CN102166668A

CN102166668A - 一种提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法

Info

Publication number: CN102166668A
Application number: CN2010101141545A
Authority: CN
Inventors: 范群; 孙大乐; 张健; 薛勇强; 朱国总; 姚利松
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-08-31

Abstract

一种提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，该方法为在飞剪机架上设置有隔热组件，该隔热组件包括隔热板、固定螺母和固定螺栓，隔热板在其正反两面均涂刷有隔热涂料，固定螺母对应每块隔热板的四个边角呈均布式焊接在飞剪机架上，隔热板的四个边角上的固定孔与固定螺母的内径相同，再用固定螺栓通过固定孔旋入固定螺母将隔热板固定，使隔热板与飞剪机架之间产生空气隔热层。本发明的提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法提高了飞剪机架的承载能力和可靠性，具有简单、易行、可靠、有效的特点。

Description

一种提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法

技术领域

本发明涉及提高钢铁冶金设备承载能力的部件，尤其涉及一种钢铁热轧处理工艺中的提高飞剪机架承载能力的辅助组件。

背景技术

目前在钢铁生产行业中的条钢、热轧等区域作业中，飞剪设备是对钢坯进行切头、切尾或分段剪切的关键设备之一，飞剪长期在高温、重载、冲击等恶劣工况条件下连续运行，由于设备运行过程中产生的载荷都由其飞剪机架承担，而飞剪设备的安装、运动精度也由飞剪机架提供，因此，飞剪机架的承载能力是保证飞剪设备以及整个条钢、热轧等区域作业的生产安全、稳定、高效运行的基础和前提。

随着新工艺、新技术的进步使得钢铁生产向自动化水平更高、产量更大、生产节奏更快的方向发展，与此同时，随着钢铁产品市场的不断拓展以及用户要求的不断提高，高附加值、高技术难度产品的生产比例不断增加，一些钢种的强度或规格已大大超出原先的飞剪设备的本身设计承载范围。这些变化都加速了飞剪机架的老/劣化趋势，经常产生如飞剪机架安装孔磨损、飞剪机架受连续冲击导致变形等问题，这些问题直接影响到飞剪设备的安全生产和运行精度，所以根据目前现有的生产情况需对飞剪机架的承载能力和可靠性提出更高的要求。

而现有的条钢、热轧飞剪机架一般采用钢板焊接式结构，飞剪机架的承载能力和可靠性取决于其在工作状态下的内应力相对于机架强度的比值，而机架强度是由其材料的固有特性决定的，因此，减小机架在工作状态下的内应力是提高机架承载能力的关键所在。

现有技术主要通过以下两种途径：

一.飞剪机架整体更新，将原先的钢板焊接结构改造为整体一体式铸造结构，该方案能大大提高机架的承载能力，但其缺点是投资巨大，设计、制造、施工周期长且难度大。

二.对飞剪机架的薄弱环节进行加强，一般考虑对机架相对薄弱的局部结构进行加固，但在线施工难度大、风险高，而且在焊接过程中容易对机架本体造成损伤，更由于飞剪设备在其当初的原始设计中一般已将局部结构固定，所以可优化的空间不大。

另外，现有技术在考虑飞剪机架的承载能力时，往往只将重点集中在机架承受的剪切力上，即只考虑机架承受周期性剪切力所产生的机械应力，而忽略了高温钢坯所带来的热应力。经研究发现，飞剪机架的内应力是周期性剪切力所产生的机械应力和高温钢坯所带来的热应力共同叠加的结果，随着剪切工作时间的增加，热应力的影响程度会大大超过剪切力所产生的机械应力，其具体如下：

(1)只要剪切钢种、规格、温度相同，剪切产生的机械应力为恒定值。

(2)在飞剪的一个剪切周期中，随着剪切时间的增加，垂直、45度、水平三个方向的应力逐渐递增，这个递增的应力即为机架受热后产生的热应力。热应力在剪切过程中不断增大，但随着剪切时间的增加，热应力有逐步趋于稳定的趋势，剪切停止后，热应力随着热量的散发而逐渐消除。

(3)在飞剪剪切过程中，机架应力由热负荷与剪切力共同产生，随着剪切时间的增加，热应力会大大超过剪切力产生的机械应力。

因此，现迫切需要一种能降低高温钢坯所带来的热应力，从而提升整个热轧区域的飞剪机架承载能力的组件。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，通过采用隔热措施来阻挡炽热钢坯带来的热量，以减小飞剪机架承受的热应力，从而降低飞剪机架承受的内应力，进一步提高飞剪机架的承载能力和可靠性。本发明的具体结构如下所述：

一种提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，包括飞剪机架，其特征在于：

所述的飞剪机架的上设置有隔热组件；

所述的隔热组件包括隔热板、固定螺母和固定螺栓，固定螺母对应每块隔热板的四个边角呈均布式焊接在飞剪机架上，隔热板的四个边角上的固定孔与固定螺母的内径相同，再用固定螺栓通过固定孔旋入固定螺母将隔热板固定，其目的在于，使隔热板与飞剪机架之间产生一空气隔热层，来阻挡炽热钢坯带来的热量，以减小飞剪机架承受的热应力，从而降低飞剪机架承受的内应力，提高飞剪机架的承载能力。

本发明的主要特征为使用隔热部件来阻挡炽热钢坯带来的热量，以减小飞剪机架承受的热应力，从而降低飞剪机架承受的内应力，进一步提高飞剪机架的承载能力和可靠性。

根据本发明的一种提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，其特征在于，所述的隔热板具体规格为长300～500mm、宽180～400mm、厚3~10mm的不锈钢板，其数量为4~16块，且每块隔热板之间留有1~2mm的空隙。

隔热板的大小和数量由飞剪机架内侧受热区域的面积而决定，可根据不同大小的飞剪机架使用不同规格和数量的隔热板。

根据本发明的一种提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，其特征在于，所述的隔热板在其正反两面均涂刷有隔热涂料。

隔热板周边打磨光滑，且隔热板的正反两面涂刷的隔热涂料优选为耐高温的银粉漆，也可用其他隔热涂料替代。

根据本发明的一种提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，其特征在于，所述的使隔热板与飞剪机架之间产生一空气隔热层，其具体为，由于采用的固定螺母长25~45mm，使用固定螺栓通过隔热板上的固定孔旋入固定螺母后，使隔热板与飞剪机架之间产生架空间隙，该间隙即为空气隔热层。

考虑到隔热层的隔热效果主要取决于其导热系数的大小，为了提高隔热层的隔热能力，最好选用导热系数比较小的材料，金属的导热系数一般为10～400W/(m·K)，隔热材料的导热系数通常不大于0.23W/(m·K)，而空气的导热系数只有0.02～0.03W/(m·K)，许多隔热材料都有意加工成疏松状、多孔状，使其中储存空气，以降低该材料的热传导能力。因此，利用一定长度固定螺母与固定螺栓配合，使隔热板与飞剪机架之间架空，形成空气隔热层，是提高隔热能力的有效途径。

由于固定螺母本身具有一定的长度，使得隔热板与飞剪机架之间产生了空气隔热层，该空气隔热层的目的为用来阻隔炽热钢坯的热量传递。

另外为了阻挡炽热钢坯带来的热量，在机架内侧受热部位处也可涂刷隔热涂料。

本发明的提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，其主要技术核心为通过加装隔热组件来降低飞剪机架在工作状态下的热应力从而提高整个飞剪机架承载能力。

使用本发明的提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，获得如下有益效果：

(1)通过构造空气隔热层来减少炽热钢坯传递给机架的热量，可以显著减少飞剪机架的热应力，从而降低飞剪机架承受的内应力，进一步提高飞剪机架的承载能力和可靠性。

(2)本发明的提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，结构简单、易行、安装牢固、拆装方便，不会对生产、环保、检修及日常维护造成任何不利影响。

(3)通过点焊固定螺母，不会对机架本体造成损伤。

附图说明

图1为本发明的提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法具体结构示意图；

图2为本发明的提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法的具体侧视图。

图中：1-飞剪机架，2-隔热板，3-固定螺母，4-固定螺栓，5-固定孔，6-空气隔热层。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法做进一步的说明，具体如下：

实施例

如图1和图2所示

(1)隔热组件A的隔热板2采用5mm厚的不锈钢板，根据安装空间的选取适合尺寸的隔热板，本实施例中选取隔热板规格为长400mm×宽290mm，四个固定孔5的孔径为Φ20，隔热板共选取4块，根据实际机架隔热面积均布排列，每块隔热板之间间隔1.5mm；隔热板周边锐角打磨光滑，钢板正反两面均涂刷隔热涂料-耐高温银粉漆。

(2)固定螺母3规格加工为外径Φ40、内径为M20的内螺纹(与固定孔5的孔径对应)、长度为35mm的圆柱型固定螺母，材料选用与飞剪机架1材料相同的，确认位置(对应每块隔热板的四个边角)后将固定螺母均布焊接到飞剪机架上。

(3)固定螺栓4采用M20×35mm(与固定螺母尺寸对应)的全螺纹六角头螺栓。

(4)将固定螺栓4通过隔热板2的四个边角上的固定孔5旋入固定螺母3，将隔热板固定在飞剪机架1上。

至此本发明的提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法安装完成，即可上线使用。

上述实施例中的隔热板2具体规格的长、宽、厚和数量，以及每块隔热板之间的空隙均可根据现场的情况调整，适用于大、中、小型的各类飞剪机架。

使用本发明的提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，飞剪设备改造后虽然设备负荷进一步提高，但飞剪机架停止了劣化趋势，一直保持了良好的设备状态，保证了设备的安装、运行精度，满足了产品品种、规格进一步扩大以及生产能力的进一步提高的需要。

本发明的提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法提高了飞剪机架的承载能力和可靠性，具有简单、易行、可靠、有效的特点，可以推广应用到所有热轧区域的飞剪机架上，因而具有广阔的应用前景。

Claims

1.一种提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，在飞剪机架(1)上加装一隔热组件(A)，其特征在于：

所述的隔热组件(A)包括隔热板(2)、固定螺母(3)和固定螺栓(4)，固定螺母对应每块隔热板的四个边角呈均布式焊接在飞剪机架(1)上，隔热板的四个边角上的固定孔(5)与固定螺母的内径相同，再用固定螺栓通过固定孔旋入固定螺母将隔热板固定，其目的在于，使隔热板与飞剪机架之间产生一空气隔热层，来阻挡炽热钢坯带来的热量，以减小飞剪机架承受的热应力，从而降低飞剪机架承受的内应力，提高飞剪机架的承载能力。

2.如权利要求1所述的一种提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，其特征在于，所述的隔热板(2)具体规格为长300～500mm、宽180～400mm、厚3~10mm的不锈钢板，其数量为4~16块，且每块隔热板之间留有1~2mm的空隙。

3.如权利要求2所述的一种提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，其特征在于，所述的隔热板(2)在其正反两面均涂刷有隔热涂料。

4.如权利要求1所述的一种提高热轧区域的飞剪机架承载能力的方法，其特征在于，所述的使隔热板(2)与飞剪机架(1)之间产生一空气隔热层，其具体为，由于采用的固定螺母(3)长25~45mm，使用固定螺栓(4)通过隔热板(2)上的固定孔(5)旋入固定螺母后，使隔热板与飞剪机架之间产生架空间隙，该间隙即为空气隔热层。