滚盘冷床的优化设计

摘要: 本文简单介绍了一种先进的中厚板冷床―滚盘式冷床。并在设计中作了几处修改,取得了很好的效果。

Abstract: This article makes brief introduction about a sort of advanced cooling bed for heavy and medium plate―rolling disc cooling bed.And make a little of modifications in design. Actual result is very good.

关键词: 滚盘式冷床;滚盘;中厚板

Key words: rolling disc cooling bed;rolling disc;heavy and medium plate

中图分类号:TG333.3 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)17-0142-02

0引言

滚盘式冷床是一种很先进的中厚板冷床,主要功能是将高温矫直后的中厚板均匀自然空冷。其主体由若干根滚轮轴组成, 每根滚轮轴由电机单独驱动,轴上安装一定数量的滚盘,通过滚盘的转动带动钢板向前平稳移动,使钢板得到缓慢冷却。

因其结构的特点,滚盘式冷床具有很多优点:①在冷却钢板过程中能连续改变钢板的接触点,由于钢板与滚盘间没有相对滑动,所以钢板下表面不会被划伤。②钢板冷却均匀、内应力小、不平度小。③钢板与滚盘的接触线短,辐射面积大,冷却速度快。④钢板之间可不留间距或留间距很小,冷床面积利用率高。

所以滚盘式冷床在中厚板厂应用非常广泛。为更好利用其优点,我们在给安阳120t转炉―炉卷轧机制作滚盘式冷床时在达涅利设计的基础上作了几点修改,取得了不错的效果(该厂冷床用于冷却6～50mm厚的普碳钢板。成品最大长度31m,最大宽度3.1m,最大单重14t)。

1原理

滚盘式冷床主要由冷床输入辊道、冷床入口钢板横移装置、冷床入口段、滚盘式冷床本体、冷床出口钢板横移装置、冷床出口段、冷床输出辊道等几部分组成。其结构一般如图1所示。

出(入)口钢板横移装置结构类似,其作用分别是将钢板从输入辊道输送到滚盘式冷床和从滚盘式冷床将钢板输送到输出辊道。以入口钢板横移装置为例,它是由单独的导轨和一个中间盘式移送机构组成。通过液压缸来升降导轨,由滑动梁实现钢板的运输,另外用配重和液压缸上足够的液压力控制获得钢板的平稳横移。提升机构和横移机构通过连接轴实现机械同步。

其运动轨迹呈矩形(如图2所示),导轨在输入辊道上托住钢板,在液压缸(二)的作用下通过拐臂(二)使导轨升起,此时钢板脱离辊道,拐臂(一)在液压缸(一)的作用下带动滑动梁移动,其间配重装置在链条的束缚下在位置(一)和位置(二)间变化,通过改变重心的位置达到配重的目的,实现钢板的平稳运输。导轨进入冷床本体后,缓慢下降让钢板平稳放到滚盘式冷床上,再回复原位运送下一块钢板。

出(入)口钢板横移装置沿实心轴方向,间隔一定距离平行布置4～5个拐臂(一)(拐臂数量视冷床宽度而定),拐臂和轴间通过键来实现定位。

2方法

钢板要平稳准确送上冷床,导轨的运动同步非常重要。所以必须保证所有拐臂(一)的相关位置尺寸一致。从图3可以看出在加工制造时应特别注意两点:

①拐臂两端中心孔间距;

②同一实心轴上的拐臂键槽位置保持一致。

实心轴上的键槽位置在加工时很好保证,一次装卡加工好一根轴上所有的键槽,位置精度较高。

拐臂上的键槽位置按照受力情况,在设计时都定在位置1处,即上固定座的中间位置(见图3),但两端座之间是尺寸很长的铆焊件连接起来的,且一般工序是先加工好键槽再焊接成型,很难保证所有拐臂的键槽位置完全一致,实际加工时效果很不理想。为此,我们根据工艺需要作了改进,在保证拐臂两端中心孔间距一致的前提下,划线时以两中心孔连线作为键槽的中心线来确定键槽位置2,这样能很好划线定位,各关键尺寸也能得到很好的保证,并且在实际中对受力的影响也不大。

待冷钢板在进入冷床时温度一般在500～850℃,出冷床时要求温度≤200℃。由于在进入冷床时钢板温度较高,并且滚盘式冷床的移动速度比较缓慢一般在0～20m/min,钢板在缓慢的冷却过程容易产生变形。为保证冷却后钢板的平直度,就必须让钢板在冷床上与滚盘均匀接触,这对冷床本体滚盘上表面的标高公差要求比较高,一般应保证在±0.5～1mm。

从(图4)可知,影响冷床滚盘标高的关键点在于三个方面: ①滚盘及托辊的外径误差;②轴本身平直度;③用于支撑滚盘的两托辊间的中心距。

滚盘及托辊外径、轴平直由加工均较好保证。两托辊间的中心距不一致会导致滚盘的高度改变,为保证滚盘转动时托辊的位置稳固,安装托辊的支座均是通过平键固定在横梁上。但实际加工时由于划线的误差、加工基准的选择等造成键槽的位置精度不能得到很好的控制,由于采用平键固定使安装时支座位置无法调整。鉴于这种情况,我们在原结构的基础上作了修改,将平键改为安装时可修配调整的阶梯键,同时增加限位块,在调试完位置后焊死辅助定位(见图4)。这样修改后在保证使用的情况下使设计更加合理。另外,进入滚盘式冷床的钢板长度在几米到几十米不等,这么长的钢板在冷床上向前运动如果滚轮轴间平行度控制不严,钢板很容易出现斜线或“蛇”形运动轨迹,这是非常危险的。所以在制作时须保证实心轴的平直;安装时保证驱动电机的间距、支撑横梁的位置等正确。

在滚盘式冷床本体上,为减小钢板热辐射及氧化铁皮对滚轮轴的损害,在滚轮轴每两个滚盘之间均设计有3～5mm厚的套管。在以往的设计中套管两端的内腔焊有均布的四块方钢,方钢与滚轮轴的间隙为0～1.6mm,以此来固定套管(见图5),但这样的结构使套管不能得到很好的固定,在冷床使用时,套管随滚轮轴的转动产生严重的噪音。为消除噪音,我们在以前结构的基础上作了改进,在方钢块和套管上钻?准8的孔,用M6螺钉拧紧来固定套管,由于套管很薄无法攻丝,所以在外面焊两个M6的螺母用于螺栓的固定(如图5所示)。这样修改既简单又有效。

3结果

通过以上看似细小的几处改进,不仅减小了加工难度,也使设计更加合理。修改后的滚盘式冷床在实际使用中取得了不错的效果。

参考文献:

[1]张景进.中厚板生产.北京:冶金工业出版社,2005,99-100.

[2]李晓红.滚盘式冷床的设计与应用.山东冶金,2002,24(5),20-22.