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。指出高架式布置的應用范圍，即最適宜軋線標高差較大、地基條件差的車間。對于老車間改造可采用半高架式布置。關鍵詞：軋鋼；車間布置；高架式；應用范圍見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前言隨著軋鋼技術的飛速發(fā)展，高速軋機與連軋機不斷出現(xiàn)，軋機的效率與產(chǎn)量較老式軋機大為提高。為解決軋線前后場運輸、提高軋制效率、適應軋鋼工藝需要而帶來了設備與軋制線標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)代高速軋機與連軋機的出現(xiàn)，使軋鋼車間的設備與軋制線的標高越來越大，如高速線材車間，集卷筒前的許多設備與軋制線標高差已超過5m,若按傳統(tǒng)方

3、式布置設備，勢必造成地下工程極其復雜。所謂高架式布置就是將主軋線的標高提高到67m高度，軋制區(qū)域的設備基礎面提高到5m左右高度，在此高度建設連接設備基礎的高架平臺，主要設備均布置在高架平臺面上，見圖1。圖1軋鋼車間高架式布置示意圖從車間布置來看，整個軋制區(qū)域分上下3層。平臺面上布置軋制設備及控制系統(tǒng)；平臺面下與地面之間布置各種管線、電纜橋架、液壓潤滑站等生產(chǎn)輔助設施以及輔助車間等；地面以下布置經(jīng)過該區(qū)域的主電纜隧道、排煙隧道、沖渣溝等地下構筑物。3軋鋼車間高架式布置的優(yōu)點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特的優(yōu)點。3.1布置緊湊、整齊、簡潔在傳統(tǒng)的地面布置中，間

4、內(nèi)設備和輔助設施等布置在地面上，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，所以整個車間內(nèi)布置緊湊，前后場銜接合理，因平臺面上無管線布置而顯得整齊、簡潔，平臺下各種管線走向清楚，一目了然，維護方便。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筑物的開挖深度，故與廠房間的關系簡單，特別是在高速線材車間中，步進式加熱爐的步進機構、立輥軋機的下傳動機構、散卷冷卻運輸機下邊的風機、集卷設備和盤卷運輸處理設備同軋制線的標高差都很大，如按老式線材車間那樣布置軋線設備，地下工程將十分龐雜，尤其是當基礎條件

5、不好、地下水位較高時，基礎施工困難，費用昂貴，設備及管線維護十分不便，而且現(xiàn)在線材產(chǎn)品盤重越來越大，盤卷后設備與軋線標高差越來越大，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，在沿海地區(qū)地下腐蝕嚴重，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各種相互關系簡單、清晰由于高架式布置地下施工量少，管線的敷設以及不同管線之間的交叉關系暴露于地面以上，所以設計中各種相互關系較地面式布置更為簡單，減少了設計中各專業(yè)之間的相互“撞車”現(xiàn)象，從而大大地加快了設計與施工進度。  正因為有以上優(yōu)點，國外自70年代起，采用高架式布置的軋鋼車間逐年增多。我國在80

6、年代后期，自建設馬鞍山高速線材車間和寶鋼140mm無縫鋼管車間以來，也逐漸有很多車間采用這種布置。武鋼年產(chǎn)70萬t的高速線材車間和武鋼設計院與重慶鋼鐵設計研究院聯(lián)合設計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對軋鋼車間高架式布置的看法4.1關于高架式布置的應用范圍根據(jù)軋鋼車間工藝要求和設備情況的不同，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簡單，軋線順直，從上料、加熱到軋制成、_成品收集一列貫通，設備機組列于軋線一側，其高架平臺一般窄而長。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、式運輸區(qū)頭尾相接一字排列，其高架平臺長度近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)過加熱穿孔熱連軋再加熱定徑冷卻收集等多道互不連貫的工序。根據(jù)軋制工藝要求，其高架平臺長度和寬度較大。如衡鋼連軋鋼管車間的高架平臺長240余米，寬100余米。其它軋鋼車間也可采用高架式布置，但只限于局部設備和局部區(qū)域。4.2軋鋼車間要根據(jù)實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，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高和基礎面標高抬高許多（+5m以上

8、），因而，主廠房的軌面標高也隨之抬高許多。海南洋浦高速線材車間的主廠房軌面標高就高達14m，武鋼高速線材車間主廠房軌面標高高達15.58m,有的甚至更高。這樣，主廠房建設的投資將增加很多，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、地下施工費用昂貴時采用高架式布置，以減少地下施工費用，才能抵消這部分增加的投資，甚至可以降低綜合投資。若不顧實際情況，特別是在地質條件很好的情況下，一味采用高架式布置，勢必導致投資增加。尤其是棒材、小型材車間，相對于高速線材車間，其設備同軋制線的標高差并不十分突出，可以根據(jù)地質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備條件的前提下，選擇合適的軋制線標高，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的合適標高。4.3老車間改造可考慮采用部分高架式布置如果地質條件很好，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，然后逐漸抬高標高至標高差較大的位置，對軋線后半段采用高架式布置，將廠房進行技術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對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組，有的半連

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