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[摘 要]近年来我国的轧钢行业得到了快速发展，轧钢企业所面临的市场竞争也出现了日趋激烈的趋势，降低生产成本与挖掘轧钢设备生产潜力是提升企业竞争实力的有效途径。合理设计生产线中的输送辊道对于轧钢机组运行质量的改善有着重要意义，同时能减少生产线中发生的安全事故。对此，本文分析了输送辊道设计方法，包括基本参数设计，清辊器结构设计，底座结构与基础设计，并在此基础上结合某轧钢厂中输送辊道设计实例进一步分析了上述设计方法的实际应用效果。
[关键词]输送辊道；生产线；轧钢；设计
中图分类号：TG333.17 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0307-01
轧钢生产线是轧钢厂中的重要生产设备，因此要注重优化设计生产线结构，尤其是输送辊道，以减少轧辊及轴承消耗数量，降低轧钢事故的发生率，提高生产线的作业效率，并由此确保在高负荷强度下输送辊道的工作性能可以达到生产线运行要求[1]。本文分析了设计输送辊道时应注意的相关问题，旨在提升轧钢企业的生产力。
1.输送辊道设计方法
1.1 基本参数设计
在设计输送辊道基本参数时需考虑辊子直径、辊身长度、辊距及辊道速度问题。（1）辊身长度。为了确保输送辊道中的轧辊孔型得到充分利用，则应根据输送轧件宽度设计辊身长度，一般可采用以下公式进行计算：辊身长度L=△+b，上述公式中△---余量，余量由输送轧件的类型决定，b---轧件宽度。如运输热钢锭，则一般设计为300mm～350mm；如运输宽轧件，则辊身长度一般设计为200mm～250mm；如运输窄轧件，则辊身需设计为150mm～200mm[2]。（2）辊子直径。在确保辊子强度符合生产要求的前提下，应尽量选择直径相对较小的辊子，以减少飞轮距、辊子重量，进而起到减小生产线传动功率损耗的作用。对于板坯机输送辊道，应选择直径为600mm的辊子；如为厚板轧机、初轧机输送辊道，则选择直径为500mm的辊子；对于轨梁轧机与规模较小的初轧机，则应在生产线中采用直径为400mm的辊子。如为轨粟机或薄板轧机，则在输送辊道中分别采用直径为350mm、300mm的辊子；如轧机中具有冷床处理功能，则采用直径为200mm的辊子。此外，对于线材轧机中的输送辊道，则选择直径为150mm的辊子即可。（3）辊道速度。在设计辊道速度时，应重点考虑辊道用途。如输送辊道为机后辊道，则辊道速度应高于轧制速度的5%～10%。对于炉前输送辊道，在设计时不但要考虑生产线中的生产率要求，同时要考虑冲击负荷因素。在一般情况下可设计较低辊道速度，以1.2m/s～1.5m/s为宜，为避免生产线中出现堆钢问题，输出辊道运行速度应比轧件的轧制速度高1倍～1.1倍。（4）辊距。在设计辊距时需要依据轧件厚度与长度。如需要在辊道中运输长度较大的轧件，则辊距不宜设计过大，保证轧件弯曲强度处于允许范围内；如需要在生产线中运输较短的轧件，则辊距应小于轧件最短长度值的1/2，以保证两个辊子可以同时承受同一轧件的负荷。如运输的薄板坯厚度<10mm，则输送辊道的辊距应设计为1000mm。
1.2 清辊器结构设计
清辊器是输送辊道结构中的重要组成部分，在设计清辊器结构时要考虑的因素包括驱动功率、砂带速度、磨削压力及张紧力因素。砂带速度一般取0.35m/s，清辊器的磨削压力越大时，磨削效果也会得到相应的提高，但在压力超出合理范围时，可造成砂带断裂，因此在设计的过程中应注意将清辊器的磨削压力控制在合理范围内。清辊器实际磨削能力与砂带速度决定了驱动功率，驱动功率一般以7.5kW左右为宜。张紧力大小可对砂带的运行质量产生影响，如张紧力过小或过大，则砂带难以实现正常运行，因此在设计清辊器结构的过程中需考虑到张紧力因素。为了完善清辊器结构设计形式，则可以采用以下方法：（1）清辊器钢支架应采用槽钢进行焊接，支架高度以3300mm左右为宜，以便确保支架可以有效悬挂与支撑清辊器主体结构，支架应能够通过地脚螺栓与输送辊道的传动侧、操作侧基础实现有效连接，以避免支架出现松动问题[3]。（2）在设计清辊器的移动床体时，应注意以下问题：为了确保输送辊道与砂带之间能够实现良性接觸，则需要在钢板与砂带之间的部位设计包角，包角由橡胶组成，厚度一般为40mm左右，如此一来清辊器中的移动床体可出现自重移动问题。对此，在设计移动床体的过程中需要采用浮动铰链对床体与其他构件之间的夹角进行调节，避免输送辊道与砂带之间出现硬接触问题，从而改善输送辊道清辊器磨削质量。设计浮动铰链时，需保证铰链与连接板、铰链与翼板、连接板与翼板之间均存在一定的间隙，并可以有效补偿移动床体在工作过程中与输送辊道锥度之间产生的偏差，从而实现灵活调整移动床体的工作面，为输送辊道的正常运行提供有利条件。
1.3 底座结构与基础设计
对于输送辊道中的底座结构与基础，可以采用以下设计方法加以优化。（1）底座设计。应控制好底座横筋的边缘与辊子中心之间的距离，两者之间的距离应与辊子半径相等或略大于辊子实际半径。如在设计的过程中发现底座结构较为特殊，且难以保证横筋边缘与辊子中心的距离比辊子半径大，则应注意将底座横筋顶面设计为对称形式的倾斜面，且倾斜角度应>45°。（2）基础设计。在设计输送辊道的基础时，首先应注意根据生产线的实际情况对轧制线标高进行合理控制，在条件允许的情况下，应确保车间地坪平面低于输送辊道基础平面。其次，应注意保证输送辊道两侧留出的空间能够满足生产线的工作要求，包括便于将输送辊道的氧化铁皮清理干净，同时利于开展辊道日常维修工作。此外，基础表面应设计凸台，以方便有效清除辊道的氧化铁皮，并将清除周期延长及减轻输送辊道的日常检修强度。
2.输送辊道设计实例
某轧钢公司中的出炉辊道为输送辊道，辊道位置为加热炉的出口端。输送辊道的作用为，将经过加热处理的钢坯输送到轧机，辊道中运输规格为12000mm×160mm×160mm的钢坯，钢坯单重为2055kg；轧机速度为1.45m/s，辊道行程为24m，辊道采用单独传动方式，辊道中的辊子共为17个。由于采用的是薄板轧机，因此在设计时采用了直径为300mm的辊子，辊身长度L=△+b，△取320，b为160，因此辊身长度为480mm。由于输出辊道运行速度应比轧件的轧制速度高1倍～1.1倍，因此辊道速度最大为1.45×1.595m/s；此外，该输送辊道的辊距取1000mm。在采用上述参数的基础上参考了上文提及的辊道设计方法，设计完成后该输送辊道的剖面设计图见图1。采用上述设计方法为输送辊道的安装、试运行、清理与检修等提供了便利，改善了辊道运行质量；可在辊道运行时开展相应的维护工作，可将检修强度降低、检修周期延长。
3.结语
总而言之，输送辊道运行质量可对整条生产线的工作效率产生重要影响。对此，要注意优化辊道设计方案，通过合理设计辊道结构提高轧钢生产效率与质量。
参考文献
[1] 雷向福，张颗，周德富，王艳，王振，李素平.基于轧钢用LCI变频调速三相同步电动机的设计与分析[J].大电机技术，2013（2）：31-33.
[2] 王超.罗克韦尔/AB中压变频器在唐山中厚板轧钢高压水除鳞节能改造中的应用[J].数字技术与应用，2012（5）：69.
[关键词]输送辊道；生产线；轧钢；设计
中图分类号：TG333.17 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0307-01
轧钢生产线是轧钢厂中的重要生产设备，因此要注重优化设计生产线结构，尤其是输送辊道，以减少轧辊及轴承消耗数量，降低轧钢事故的发生率，提高生产线的作业效率，并由此确保在高负荷强度下输送辊道的工作性能可以达到生产线运行要求[1]。本文分析了设计输送辊道时应注意的相关问题，旨在提升轧钢企业的生产力。
1.输送辊道设计方法
1.1 基本参数设计
在设计输送辊道基本参数时需考虑辊子直径、辊身长度、辊距及辊道速度问题。（1）辊身长度。为了确保输送辊道中的轧辊孔型得到充分利用，则应根据输送轧件宽度设计辊身长度，一般可采用以下公式进行计算：辊身长度L=△+b，上述公式中△---余量，余量由输送轧件的类型决定，b---轧件宽度。如运输热钢锭，则一般设计为300mm～350mm；如运输宽轧件，则辊身长度一般设计为200mm～250mm；如运输窄轧件，则辊身需设计为150mm～200mm[2]。（2）辊子直径。在确保辊子强度符合生产要求的前提下，应尽量选择直径相对较小的辊子，以减少飞轮距、辊子重量，进而起到减小生产线传动功率损耗的作用。对于板坯机输送辊道，应选择直径为600mm的辊子；如为厚板轧机、初轧机输送辊道，则选择直径为500mm的辊子；对于轨梁轧机与规模较小的初轧机，则应在生产线中采用直径为400mm的辊子。如为轨粟机或薄板轧机，则在输送辊道中分别采用直径为350mm、300mm的辊子；如轧机中具有冷床处理功能，则采用直径为200mm的辊子。此外，对于线材轧机中的输送辊道，则选择直径为150mm的辊子即可。（3）辊道速度。在设计辊道速度时，应重点考虑辊道用途。如输送辊道为机后辊道，则辊道速度应高于轧制速度的5%～10%。对于炉前输送辊道，在设计时不但要考虑生产线中的生产率要求，同时要考虑冲击负荷因素。在一般情况下可设计较低辊道速度，以1.2m/s～1.5m/s为宜，为避免生产线中出现堆钢问题，输出辊道运行速度应比轧件的轧制速度高1倍～1.1倍。（4）辊距。在设计辊距时需要依据轧件厚度与长度。如需要在辊道中运输长度较大的轧件，则辊距不宜设计过大，保证轧件弯曲强度处于允许范围内；如需要在生产线中运输较短的轧件，则辊距应小于轧件最短长度值的1/2，以保证两个辊子可以同时承受同一轧件的负荷。如运输的薄板坯厚度<10mm，则输送辊道的辊距应设计为1000mm。
1.2 清辊器结构设计
清辊器是输送辊道结构中的重要组成部分，在设计清辊器结构时要考虑的因素包括驱动功率、砂带速度、磨削压力及张紧力因素。砂带速度一般取0.35m/s，清辊器的磨削压力越大时，磨削效果也会得到相应的提高，但在压力超出合理范围时，可造成砂带断裂，因此在设计的过程中应注意将清辊器的磨削压力控制在合理范围内。清辊器实际磨削能力与砂带速度决定了驱动功率，驱动功率一般以7.5kW左右为宜。张紧力大小可对砂带的运行质量产生影响，如张紧力过小或过大，则砂带难以实现正常运行，因此在设计清辊器结构的过程中需考虑到张紧力因素。为了完善清辊器结构设计形式，则可以采用以下方法：（1）清辊器钢支架应采用槽钢进行焊接，支架高度以3300mm左右为宜，以便确保支架可以有效悬挂与支撑清辊器主体结构，支架应能够通过地脚螺栓与输送辊道的传动侧、操作侧基础实现有效连接，以避免支架出现松动问题[3]。（2）在设计清辊器的移动床体时，应注意以下问题：为了确保输送辊道与砂带之间能够实现良性接觸，则需要在钢板与砂带之间的部位设计包角，包角由橡胶组成，厚度一般为40mm左右，如此一来清辊器中的移动床体可出现自重移动问题。对此，在设计移动床体的过程中需要采用浮动铰链对床体与其他构件之间的夹角进行调节，避免输送辊道与砂带之间出现硬接触问题，从而改善输送辊道清辊器磨削质量。设计浮动铰链时，需保证铰链与连接板、铰链与翼板、连接板与翼板之间均存在一定的间隙，并可以有效补偿移动床体在工作过程中与输送辊道锥度之间产生的偏差，从而实现灵活调整移动床体的工作面，为输送辊道的正常运行提供有利条件。
1.3 底座结构与基础设计
对于输送辊道中的底座结构与基础，可以采用以下设计方法加以优化。（1）底座设计。应控制好底座横筋的边缘与辊子中心之间的距离，两者之间的距离应与辊子半径相等或略大于辊子实际半径。如在设计的过程中发现底座结构较为特殊，且难以保证横筋边缘与辊子中心的距离比辊子半径大，则应注意将底座横筋顶面设计为对称形式的倾斜面，且倾斜角度应>45°。（2）基础设计。在设计输送辊道的基础时，首先应注意根据生产线的实际情况对轧制线标高进行合理控制，在条件允许的情况下，应确保车间地坪平面低于输送辊道基础平面。其次，应注意保证输送辊道两侧留出的空间能够满足生产线的工作要求，包括便于将输送辊道的氧化铁皮清理干净，同时利于开展辊道日常维修工作。此外，基础表面应设计凸台，以方便有效清除辊道的氧化铁皮，并将清除周期延长及减轻输送辊道的日常检修强度。
2.输送辊道设计实例
某轧钢公司中的出炉辊道为输送辊道，辊道位置为加热炉的出口端。输送辊道的作用为，将经过加热处理的钢坯输送到轧机，辊道中运输规格为12000mm×160mm×160mm的钢坯，钢坯单重为2055kg；轧机速度为1.45m/s，辊道行程为24m，辊道采用单独传动方式，辊道中的辊子共为17个。由于采用的是薄板轧机，因此在设计时采用了直径为300mm的辊子，辊身长度L=△+b，△取320，b为160，因此辊身长度为480mm。由于输出辊道运行速度应比轧件的轧制速度高1倍～1.1倍，因此辊道速度最大为1.45×1.595m/s；此外，该输送辊道的辊距取1000mm。在采用上述参数的基础上参考了上文提及的辊道设计方法，设计完成后该输送辊道的剖面设计图见图1。采用上述设计方法为输送辊道的安装、试运行、清理与检修等提供了便利，改善了辊道运行质量；可在辊道运行时开展相应的维护工作，可将检修强度降低、检修周期延长。
3.结语
总而言之，输送辊道运行质量可对整条生产线的工作效率产生重要影响。对此，要注意优化辊道设计方案，通过合理设计辊道结构提高轧钢生产效率与质量。
参考文献
[1] 雷向福，张颗，周德富，王艳，王振，李素平.基于轧钢用LCI变频调速三相同步电动机的设计与分析[J].大电机技术，2013（2）：31-33.
[2] 王超.罗克韦尔/AB中压变频器在唐山中厚板轧钢高压水除鳞节能改造中的应用[J].数字技术与应用，2012（5）：69.