冷床

冷床是冶金軋鋼行業對軋制產品（螺紋鋼、園鋼、鋼管等）有效進行冷卻的工作檯面。冷床由機械傳動系統、水冷卻系統、冷床工作檯面、固定支架等方面組成。冷床主要有拔齒式冷床、齒條步進式冷床、撥爪式冷床、運載鏈式冷床、滾盤式冷床等。

基本介紹

• 中文名：冷床
• 外文名：Cooling bed
• 概述：對產品有效進行冷卻的工作檯面
• 分類：拔齒式冷床、齒條步進式冷床
• 組成：機械傳動系統、水冷卻系統
• 學科：冶金工程

設備介紹

冷床是中小型棒材車間不可缺少的輔助設備之一。它的功能是將軋機軋制後經飛剪剪下成倍尺長度的棒材, 輸送並卸到冷床齒條上冷卻, 使其溫度由900℃降至100 ～ 300℃, 然後由冷床下料裝置將其收集成組送至輸出輥道上, 再由輸出輥道將其送到冷剪剪下成定尺成品。冷床的設計質量與安裝精度直接決定著產品的最終質量。

近年來, 為適應軋制制度變化繁多, 產品規格多、優質產品及高產量等要求, 我院認真消化、吸收國內外先進技術, 設計了一套具有同類國際先進水平的高速度、多品種、高質量的小型型鋼和棒材冷床設備, 年產棒材可達90萬噸, 已達到了國外同類設備的先進水平。

設備組成

冷床由三大部分組成:冷床上料裝置、鋸齒型步進式冷床本體、冷床下料裝置及輸出輥道。其中的冷床上料裝置是冷床設計中的難點, 也是咽喉設備。

上料裝置

上料裝置由輥入輥道、矯直板、制動裙板及氣動分鋼裝置組成。上料裝置的結構特點是在120m長度方向上每12m 布置一液壓缸, 所有液壓缸同步運行, 通過連桿、同步軸帶動裙板同時升降。該裝置的性能特點是:在同步軸上設定接近開關, 檢測和控制提升裙板的升降位置, 保證動作準確可靠;液壓缸的控制閥採取就近配置, 以最大限度地減少壓力誤差,保證動作同步;在控制迴路設定直動溢流閥和防氣蝕閥, 配合液壓缸的最佳化設計, 有效地解決巨大衝擊對液壓系統的破壞問題, 保證了液壓系統的安全性。

液壓缸側面驅動, 同步軸布置在高溫區以外, 在各液壓缸保持同步時, 每根軸承受的僅是5塊提升裙板升降所需的扭轉應力, 而同步軸由於是旋轉運動, 幾乎不產生慣性力。裙板的慣性力由於分散到各個液壓缸上, 機構受力狀態得到極大改善。連桿上設有調整機構, 可方便地調整裙板的上下位置。由於對機械結構進行了最佳化設計, 電氣控制採用了計算控制技術, 液壓系統採取了安全措施, 賦予了該裝置優越的使用性能, 全部裙板的水平度和直線度在工作時得到可靠保證。

分類

冷床主要有拔齒式冷床、齒條步進式冷床、撥爪式冷床、運載鏈式冷床、滾盤式冷床等。

工作原理

將已軋製成型產品通過輥道輸送進入冷床，再由齒條步進式拔齒等形式，將排列在冷床上的工件逐步移向冷床頂端，達到了工件的冷卻效果。

主要用途

該冷床設備主要用於軋後鋼板線上緩慢自然冷卻。在型材生產線上，冷床對型材還具有預彎曲功能，防止型材在自然冷卻過程中因各處質量不等導致出現不規則彎曲。套用領域：冷床主要套用在鋼鐵行業、冶金行業等。

操作規程

1.軋制過程中，冷床作業人員嚴禁上冷床，不準在輥道、齒條上行走。

2.生產中出現亂床等事故，必須等停軋以後進行處理清出。

3.冷床取樣要使用專用工具進行取樣。

4.作業中應注意觀察周圍的情況，無關人員嚴禁進入大冷床的危險區域。

5.因亂床等事故造成的熱廢品，當班必須清出，確保冷床周圍的環境整潔。

輸入輥道

(1)功能

將分段飛剪剪後的倍尺棒材運輸到冷床區並加速, 使棒材產生一定的初拉力, 保持棒材在平直狀態下運行, 也使棒材被剪斷後能夠快速升速, 與其後一根仍在軋制的棒材拉開距離。

(2)輸入輥道參數

輥子直徑:188mm;

輥身長度:175mm;

輥間距:1 200mm;

軋件速度:4. 5 ～ 18m /s;

輥道線速度:4. 5 ～ 20m /s;

輥道輥面與水平夾角:12°(前部由0°逐漸過渡到12°)。

(3)傳動結構

輥子懸臂安裝, 採用交流變頻電機單獨傳動。為了使棒材能夠順利滑入制動板, 輥道向冷床部傾斜, 其角度由0°逐漸傾斜到12°。輥子直接裝在電機軸上運轉, 電機選用一種新型高效節能調速加強型變頻電機。該電機調速範圍寬, 震動噪音低, 外形尺寸小、重量輕。

(4)控制要求

所有輥道均為不可逆連續運轉。根據末架軋機軋制速度預先設定輥道速度。為避免棒材開始制動時尾部與後一棒材頭部干涉, 同時使熱金屬檢測器可靠地檢測到棒材的尾部, 輥道速度應大於軋制速度的5% ～ 10%。輸入輥道增速段可分為三段控制。通常第一段比末架軋機軋制速度超前5%;第二段超前10%;第三段超前5%。生產不同規格軋件時, 採用不同的超前量。

(5)輸入輥道的長度

輸入輥道的長度可分兩段, 第一段為增速段, 第二段為制動段。前段輥道的長度決定棒材間拉開的距離, 而此距離的大小直接影響制動板的制動和卸料。

制動裙板

1.功能

制動裙板是位於輸入輥道一側的一條可在垂直方向上下運動的板。利用板與鋼材之間的磨擦阻力使鋼材制動, 並通過提升運動把鋼材送入冷床矯直板。

2.結構

制動裙板是由多個液壓缸驅動的。液壓缸推動曲柄連桿使長軸旋轉帶動制動裙板升降, 通過液壓控制迴路, 可準確控制制動裙板的上升、下降及中間停位。傳動長軸上裝有接近開關, 用於檢測裙板的高位和低位。這種傳動形式結構簡單, 調整方便, 動作可靠。

由於不同規格產品的軋制速度不同, 所以制動距離也不同。在冷床前制動段設定若干液壓離合器, 當制動距離需要改變時, 只需根據計算調整各液壓離合器的離合位置, 就可改變制動裙板的制動長度。為了增加軋制的制動距離, 減小冷床本體的寬度尺寸, 在進入冷床本體前又增加一段副冷床, 既達到生產工藝的要求, 又能減輕設備的重量。

3.制動裙板的參數

軋件長度:114m;

撥料塊總長:165m(冷床前45m);

撥料塊寬度:130m;

撥料塊與水平面夾角:35°;

撥料塊升降速度:0. 15 ～ 0. 3 m /s。

4.棒材進入冷床前的制動順序:

(1)分段剪剪下棒材, 剪下的長度是按冷床寬度或根據用戶要求自動設定的。

(2)棒材頭尾之間的分離是通過輥道增速和在冷床入口設定一個拔鋼裝置實現的。

(3)剪下後的棒材卸入制動板後開始制動, 靠自然磨擦制動。

(4)具有三個工作位置的制動裙板的連續動作可預先設定。

低位:從輥道上將棒材卸到制動裙板;中位:制動第一根棒材的同時將後一根運行中的棒材擋在輥道低位區域;高位:將制動後的棒材卸到冷床矯直板。

制動過程

根據成品軋機軋制速度與臨界速度的關係, 軋件在冷床的制動過程可分為不同階段。精軋機軋制速度小於臨界速度時, 則軋件上冷床的制動過程有以下兩個階段。

第一階段:軋件在制動裙板上表面向下運行和向前滑行;

第二階段:軋件在制動裙板上表面與副冷床外側壁之間向前滑行。

如果成品軋機軋制速度大於臨界速度, 則軋件上冷床制動過程有以下四個階段。

第一階段:軋件在制動裙板上表面向下運行和向前滑行;

第二階段:軋件在制動裙板上表面副冷床外側壁之間向前滑行;

第三階段:軋件在副冷床內側壁向下運行, 及向前滑行;

第四階段:軋件在副冷床兩內側壁之間向前滑行。

氣動分鋼

氣動分鋼裝置安置在活動段裙板的入口處, 其作用是當前一根定尺棒材的尾部正下滑和制動時,由氣缸將可動撥鋼器抬起, 防止下一根鋼材頭部進入裙板。在拔鋼器抬起的同時, 活動裙板升主中位,後一根鋼材沿裙板側面制動運行, 拔鋼器的運動與活動裙板的運動和下一根鋼的頭部位置同步。在棒材運行速度低於10m /s時, 不採用氣動分鋼裝置。

氣動分鋼裝置包括氣缸操縱擺桿機構和插銷固定機構。它的安裝位置是根據軋制產品規格品種的不同,需要制動的時間或距離來決定的, 可在冷床輸入輥道上由人工任意放置調整,操作非常靈活方便。

矯直板

矯直板位於冷床入口側, 由制動裙板拔入的軋制棒材首先落到矯直板上, 使棒材保持最大平直度。矯直板每塊長1. 15m, 寬250mm , 上有10個齒形, 塊與塊之間只留出動齒條移動間隙, 安裝在定支架上。

總結

近年來, 由於軋鋼工藝趨向於採用無扭軋制, 採用緊湊的平立輥軋機、先進活套、計算機控制等手段, 使軋制速度迅速提高。這樣一來, 就對軋線後部冷床工藝提出了新的發展課題。冷床上料裝置作為冷床的咽喉設備, 如何解決新式高速軋機冷床的上料問題便迫在眉睫。上述介紹的新式冷床上料裝置則能夠滿足現代化小型型鋼、棒材車間高速軋機對冷床上料裝置的要求。

相信隨著我國軋鋼設備的發展, 這種高速度、多品種冷床上料裝置將會得到大力推廣套用。