冷床

对产品有效进行冷却的工作台面

冷床是冶金轧钢行业对轧制产品（螺纹钢、园钢、钢管等）有效进行冷却的工作台面。冷床由机械传动系统、水冷却系统、冷床工作台面、固定支架等方面组成。冷床主要有拔齿式冷床、齿条步进式冷床、拨爪式冷床、运载链式冷床、滚盘式冷床等。

设备介绍

冷床是中小型棒材车间不可缺少的辅助设备之一。它的功能是将轧机轧制后经飞剪剪切成倍尺长度的棒材，输送并卸到冷床齿条上冷却，使其温度由900℃降至100 ～ 300℃，然后由冷床下料装置将其收集成组送至输出辊道上，再由输出辊道将其送到冷剪剪切成定尺成品。冷床的设计质量与安装精度直接决定着产品的最终质量。

近年来，为适应轧制制度变化繁多，产品规格多、优质产品及高产量等要求，我院认真消化、吸收国内外先进技术，设计了一套具有同类国际先进水平的高速度、多品种、高质量的小型型钢和棒材冷床设备，年产棒材可达90万吨，已达到了国外同类设备的先进水平。

设备组成

冷床由三大部分组成：冷床上料装置、锯齿型步进式冷床本体、冷床下料装置及输出辊道。其中的冷床上料装置是冷床设计中的难点，也是咽喉设备。

上料装置

上料装置由辊入辊道、矫直板、制动裙板及气动分钢装置组成。上料装置的结构特点是在120m长度方向上每12m 布置一液压缸，所有液压缸同步运行，通过连杆、同步轴带动裙板同时升降。该装置的性能特点是：在同步轴上设置接近开关，检测和控制提升裙板的升降位置，保证动作准确可靠；液压缸的控制阀采取就近配置，以最大限度地减少压力误差，保证动作同步；在控制回路设置直动溢流阀和防气蚀阀，配合液压缸的优化设计，有效地解决巨大冲击对液压系统的破坏问题，保证了液压系统的安全性。

液压缸侧面驱动，同步轴布置在高温区以外，在各液压缸保持同步时，每根轴承受的仅是5块提升裙板升降所需的扭转应力，而同步轴由于是旋转运动，几乎不产生惯性力。裙板的惯性力由于分散到各个液压缸上，机构受力状态得到极大改善。连杆上设有调整机构，可方便地调整裙板的上下位置。由于对机械结构进行了优化设计，电气控制采用了计算控制技术，液压系统采取了安全措施，赋予了该装置优越的使用性能，全部裙板的水平度和直线度在工作时得到可靠保证。

分类

冷床主要有拔齿式冷床、齿条步进式冷床、拨爪式冷床、运载链式冷床、滚盘式冷床等。

工作原理

将已轧制成型产品通过辊道输送进入冷床，再由齿条步进式拔齿等形式，将排列在冷床上的工件逐步移向冷床顶端，达到了工件的冷却效果。

主要用途

该冷床设备主要用于轧后钢板在线缓慢自然冷却。在型材生产线上，冷床对型材还具有预弯曲功能，防止型材在自然冷却过程中因各处质量不等导致出现不规则弯曲。应用领域：冷床主要应用在钢铁行业、冶金行业等。

操作规程

1.轧制过程中，冷床作业人员严禁上冷床，不准在辊道、齿条上行走。

2.生产中出现乱床等事故，必须等停轧以后进行处理清出。

3.冷床取样要使用专用工具进行取样。

4.作业中应注意观察周围的情况，无关人员严禁进入大冷床的危险区域。

5.因乱床等事故造成的热废品，当班必须清出，确保冷床周围的环境整洁。

输入辊道

(1)功能

将分段飞剪剪后的倍尺棒材运输到冷床区并加速，使棒材产生一定的初拉力，保持棒材在平直状态下运行，也使棒材被剪断后能够快速升速，与其后一根仍在轧制的棒材拉开距离。

(2)输入辊道参数

辊子直径：188mm；

辊身长度：175mm；

辊间距：1 200mm；

轧件速度：4. 5 ～ 18m /s；

辊道线速度：4. 5 ～ 20m /s；

辊道辊面与水平夹角：12°(前部由0°逐渐过渡到12°)。

(3)传动结构

辊子悬臂安装，采用交流变频电机单独传动。为了使棒材能够顺利滑入制动板，辊道向冷床部倾斜，其角度由0°逐渐倾斜到12°。辊子直接装在电机轴上运转，电机选用一种新型高效节能调速加强型变频电机。该电机调速范围宽，震动噪音低，外形尺寸小、重量轻。

(4)控制要求

所有辊道均为不可逆连续运转。根据末架轧机轧制速度预先设定辊道速度。为避免棒材开始制动时尾部与后一棒材头部干涉，同时使热金属检测器可靠地检测到棒材的尾部，辊道速度应大于轧制速度的5% ～ 10%。输入辊道增速段可分为三段控制。通常第一段比末架轧机轧制速度超前5%；第二段超前10%；第三段超前5%。生产不同规格轧件时，采用不同的超前量。

(5)输入辊道的长度

输入辊道的长度可分两段，第一段为增速段，第二段为制动段。前段辊道的长度决定棒材间拉开的距离，而此距离的大小直接影响制动板的制动和卸料。

制动裙板

1.功能

制动裙板是位于输入辊道一侧的一条可在垂直方向上下运动的板。利用板与钢材之间的磨擦阻力使钢材制动，并通过提升运动把钢材送入冷床矫直板。

2.结构

制动裙板是由多个液压缸驱动的。液压缸推动曲柄连杆使长轴旋转带动制动裙板升降，通过液压控制回路，可准确控制制动裙板的上升、下降及中间停位。传动长轴上装有接近开关，用于检测裙板的高位和低位。这种传动形式结构简单，调整方便，动作可靠。

由于不同规格产品的轧制速度不同，所以制动距离也不同。在冷床前制动段设置若干液压离合器，当制动距离需要改变时，只需根据计算调整各液压离合器的离合位置，就可改变制动裙板的制动长度。为了增加轧制的制动距离，减小冷床本体的宽度尺寸，在进入冷床本体前又增加一段副冷床，既达到生产工艺的要求，又能减轻设备的重量。

3.制动裙板的参数

轧件长度：114m；

拨料块总长：165m(冷床前45m)；

拨料块宽度：130m；

拨料块与水平面夹角：35°；

拨料块升降速度：0. 15 ～ 0. 3 m /s。

4.棒材进入冷床前的制动顺序：

(1)分段剪剪切棒材，剪切的长度是按冷床宽度或根据用户要求自动设定的。

(2)棒材头尾之间的分离是通过辊道增速和在冷床入口设置一个拔钢装置实现的。

(3)剪切后的棒材卸入制动板后开始制动，靠自然磨擦制动。

(4)具有三个工作位置的制动裙板的连续动作可预先设置。

低位：从辊道上将棒材卸到制动裙板；中位：制动第一根棒材的同时将后一根运行中的棒材挡在辊道低位区域；高位：将制动后的棒材卸到冷床矫直板。

制动过程

根据成品轧机轧制速度与临界速度的关系，轧件在冷床的制动过程可分为不同阶段。精轧机轧制速度小于临界速度时，则轧件上冷床的制动过程有以下两个阶段。

第一阶段：轧件在制动裙板上表面向下运行和向前滑行；

第二阶段：轧件在制动裙板上表面与副冷床外侧壁之间向前滑行。

如果成品轧机轧制速度大于临界速度，则轧件上冷床制动过程有以下四个阶段。

第一阶段：轧件在制动裙板上表面向下运行和向前滑行；

第二阶段：轧件在制动裙板上表面副冷床外侧壁之间向前滑行；

第三阶段：轧件在副冷床内侧壁向下运行，及向前滑行；

第四阶段：轧件在副冷床两内侧壁之间向前滑行。

气动分钢

气动分钢装置安置在活动段裙板的入口处，其作用是当前一根定尺棒材的尾部正下滑和制动时，由气缸将可动拨钢器抬起，防止下一根钢材头部进入裙板。在拔钢器抬起的同时，活动裙板升主中位，后一根钢材沿裙板侧面制动运行，拔钢器的运动与活动裙板的运动和下一根钢的头部位置同步。在棒材运行速度低于10m /s时，不采用气动分钢装置。

气动分钢装置包括气缸操纵摆杆机构和插销固定机构。它的安装位置是根据轧制产品规格品种的不同，需要制动的时间或距离来决定的，可在冷床输入辊道上由人工任意放置调整，操作非常灵活方便。

矫直板

矫直板位于冷床入口侧，由制动裙板拔入的轧制棒材首先落到矫直板上，使棒材保持最大平直度。矫直板每块长1. 15m，宽250mm，上有10个齿形，块与块之间只留出动齿条移动间隙，安装在定支架上。

总结

近年来，由于轧钢工艺趋向于采用无扭轧制，采用紧凑的平立辊轧机、先进活套、计算机控制等手段，使轧制速度迅速提高。这样一来，就对轧线后部冷床工艺提出了新的发展课题。冷床上料装置作为冷床的咽喉设备，如何解决新式高速轧机冷床的上料问题便迫在眉睫。上述介绍的新式冷床上料装置则能够满足现代化小型型钢、棒材车间高速轧机对冷床上料装置的要求。

相信随着我国轧钢设备的发展，这种高速度、多品种冷床上料装置将会得到大力推广应用。

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