冷床利旧改造中实现降本增效

冷床利旧改造中实现降本增效

林成

（泸州鑫阳钒钛钢铁有限公司）

摘  要：以某厂177产线技术升级改造项目中冷床利旧改造为例，简单介绍在原有冷床无法满足新产线的工艺要求时，如何利旧改造原有冷床，以实现节约成本，减少投资，缩短工期的问题。

关键词：冷床、电机、液压缸、利旧改造

近年来钢材市场面临多重困境，主要包括产能过剩、需求不足等问题。这一系列的问题使钢铁企业中的老旧设备面临淘汰、升级和改造的形势日趋紧迫。

以某无缝钢管厂为例，该厂目前的主要问题在于连轧机组产能大、效率高的优势没有得到充分发挥，导致人均劳动生产率低、生产成本较高。该厂拟利旧原177产线及219厂房对177产线进行技术升级改造，新增一跨长度为230米，跨距为36米的连接厂房，用于布置冷床、排管锯并连接177和219厂房。将177产线的部分设备布置在219厂房内，并对177机组设备、厂房、基础、能源介质系统、水系统和环保设施等进行改造升级，新建环形炉、张减机、探伤机、水压通径机、更新自动化系统等。产线改造完成后，将成为技术先进，自动化水平较高，可规模化生产各类高品质无缝钢管的现代化生产线。本文仅对其中的冷床改造进行介绍。

1 冷床遇到的问题

原有产线的工艺参数：

产品规格：φ73mm～φ180mm；

产品厚度：4mm～17.32mm

产品长度：20m～40m

改造升级后产线的工艺参数：

产品规格：φ60mm～φ180mm；

产品厚度：4mm～27.88mm

产品长度：20m～90m

根据改造后的生产工艺，张减后钢管终轧最大长度约90m，故冷床采用单、双齿模式布料，充分利用冷床90m宽度实现一排、二排、三排等型式布料,以延长冷却时间，提高冷床利用率，减少切头尾损失，获得较好的成材率，并有效提高机组产能。为了满足张减后最长钢管的冷却需求，结合现场的实际情况，决定拆除现有的1#、2#步进式冷床，异地新建一座宽度为90m、长度为23m的步进式冷床。

宽度方向现有的1#冷床宽度为40m，2#冷床宽度为30m，合并1#、2#冷床，再新增20m宽度以达到工艺需求的宽度90m；长度方向直接加长加固原有冷床横梁、齿条以达到工艺需求的长度23m。

步进式冷床作为产线中的重要设备，具有占地面积大，重量大，造价较高的特点。经过计算，整套冷床设备重量达到1300吨左右，完全新制冷床投资将高达1850万元。如果按照冷床改造方案以部分冷床利旧现有设备改造升级、部分冷床新制，将大大减少投资。

2.冷床改造方案

a. 冷床床体改造

在冷床的长度方向上，由于改造前后产品的直径规格相差较小，步进式冷床的步距不需要改动，故齿条板齿形不变；改造后产品壁厚增加导致冷床承载的管排最大重量增加，齿板强度经过核算，可以继续沿用原有冷床的齿条板及支撑架，只需要加长床体以满足输入辊道中心线与移钢机中心线的新距离23m即可。考虑到需避开床体下部移钢机、旋转步进机与管排输送平辊道位置，只能加长固定臂架与运动臂架，固定臂架加长后刚度难以满足需求，增加下斜撑与上部筋板后以满足支架刚度的要求，如下图所示：

在冷床宽度方向上，由于改造前后产品长度变化巨大，最大长度由40m增加到90m，所以，我们在改造时将现有的1#、2#冷床床体并列布置，宽度上变为70m，然后再新制20m宽的床体，最终合并为90m宽的床体，以满足新产品长度的冷却需求，如下图所示：

由于新冷床进料端与出料端的高度差比旧冷床的进出料高度差更大，所以增加了冷床斜度，并对土建标高进行了调整，由于新的下料高度与原移钢机举升高度并不匹配，通过调整限位装置对下料端移钢机转动的角度进行了调整，以适配新冷床的下料端高度。

冷床床体经上述改造后，在长度，宽度，结构强度均已满足新产品的生产需求。

b.传动系统改造

传动系统的升降部分：由于产品规格的变化，壁厚增加，冷床床体的增长与加宽，导致动力部分需要承载的负荷增加了20%，原有动力部分已经超过了其承载的极限。现有1#、2#冷床共有4台110Kw电机。根据改造后的工艺参数，经过计算分析得出，仅需再增加1台110Kw的电机减速机即可满足新冷床的要求。通过重新制作传动轴来将利旧冷床与新制冷床的动力部分联接起来，以实现整座冷床升降机构运动的同步。

传动机构横移部分：由于新产品规格加大，加重，在现有的管网压力下，旧冷床采用的横移油缸的规格与数量已不能满足工作需求。经过计算得出，需增大油缸规格及增加油缸数量，每套旧冷床配置2台油缸，2套旧冷床一共需更换4台新油缸，在新制冷床部分增加1台油缸，为满足需求冷床床体横移时5台油缸同步动作的需求，在液压系统中增设1个同步器。

这座冷床按照上述方案进行了冷床床体和传动系统利旧改造、新制后，完全满足工艺需求，设备平稳运行。

3.总结

通过对冷床设备的进行了上述改造升级后，保证了177产线规模化生产各类高品质无缝钢管。按照本次改造方案，利旧改造现有的1#、2#冷床仅涉及拆除、改造、安装的费用；新制部分冷床涉及费用约为14000元/吨。改造实施完成后，通过统计得出这座宽90m，长23m的冷床最终投入费用大概为950万，比起完全新建一座冷床1850万的费用，投资减少了接近一半。充分实现了利用现有资源，在减少改造投资的同时，缩短改造建设周期，确保能够较快达产达效。这次产线完成升级改造后产能将大幅提升，形成规模化、高品质、高质量效益，从而显著增强了市场竞争力。

参考文献

1. 成大先主编.  机械设计手册 第六版[M]  北京：化学工业出版社，2016
2. 闻邦椿. 械设计手册 第六版[M]. 北京：机械工业出版社，2017
3. 彭铁龙.试析轧钢机械设备的管理和维护[J]. 中国设备工程. 2020. (13)：87-88
4. 孟阳. 对轧钢生产及轧钢机械的分析及研究[J]. 冶金与材料. 2022.（42）：47-48
5. 叶信良. 轧钢机械机辊系结构优化及强度分析[J]. 内燃机与配件. 2021（12）:67-68