸的升降下，根據(jù)工藝要求處于高位，低位(接料)，中位，高位（卸料）。并將鋼材從輸入輥道頂入矯直板第一個齒槽中。

1 冷床輸入裝置工作原理

在軋線生產(chǎn)過程中飛剪剪切后的軋件進入加速輥道加速運到冷床輸入輥道，棒材在冷床輸入輥道繼續(xù)運行。通過液壓缸動作。將升降裙板升起、落下。控制棒材滑到制動裙板上。軋件在裙板快速移動，依靠摩擦力制動。使棒材停止在工藝要求的位置，這時裙板升起將軋件送進矯直板矯直、冷卻，為進入冷床本體做好準(zhǔn)備。

2 冷床輸入裝置的磨損問題分析

飛剪剪切后的鋼材進入輸入輥道，溫度高，輥道速度快，且在輥面上的運動是先加速、再勻速、最后降速并制動，鋼材與輥子同時發(fā)生滾動摩擦和滑動摩擦，加劇輥子磨損的主要原因是滑動摩擦，輥子材料為QT700-2，使用時間不長就會磨損出一道深溝，當(dāng)輥面被磨損到一定程度時，鋼材無法落入制動裙板上，會有跑鋼現(xiàn)象，嚴(yán)重影響軋鋼產(chǎn)量。所以輥子耐磨性和其合理結(jié)構(gòu)對生產(chǎn)順利運行極其重要。

裙板由油缸驅(qū)動不停的上下運動，裙板左面不停的擋鋼材，制動鋼材，鋼材在裙板上滑行，裙板的動作周期≤2.5 s，決定了裙板的工作特點是速度快，動作頻率高，裙板的材料為QT700-2，裙板左面磨損嚴(yán)重后，每次檢修每塊更換就的半小時，因受停機時間限制，只能對磨損嚴(yán)重的進行更換，這就導(dǎo)致新舊裙板交替在線使用，每塊裙板磨損不均勻，裙板升降高度不一樣，無法保證通過的鋼材順利進入冷床矯直板，經(jīng)常出現(xiàn)跑鋼，亂鋼現(xiàn)象，造成裙板故障高。

從裙板上滑下到達矯直板，每根鋼材都要滑行到矯直板的第一個槽，然后由動齒送到第二槽，此時速度不象先前的快，長期的頻繁使用，發(fā)現(xiàn)第一個槽磨損特別嚴(yán)重，后面槽磨損減小，當(dāng)?shù)谝徊勰p特別嚴(yán)重時，矯直板就的整體換掉，浪費時間和成本。

隨著國民經(jīng)濟迅速發(fā)展、軋線生產(chǎn)線產(chǎn)量越來越大。縮短檢修輔助時間，減少生產(chǎn)成本。提高勞動生產(chǎn)率是發(fā)展的必然趨勢。在冷床輸入輥道中，輸入輥道輥子、裙板、矯直板數(shù)量很大。按120 m算,需要輥子、裙板、矯直板各100個，磨損后整體換掉，顯然太浪費。

對上述問題的分析研究，鋼材進入輸入輥道時，輥面速度過高，鋼材和輥面間的摩擦力大以及輥子材質(zhì)抗高溫耐磨性差等因素都影響到輥道的磨損，其中輥道表面材質(zhì)抗高溫耐磨性差是主要原因。只有提高輥道表面材料的抗高溫耐磨性才能夠減少輥道的磨損，提高使用壽命。根據(jù)裙板和矯直板磨損位置不同，只對磨損嚴(yán)重位置加耐磨合金板，提高接觸部位耐磨性，滿足使用。

3 改進措施

3.1 輥子的結(jié)構(gòu)改進

現(xiàn)使用的輥子（如下頁圖1序號1）材質(zhì)為QT700-2，整體鑄造加工而成，毛坯生產(chǎn)成本高，加工安裝孔等部位較為困難，磨損到一定的程度后整體報廢，價格高、浪費材料。將輥子設(shè)計成完全對稱的結(jié)構(gòu)兩端鑲嵌高鎳鉻合金焊接而成（如下頁圖2序號4），這樣當(dāng)輥面按左段磨損后可調(diào)過來用右段。從結(jié)構(gòu)方面基本上提高了一倍的使用壽命。

圖1 改進前輸入裝置

3.2 裙板和矯直板的結(jié)構(gòu)改進

在易磨損部位，即裙板左面和矯直板的第一槽鑲嵌高鎳鉻合金板（如圖2序號5，6，7），用沉頭螺釘安裝在裙板上和矯直板上，磨損嚴(yán)重時，只要換掉高鎳鉻合金板即可，節(jié)約了檢修時間和成本。

圖2 改進后輸入裝置

原QT700-2調(diào)質(zhì)硬度達270-300HB，改進后的高鎳鉻合金，沖擊韌性好，耐高溫，熱處理后硬度和耐磨性均超過了原材料，具有良好的綜合力學(xué)性能，適應(yīng)溫度1 000℃以下，主要適用于礦石堆管，各種襯板。再根據(jù)F=mgμ（m為質(zhì)量；g為重力常數(shù)；μ為摩擦系數(shù)）可知改進后的摩擦系數(shù)減小，在相同質(zhì)量條件下，受力減小，磨損減小。

改進后的輸入裝置，輸入輥道輥子磨損后可以掉頭使用，裙板、矯直板磨損后，只需將螺釘從裙板和矯直板中拔出后，取出耐磨板，然后更換，不需要更換其他任何零件，勞動強度減小，方便快捷，盡可能的減小了對軋線生產(chǎn)的影響、滿足了用戶快速更換的要求、降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)率，取得了極大的經(jīng)濟效益，得到了廣大用戶的好評，并得到了大力推廣?，F(xiàn)已經(jīng)在云南玉溪仙福使用，效果良好。

4 使用效果

通過改進前后的實際使用效果對比，使用周期短，平均只有1個月的時間，更換下后無利用價值，更換備件的勞動強度較大，改進后使用周期約8個月左右。對比前后壽命提高了8倍，從而降低了停機率，通過云南玉溪仙福2年多的使用，每年的停機率降低了0.23%，而且改進后的耐磨材料更換下后，可以回爐提取，循環(huán)利用，提高了使用周期。

5 結(jié)語

經(jīng)過對冷床輸入裝置輥子、裙板和矯直板的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的改變，提高了輥子、裙板和矯直板的使用壽命，保證了軋鋼的順利進行。改進后運行良好，在后續(xù)的生產(chǎn)過程中，對磨損后，只對輥子整體更換，裙板和矯直板只進行耐磨板的修復(fù)或更換即可。耐磨壽命至少提高一倍。從經(jīng)濟效益方面來說，QT700-2材質(zhì)的采購價為每塊1 200元，現(xiàn)在因鑲嵌合金修復(fù)費用為每塊2 100元。使用壽命不會低于2年，壽命提高了8倍，按輥子、裙板和矯直板各100個算，原先費用1 200元×300=36萬元，現(xiàn)在費用2 100元×300÷8≈8萬元，節(jié)約了成本28萬元，過鋼量按每年40萬t算，減少4次檢修，檢修費用節(jié)約160萬元，加時間價值一年約節(jié)200多萬元，可見改進后取得了較好的經(jīng)濟效益。