摘要：介绍了宽板轧机滚盘式冷床的使用状况及存在问题，分析了问题原因，提出并实施了改进措施。
关键词：滚盘式冷床；使用状况；改进措施
1 前言
宝钢集团韶关钢铁有限公司板材厂3450炉卷轧机生产线是一条具有国际先进水平的宽厚板生产线，该生产线于2005年2月底建成投产，是韶钢实现产业升级、设备大型化、现代化的重点工程。该生产线自投产以来即迅速实现了设备及生产的稳定运行，取得了较好的经济效益和社会效益。然而，由于设计单位在进行工程设计中过于理想化，不能全面考虑设备使用的具体工况，致使设备投入使用后不能完全满足现场需要，再加上当时设计轧制9-40mm厚的钢板，因市场变化，目前生产规格扩大到40-120mm，设备的缺陷暴露的越来越明显，故障频发，严重制约了快节奏、满负荷的生产，因此需对部分设备的故障或缺陷进行排除或改进。本文即针对3450炉卷轧机滚盘式冷床存在的问题进行了理论分析及研究，并采取了相应的改进措施，取得了消除故障的良好效果，提高了设备稳定性。
2 滚盘式冷床简介
2.1 冷床的作用
简单的说，冷床是将钢板冷却至规定的温度。中厚板生产中，钢材出热矫直机的温度一般在500～900℃范围内。为了防止矫直后的热态钢板在冷却过程中发生变形，保持钢材的平直和满足钢材剪切的要求，钢板需要在冷床上尽可能的冷却至规定的温度，一般要求冷床冷却后的钢板温度在150℃以下。冷床的作用除了冷却钢板外，还可均衡和缓冲轧制作业区与剪切等后道工序在某一时间内的产能不平衡问题。
2.2 滚盘式冷床形式及特点
滚盘式冷床：由若干根电机单传的轴组成，轴上安装一定数量的滚盘，并通过滚盘的旋转带动钢板横移。这种冷床具有钢板下表面不被划伤、散热好、冷却效率高、面积利用率高、冷却均匀、内应力小、钢板不平度小、便于操作的优点，但结构较复杂、一次性投资较大。
2.3 设备组成
冷床主要由上料装置、冷床本体和下料装置三大部分组成。
冷床上下料装置主要由固定支承、提升装置和横移装置三部分组成。上下料装置提升和横移都是通过液压驱动的。
冷床本体分成入口段、中间段和出口段三段。为方便上下料装置进出冷床，出入口辊盘采用悬臂结构，通过链条传动；在中间段，辊盘由托辊支承，辊盘轴采用两端传动，中间用刚性联轴器连接；热区和冷区均采用石墨深沟球轴承；冷床运行是可逆的，可自动也可手动操作。
3 存在问题
3.1 冷床上下料横移装置小车托臂结构单薄，经常变形
冷床上下料通过液压缸驱动同步轴使小车做往复运动实现，小车通过托臂与同步轴相连。该托臂由钢板焊接而成，板厚最大10mm（见图1），生产过程中经常发生变形，导致整个冷床上下料装置卡死。
3.2 抬升装置曲杆承载力不足易发生断裂
抬升装置同样由液压缸驱动，通过曲杆将液压缸的往复运动转化为横梁的上下运动（见图2），曲杆是该装置的关键部位，承担全部重量。曲杆共需安装四个销轴，其中两个销轴设计了固定销孔（见图3），用于固定销轴防止窜动及转动，钢板厚度增加、重量增大后曲杆运行状况不稳易发生断裂，而且几乎全部从固定销孔处断开，设计上存在缺陷。
3.3 提升装置底座地脚螺栓发生断裂
同样由于负荷的增加，抬升装置的底座固定也出现断裂情况，原设计底座的地脚螺栓为M36，承载能力明显不足。由于螺栓断裂后短期内无法更换，只能采取将断螺栓焊接后恢复使用的临时处理方法，存在较大的设备隐患。
3.4 滚盘轴联轴器故障率高
冷床滚盘轴间的联轴器选用滚珠联轴器，使用过程中由于滚盘托辊的磨损，每两段滚盘轴不可避免会出现高度差，同时由于上厚板温度高，滚珠联轴器内的润滑油脂消耗很快，磨损加剧，寿命短。
4 改进措施
4.1 加固托臂，延长使用寿命
为解决托臂结构单薄，容易发生断裂的问题，我们将原有托臂中间部分（长度2326）的焊接结构改为两段16#槽钢对焊拼接而成，同时增加筋板，其他部分保持不变。改进后，大大增强了托臂的承载能力，经过加固，托臂变形量大大减少，使用寿命至少延长两倍，同时减少了员工的劳动强度，节省了备件费用，又为生产赢得了宝贵的时间。
4.2 改进曲杆，消除薄弱部位隐患
针对曲杆的固定销孔存在的设计缺陷，我们对曲杆做了部分改进，取消了两个固定销孔，安装完毕后增加销轴挡板并电焊，防止销轴窜位及旋转，同时增加了固定销孔1处的钢板宽度（见图4），提高了曲杆的承载能力。改进后取得了不错的效果，曲杆断裂的次数大大减少。
4.3 增大底座地脚螺栓
原底座地脚螺栓为M36，利用生产线停产年修的时间，我们将底座加大，地脚螺栓由M36改为M48，同时也在六枚螺栓的基础上再增加六枚螺栓，改进后，未出现地脚螺栓断裂情况。
4.4 滚盘轴间联轴器的改进
考虑到使用工况及设备维护，我们选用了套筒联轴器。该联轴器的好处有：（1）联轴器中间轴四个弧形面与套筒四个平面的接触面积大，受力面积也大，所以承载能力比一般联轴器大。（2）结构简单，造价比其他联轴器低。（3）两边的套筒有一定的角度补偿，对滚盘轴的安装精度误差有补偿作用，抗冲击性能好。（4）中间轴能窜动，能补偿滚盘轴的热膨胀。（5）套筒分为两部分，更换方便。
5 实施效果
通过实施以上几项改进措施，冷床设备的运行稳定性得到大幅提升，取得了不错的效果，主要表现在：
（1）通过对冷床部分关键设备的改进，有效提升了设备的承载能力，满足了生产新品种的需求，扩大了设备的生产能力。
（2）改进后，冷床托臂、曲杆、联轴器备件的消耗量大大减少，节省了维修费用。
（3）降低了设备事故发生率，减轻了员工劳动强度，保障了生产的顺利进行、稳定可控。
参考文献：
[1]邹家祥.轧钢机械.北京：冶金工业出版社，1992：60-71
[2]张景进.宽厚板生产.北京：冶金工业出版社，2005
论文作者:孙建伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
标签：冷床论文; 联轴器论文; 钢板论文; 螺栓论文; 装置论文; 设备论文; 地脚论文; 《基层建设》2017年第16期论文;