棒材收集辊道的长寿命改造
张绪东
摘 要：对棒材精整收集辊道辊子磨损、损坏问题进行了分析探讨，提出了解决方案，通过改进辊道盖板的材质、V型辊道辊子、盖板结构的优化改进、辊子材质的改进，提高了辊子的耐磨性。创新辊子的修复方法，利用高温耐磨焊条对辊子进行堆焊，或采用加工钢套法对辊子进行修复，解决了辊道扎钢、钢材捆端部有长头、钢材捆走不动等问题，经济效益显著。
关键词：辊道扎钢 辊子磨损 V型辊道盖板 辊子修复 耐磨合金辊 高温耐磨焊条 辊子堆焊
Long-life Transformation of Bar Collecting Roller Table
Zhang Xudong
Abstract：The problem of wear and damage of the rollers of the bar finishing collection roller is analyzed and discussed， and a solution is proposed. Through the improvement of the material of the roller cover， the optimization and improvement of the V-shaped roller， the structure of the cover， and the improvement of the roller material is improved to improve the wear resistance of the roller. Innovative roller repair methods， using high-temperature wear-resistant welding rods to surfacing the rollers， uses the processing steel sleeve method to repair the rollers， which solves the problems of roller table steel binding， steel bundle ends with long ends， and steel bundles which cannot move. The economic benefits are significant.
Key words：roller table steel， roller wear， V-shaped roller table cover， roller repair， wear-resistant alloy roller， high temperature wear-resistant electrode， roller surfacing
1 引言
新疆昆玉鋼铁有限公司是石横特钢集团有限公司于2011年在新疆投资兴建的一个长流程钢铁生产企业，建设有高炉炼铁、转炉炼钢、棒材轧钢等生产线，昆玉棒材生产线于2013年6月建成投产，年设计能力100万t，产品规格为Φ12～Φ36的热轧建筑用带肋钢筋。棒材生产线由加热炉、轧机设备、精整收集等设备组成。轧制出的红钢经过冷床冷却后，850t冷剪定尺剪切，冷剪剪切后的定尺钢筋经过定尺辊道、收集台架输入辊道，在三段链挑拣短尺材、不合格钢材，经过拍齐、振动齐头，散捆材进入成型运输辊道、经过打捆机绑扎、变成钢材捆，成捆钢材进入称重台架，进行称重，收集、入库。
2 存在的主要问题及原因分析
棒材生产线的精整收集包括步进式冷床，850t冷剪及其定尺机构，卡卧小车，三段链式移钢机，短尺剔除装置，短尺剔除升降装置，短尺剔除升降装置，拍齐装置，振动料筐，平托卸钢叉，打捆辊道、收集辊道，KYS型卧式钢丝捆扎机4台，链式运输机成品收集台架，轧钢精整设备包括冷床输入辊道、输出辊道、冷剪定尺辊道、三段链输入辊道、短尺剔除辊道、打捆机前后辊道等，各种辊道辊子数目繁多，经统计共有辊子446根，精整收集设备各种辊道对倍尺钢筋（红钢）、定尺后钢材、散捆钢材、成捆钢材进行输送。昆玉棒材投产2～3年后，收集辊道的辊子陆续出现磨损，辊子直径减少，辊面高度降低，当辊顶标高低于盖板上平面标高时，辊子与盖板之间产生较大的缝隙，且缝隙宽度大于钢筋的直径时，如果钢筋有弯头，钢筋弯头就能扎入辊子与盖板的缝隙中，形成扎钢故障，辊道扎钢机理如图1、图2所示：
当辊身磨损严重，局部直径减少，单面磨损量大于辊筒壁厚时，辊子磨透，易形成断辊和扎钢故障，由于精整区辊子数量繁多，特别是更换打捆机辊道的辊子时，需要提前拆除V型盖板，拆掉辊子轴头的鼓形齿联轴器，维修工更换辊子费工费时，劳动强度大、大面积更换磨损严重的辊子，备件费用高，以上问题对车间生产、车间成本影响较大，这种情况在定尺机前后辊道、打捆机辊道上表现更为明显。
原因分析：棒材精整收集辊道的辊子由辊筒、长、短辊头组焊而成，辊子结构见图3：
（1）收集辊道辊子设计材质为35钢，不调质处理，辊身表面硬度较低。
（2）打捆机V型辊道盖板材质为Q235-A普通钢板，耐磨性差。
（3）由于我们生产的螺纹钢筋大多为HRB400、HRB500等品种，实施控轧控冷工艺，钢筋表面硬度偏高，辊道长时间与钢筋摩擦，磨损快，并且钢筋在辊道里时走时停，辊道和钢筋之间存在动摩擦、静摩擦力，磨损加剧。
3 解决措施
轧钢厂成立辊子长寿命攻关小组，制定如下整改措施：
（1）将打捆机V型辊道盖板的材质进行改进：由Q235-A改为特种耐磨钢板，钢板材质：NM360，此种钢板耐磨性特别好，适合于耐磨的场合或对耐磨部位提供保护，使设备寿命更长，改进前、后的V型盖板图分别如图4、图5所示：
（2）打捆机间辊道的优化改进：将V型辊道的立辊进行重新设计，为避免立辊架与盖板之间缝隙扎钢，将立辊安装在V型盖板上，将辊道盖板的V型槽底部下落10mm，使辊道底部钢板上平面与辊顶的高度差由15mm增大到25mm，提高辊道底板的使用寿命。对盖板两端的喇叭口角度进行优化，喇叭口与水平线之间的夹角由15°增大到25°。与钢接触的V型钢板材质由Q235-A改为耐磨钢板NM360，对改进后的盖板出图纸提报外购制造计划，对立辊分批进行更换，改造后的V型盖板简图如图5所示。
（3）辊子的改进：①将定尺机前后部分辊子、打捆机辊道的辊子辊身材质由35钢改为CrWMo合金耐磨辊，出图纸提报外购计划，新辊子到货后利用检修时间逐批更换。②将打捆辊道的平辊辊身材质由35钢改为CrWMo材质，在辊子表面刻槽，然后进行热处理，淬火处理，形成带槽耐磨合金辊，辊子耐磨性大为增强，由于耐磨合金辊表面光洁度高摩擦系数变小，通过辊身刻槽，增加了与钢筋捆的摩擦力，避免了打滑的发生。
（4）辊子修复新办法：①对现有的运输辊道磨损的辊子进行修复，采用高温耐磨焊条对辊身进行现场堆焊，焊接时，在辊面上焊上一道道横的焊缝，焊缝与辊轴平行，焊缝宽度8～10mm，高度3～5mm。堆焊时，采用月牙形焊接法：采用这种方法焊接时，焊条的末端沿着焊接方向做月牙形的左右摆动，摆动的速度根据焊缝宽度和焊接电流值来决定，堆焊时需在月牙尖处做片刻的停留，这是为了使焊缝边缘有足够的熔深，使焊缝不容易脱落，这种方法的优点是金属熔化良好，气体容易析出，熔渣也易于浮到焊缝表面上来，焊缝质量较高。②用CWMn耐磨钢制作钢套，钢套的宽度等于辊身磨损的宽度，钢套的壁厚略小于辊筒的磨损深度。将钢套做成四个圆弧段，焊到磨损的辊身上。采用以上方法对在线磨损严重的辊子进行修复。
（5）对打捆机后面运输辊道辊子进行改进，辊身材质由35#改为CrWMo耐磨合金，出图纸提报外购计划，新辊子到货后利用检修时间逐批更换，增加管壁厚度，提高辊筒的强度和耐磨性。对水平自由辊增大辊轴的轴承规格，規格由6209改为6309，解决辊身耐磨性差的问题，解决自由辊轴承易损坏的问题，改进后的备件已上线使用。
4 改进措施实施情况及结论
以上改进措施于2016-2018年间陆续实施，实施后效果良好。
（1）改进后，打捆机辊道盖板寿命延长了2倍，年降低打捆机间辊道盖板2件，降低盖板费用5100元。
（2）定尺辊道、打捆机辊道辊子改为合金耐磨辊后，辊子寿命提高3倍，年降低辊子消耗8件，降低辊子备件费用26000元。
（3）采用耐磨焊条堆焊法对运输辊道辊子进行焊接修复，辊道辊子寿命3倍以上，辊道维修周期由原来的3个月提高到10个月，大大节省了维修工的维修工时，年降低打捆机辊道辊子备件消耗6套，降低运输辊道自由辊消耗6个，降低辊子消耗效益26000元。
（4）减少辊道扎钢，钢材捆端部有长头、钢材捆走不动的问题，平均每月降低扎钢故障时间20分钟。
以上通过辊道的长寿命攻关，延长了辊道寿命，降低了设备故障时间，降低了维修工的维修工作量，提高了钢材成材率，年创经济效益20万元。
本文介绍的设备长寿命攻关解决方案是作者长期从事轧钢设备管理经验的总结，可为其它钢厂存在的精整辊道磨损问题提供一个很好的解决办法。
参考文献：
[1]成大先.《机械设计手册》，第五版，化学工业出版社，2008.