試析軋鋼車間的高架式布置

1、試析軋鋼車間的高架式布置呂學(xué)斌摘要：分析了軋鋼車間采用高架式布置具有布置緊湊、整潔、靈活性大、地下工程減少等優(yōu)點(diǎn)。指出高架式布置的應(yīng)用范圍，即最適宜軋線標(biāo)高差較大、地基條件差的車間。對(duì)于老車間改造可采用半高架式布置。關(guān)鍵詞：軋鋼；車間布置；高架式；應(yīng)用范圍見Elevated arrangement of steel rolling workshop.LU Xue-bin(Design & Research Institute,Wuhan Iron & Steel(GroupCo.,Wuhan 430080,ChinaAbstractKey words:steel rolling

2、;workshop arrangement;elevated type;application range1前言隨著軋鋼技術(shù)的飛速發(fā)展，高速軋機(jī)與連軋機(jī)不斷出現(xiàn)，軋機(jī)的效率與產(chǎn)量較老式軋機(jī)大為提高。為解決軋線前后場(chǎng)運(yùn)輸、提高軋制效率、適應(yīng)軋鋼工藝需要而帶來了設(shè)備與軋制線標(biāo)高差越來越大的問題，現(xiàn)在的軋鋼車間越來越多地采用一種新的高架式布置方法。這種布置方法應(yīng)用較多的是高速線材車間，而后又為小型車間、鋼管連軋車間和熱連軋板材車間所采用。2軋鋼車間的高架式布置方法現(xiàn)代高速軋機(jī)與連軋機(jī)的出現(xiàn)，使軋鋼車間的設(shè)備與軋制線的標(biāo)高越來越大，如高速線材車間，集卷筒前的許多設(shè)備與軋制線標(biāo)高差已超過5m,若按傳統(tǒng)方

3、式布置設(shè)備，勢(shì)必造成地下工程極其復(fù)雜。所謂高架式布置就是將主軋線的標(biāo)高提高到67m高度，軋制區(qū)域的設(shè)備基礎(chǔ)面提高到5m左右高度，在此高度建設(shè)連接設(shè)備基礎(chǔ)的高架平臺(tái)，主要設(shè)備均布置在高架平臺(tái)面上，見圖1。圖1軋鋼車間高架式布置示意圖從車間布置來看，整個(gè)軋制區(qū)域分上下3層。平臺(tái)面上布置軋制設(shè)備及控制系統(tǒng)；平臺(tái)面下與地面之間布置各種管線、電纜橋架、液壓潤(rùn)滑站等生產(chǎn)輔助設(shè)施以及輔助車間等；地面以下布置經(jīng)過該區(qū)域的主電纜隧道、排煙隧道、沖渣溝等地下構(gòu)筑物。3軋鋼車間高架式布置的優(yōu)點(diǎn)由于高架式布置采用了不同于傳統(tǒng)的地面布置方法，所以高架式布置有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。3.1布置緊湊、整齊、簡(jiǎn)潔在傳統(tǒng)的地面布置中，間

4、內(nèi)設(shè)備和輔助設(shè)施等布置在地面上，各種管線、電纜有的埋地，而更多的是通過橋架架空，車間內(nèi)因許多管線、橋架暴露于視覺下而顯得零亂。而高架式布置將軋制區(qū)域分為上下3層，所以整個(gè)車間內(nèi)布置緊湊，前后場(chǎng)銜接合理，因平臺(tái)面上無(wú)管線布置而顯得整齊、簡(jiǎn)潔，平臺(tái)下各種管線走向清楚，一目了然，維護(hù)方便。3.2減少地下工程，具有很大的靈活性高架式布置減小了各種地下構(gòu)筑物的開挖深度，故與廠房間的關(guān)系簡(jiǎn)單，特別是在高速線材車間中，步進(jìn)式加熱爐的步進(jìn)機(jī)構(gòu)、立輥軋機(jī)的下傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、散卷冷卻運(yùn)輸機(jī)下邊的風(fēng)機(jī)、集卷設(shè)備和盤卷運(yùn)輸處理設(shè)備同軋制線的標(biāo)高差都很大，如按老式線材車間那樣布置軋線設(shè)備，地下工程將十分龐雜，尤其是當(dāng)基礎(chǔ)條件

5、不好、地下水位較高時(shí)，基礎(chǔ)施工困難，費(fèi)用昂貴，設(shè)備及管線維護(hù)十分不便，而且現(xiàn)在線材產(chǎn)品盤重越來越大，盤卷后設(shè)備與軋線標(biāo)高差越來越大，地面上下的問題越突出，所以在高速線材車間中，高架式布置更顯其優(yōu)越性。同時(shí)，在沿海地區(qū)地下腐蝕嚴(yán)重，以及舊廠房改造中，高架式布置都顯示出很大的靈活性。3.3各種相互關(guān)系簡(jiǎn)單、清晰由于高架式布置地下施工量少，管線的敷設(shè)以及不同管線之間的交叉關(guān)系暴露于地面以上，所以設(shè)計(jì)中各種相互關(guān)系較地面式布置更為簡(jiǎn)單，減少了設(shè)計(jì)中各專業(yè)之間的相互“撞車”現(xiàn)象，從而大大地加快了設(shè)計(jì)與施工進(jìn)度。  正因?yàn)橛幸陨蟽?yōu)點(diǎn)，國(guó)外自70年代起，采用高架式布置的軋鋼車間逐年增多。我國(guó)在80

6、年代后期，自建設(shè)馬鞍山高速線材車間和寶鋼140mm無(wú)縫鋼管車間以來，也逐漸有很多車間采用這種布置。武鋼年產(chǎn)70萬(wàn)t的高速線材車間和武鋼設(shè)計(jì)院與重慶鋼鐵設(shè)計(jì)研究院聯(lián)合設(shè)計(jì)正在施工中的海南洋浦高速線材車間均采用了高架式布置方法。4對(duì)軋鋼車間高架式布置的看法4.1關(guān)于高架式布置的應(yīng)用范圍根據(jù)軋鋼車間工藝要求和設(shè)備情況的不同，目前采用高架式布置的軋鋼車間大體分為2類：一類是以高速線材車間為代表，包括棒材和小型材車間，這類車間軋制工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，軋線順直，從上料、加熱到軋制成、_成品收集一列貫通，設(shè)備機(jī)組列于軋線一側(cè)，其高架平臺(tái)一般窄而長(zhǎng)。例如，海南西鋼高速線材車間從上料加熱粗軋中軋精軋吐絲散卷冷卻集卷鏈

7、式運(yùn)輸區(qū)頭尾相接一字排列，其高架平臺(tái)長(zhǎng)度近260m,寬24m。另一類是以鋼管車間為主，這類車間從坯料加熱到成品收集要經(jīng)過加熱穿孔熱連軋?jiān)偌訜岫◤嚼鋮s收集等多道互不連貫的工序。根據(jù)軋制工藝要求，其高架平臺(tái)長(zhǎng)度和寬度較大。如衡鋼連軋鋼管車間的高架平臺(tái)長(zhǎng)240余米，寬100余米。其它軋鋼車間也可采用高架式布置，但只限于局部設(shè)備和局部區(qū)域。4.2軋鋼車間要根據(jù)實(shí)際情況慎重考慮是否采用高架式布置由于高架式布置具有許多優(yōu)點(diǎn)，因此近來有追求采用高架式布置的傾向，這是不可取的。高架式布置最適合軋線標(biāo)高差較大，尤其是地基條件很差的軋鋼車間，如高速線材車間。由于高架式布置將軋線標(biāo)高和基礎(chǔ)面標(biāo)高抬高許多（+5m以上

8、），因而，主廠房的軌面標(biāo)高也隨之抬高許多。海南洋浦高速線材車間的主廠房軌面標(biāo)高就高達(dá)14m，武鋼高速線材車間主廠房軌面標(biāo)高高達(dá)15.58m,有的甚至更高。這樣，主廠房建設(shè)的投資將增加很多，根據(jù)比較可知，采用高架式布置的工程，其廠房投資需提高30%40%。因此，只有在地基很差、水位較高、地下施工費(fèi)用昂貴時(shí)采用高架式布置，以減少地下施工費(fèi)用，才能抵消這部分增加的投資，甚至可以降低綜合投資。若不顧實(shí)際情況，特別是在地質(zhì)條件很好的情況下，一味采用高架式布置，勢(shì)必導(dǎo)致投資增加。尤其是棒材、小型材車間，相對(duì)于高速線材車間，其設(shè)備同軋制線的標(biāo)高差并不十分突出，可以根據(jù)地質(zhì)條件的好壞綜合比較地下和地上工程的投

9、資情況，在滿足工藝要求和設(shè)備條件的前提下，選擇合適的軋制線標(biāo)高，從而決定是否采用高架式布置，以及采用高架式布置高架平臺(tái)的合適標(biāo)高。4.3老車間改造可考慮采用部分高架式布置如果地質(zhì)條件很好，總圖位置較大，也可考慮采用半高架式布置，也稱“爬坡”式布置，即軋線的前半段，如高速線材車間的粗軋或中軋前采用傳統(tǒng)的地面布置，然后逐漸抬高標(biāo)高至標(biāo)高差較大的位置，對(duì)軋線后半段采用高架式布置，將廠房進(jìn)行技術(shù)處理以滿足吊車需要并盡量降低廠房高度。這樣既可以滿足軋線標(biāo)高差的要求，又可以降低廠房高度，見圖2。圖2軋鋼車間“爬坡”式布置示意圖這一點(diǎn)對(duì)于老廠改造尤其重要。比如老線材車間的改造均利用已有的粗中軋機(jī)組，有的半連

10、續(xù)式軋鋼車間利用老式三輥開坯機(jī)，只改造精軋機(jī)組及其以后的設(shè)備。這樣可以考慮軋線前半段不動(dòng)，只抬高精軋機(jī)組及其以后的軋線標(biāo)高，中間用“爬坡”方式逐漸過渡，這樣可以大大降低改造費(fèi)用?！芭榔隆辈贾玫碾y點(diǎn)是爬坡位置的選擇和爬坡坡度的確定問題。必須根據(jù)設(shè)備、場(chǎng)地條件和工藝技術(shù)要求等作具體分析，選擇最佳的爬坡位置以及適當(dāng)?shù)钠露?。?duì)于高速線材車間，較為適合的爬坡位置是在粗軋機(jī)組和中軋機(jī)組之間，其坡度要根據(jù)軋制速度和咬入條件以及后續(xù)設(shè)備的情況作具體分析，計(jì)算確定。例如，首鋼第二線材車間利用老車間的粗、中軋機(jī)組，改造精軋機(jī)組為高速軋機(jī)，將軋線標(biāo)高由±0m逐漸爬坡過渡到+3.3m進(jìn)精軋機(jī)，不僅顯著地降低了改造費(fèi)用，而且改造后效果良好。4.4盡量減少高架平臺(tái)面積即使為全高架式布置，亦可根據(jù)實(shí)際情況考慮在無(wú)設(shè)備的地方不建設(shè)平臺(tái)，在設(shè)備簡(jiǎn)單或較少的地方，只在設(shè)備周圍建設(shè)滿足操作要求的平臺(tái)，離開設(shè)備一定距離以后不建平臺(tái)，不必