改造鋼絞線生產(chǎn)線中頻爐冷卻裝置

廠家：改造鋼絞線生產(chǎn)線中頻爐冷卻裝置日期：：2020-01-22 瀏覽次數(shù)： 126

針對原低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線生產(chǎn)線回火中頻爐冷卻裝置冷卻效果差、維修成本高，易造成鋼絞線整根斷裂等問題，設(shè)計了一套 V 型直冷式可控大流量冷卻裝置。該裝置采用加長 V 型水槽儲水冷卻，水槽長度為 450 mm，冷卻長度較原裝置增加 3． 3 倍; 將原來冷卻水管道直徑由 10 mm 增加到 16 mm，冷卻水的供給量增大了 2． 5 倍; 在冷卻裝置中加裝導(dǎo)線輥，使鋼絞線不與噴氣吹干部分及 V 型冷卻水槽接觸，不會對冷卻水槽產(chǎn)生磨損。改進后的冷卻裝置易于維修、操作簡便、冷卻效果滿足生產(chǎn)需要，提高了鋼絞線的成材率和勞動生產(chǎn)率。

低松弛預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線廣泛應(yīng)用于高層建筑、大跨度橋梁、核電站安全殼中［1］。由于預(yù)應(yīng) 力鋼材的應(yīng)力松弛，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力值逐漸下降，使結(jié)構(gòu)達不到設(shè)計壽命而提前破壞［2］。穩(wěn)定化處理是鋼絞線獲得低松弛性能較普遍的一種生產(chǎn)工藝，即鋼絞線在承受 30% ～ 50% 抗拉強度的張拉力下，進行 350 ～ 400 ℃消除應(yīng)力回火。經(jīng)這種方法處理的鋼絞線 70% 實際破斷力下連續(xù) 1 000 h 松弛值不大于 2． 5% 。低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線生產(chǎn)工藝流程: 放線→鋼絞線捻制→張力下回火( 穩(wěn)定化處理) →冷卻→吹干→收線。目前，穩(wěn)定化處理均采用中頻感應(yīng)加熱爐對鋼絞線進行回火［3］。鋼絞線穩(wěn)定化處理生產(chǎn)線使用的中頻感應(yīng)加熱爐為移動式，加熱爐兩端帶有冷卻與吹干裝置，可以提高鋼絞線的成材率。

預(yù)應(yīng)力混凝土鋼絞線生產(chǎn)中，鋼絞線穩(wěn)定化處理生產(chǎn)線使用的中頻感應(yīng)加熱爐為移動式( 如圖 1 所示) 。生產(chǎn)線停止運行時中頻感應(yīng)加熱爐處于位置 1，生產(chǎn)線啟動運行時中頻感應(yīng)加熱爐由位置 1 向與穩(wěn)定化處理鋼絞線反方向移動至位置 2，生產(chǎn) 結(jié)束時中頻感應(yīng)加熱爐由位置 2 移動至位置 1。正常生產(chǎn)中鋼絞線經(jīng)中頻感應(yīng)加熱爐加熱后進入生產(chǎn) 線冷卻水槽( 圖 2) 冷卻，再經(jīng)壓縮空氣吹干。生產(chǎn) 線停止運行時，在中頻感應(yīng)加熱爐由位置 2 移動至位置 1 過程中，其兩端自帶的冷卻與吹干裝置自動啟動，對位置 2 與生產(chǎn)線冷卻水槽之間的部分鋼絞線進行冷卻、吹干處理，從而使這部分鋼絞線與正常生產(chǎn)的鋼絞線性能一致，以降低消耗，提高鋼絞線的成材率。

長期生產(chǎn)運行中，發(fā)現(xiàn)中頻爐兩端原裝的冷卻裝置冷卻效果不佳，既影響產(chǎn)品質(zhì)量，又易造成鋼絞線整根斷裂，存在極大的安全隱患，對人身和設(shè)備造成傷害。正常生產(chǎn)的鋼絞線經(jīng)冷卻后溫度不高于 60 ℃［4］，而經(jīng)中頻爐自帶的冷卻裝置一次自動冷卻后的鋼絞線溫度仍然過高，約 150 ℃ 左右［5］，如果此時生產(chǎn)線啟動，將對此部分鋼絞線進行二次加熱，由于溫度疊加，造成溫度急劇上升，使鋼絞線加熱溫度過高，在 30% ～ 50% 抗拉強度的張拉力作用下易造成鋼絞線整根斷裂。為避免此現(xiàn)象發(fā)生，必須由人工操作，將中頻爐在位置1 與位置2 之間行走2 至3 次，才能將鋼絞線的溫度降至 60 ℃以下。這樣操作既浪費時間也降低生產(chǎn)效率。而且由于需要反復(fù)多次冷卻，中頻爐冷卻器、吹干器等相關(guān)部件使用頻次增加，維護成本提高。經(jīng)反復(fù)查找，發(fā)現(xiàn)中頻爐原裝的冷卻裝置( 圖 3) 冷卻效果差與其冷卻器( 圖 4) 有關(guān)，原設(shè)計冷卻器與吹干器為銅制合頁式交錯咬齒形結(jié)構(gòu)，該設(shè)計存在以下問題: ( 1) 采用噴淋式冷卻，冷卻面積小。 ( 2) 冷卻器短，長度只有 135 mm。 ( 3) 冷卻水流量小，只有 16 個直徑為 1 mm 的出水口。 ( 4) 冷卻器數(shù)量少，受設(shè)備總體布局的約束，中頻爐兩端分別有一個冷卻器。 ( 5) 工作環(huán)境高溫、高油煙，冷卻器出水孔易堵塞，不能正常工作。 ( 6) 生產(chǎn)線停止運行時，中頻爐由位置 2 向位置 1 移動過程中，由于鋼絞線沒有張力，受重力作用鋼絞線自然下垂造成冷卻器磨損。由于冷卻器結(jié)構(gòu) 復(fù)雜難加工，因此制造成本高。

針對原中頻爐冷卻裝置存在的缺陷，經(jīng)過研究并結(jié)合多年的設(shè)備、生產(chǎn)及工藝方面的相關(guān)經(jīng)驗，設(shè) 計出全新的 V 型直冷式可控大流量冷卻裝置。改造后冷卻裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 5 所示，冷卻裝置外觀如圖 6 所示。改造后的冷卻裝置特點: ( 1) 新裝置采用加長 V 型水槽儲水冷卻，水槽將原來冷卻水管道直徑由 10 mm 增加到 16 mm，冷卻水的供給量增大了 2． 5 倍。因為 V 型水槽容積小能使冷卻水充分快速流動而帶走大量熱量，同時由于儲水式冷卻能使鋼絞線始終浸泡在冷卻水中，增大了冷卻的面積，只需一次冷卻即可將鋼絞線冷卻至60 ℃以下，保證了冷卻的效果。 ( 2) 在冷卻裝置中加裝了導(dǎo)線輥，當(dāng)生產(chǎn)線停止運行時，中頻爐由位置 2 向位置 1 移動過程中，導(dǎo) 線輥與導(dǎo)線輪對下垂的鋼絞線起到支撐，避免鋼絞線懸空，使鋼絞線不與噴氣吹干部分及 V 型冷卻水槽接觸，不會對冷卻水槽產(chǎn)生磨損。 ( 3) 新的冷卻裝置與吹干裝置不會堵塞，完全能在高溫、高油煙環(huán)境下正常工作，無需清理新的冷卻裝置與吹干裝置使用效果良好，適合所有規(guī)格鋼絞線的生產(chǎn)。改造成本低，使用壽命長。既避免了鋼絞線整根斷裂，又消除了安全隱患，實現(xiàn) 了無人化操作，提高了鋼絞線的成材率和勞動生產(chǎn)率。