H型钢以其合理的截面形式、优良的力学性能，以及连接方便、省工省料等优点，已在工程上被广泛采用。长钢年产60万t H型钢步进式冷床由德国SMS公司设计，其具有结构紧凑、散热系数高等优点，同时还可以有效地防止“黑印”的产生。由于步进式冷床对同步性、平稳性要求极高，从H型钢设备调试开始到满足冷床工艺要求就一直是个技术难题，工程技术人员在不改变其原有主体设计的基础上认真分析、大胆创新，不断完善和改进冷床液压系统，满足生产工艺的要求，为H型钢正常生产提供了坚实的保证。
1 冷床区设备参数及结构特点
H型钢步进式冷床全长86．4 m，由9个相同的单元组成，每个单元由步进机械、固定机械、移出装置、冷却装置4部分组成(见图1)。
步进式冷床结构特点：支撑型钢用篦条由固定篦条和活动篦条组成，篦条和支承部件焊接或用螺栓连接而成；步进梁步进动作的实现采用液压式(水平和垂直移动分别由液压缸单独驱动，二者顺序动作)；采用雾化(喷水)强制冷却方式，型钢下冷床温度80℃；冷床出口设氮气吹扫装置，用于去除喷雾冷却过程中产生的水和部分氧化铁皮；当精整出现故障时，可根据型钢规格在冷床上缓冲2 4根钢；移出装置的升降也采用液压式，移出装置小车用于接冷床上的型钢并将其放置于输出辊道某一固定位置，方便型钢被顺利地咬人矫直机。
图1 步进冷床剖面示意图
2 冷床在调试中存在的问题及其解决措施
步进冷床接受来自热锯的倍尺型钢(900℃)，为保证型钢的控冷效果，降低矫直难度，保证型钢的力学性能，生产工艺对冷床9个单元步进机械步进运动的同步陛要求很高。在设备的联动调试以及随后的生产过程中，我们发现了如下问题不能满足生产工艺的要求，随后我们针对这些问题对冷床区的机械、液压系统进行了改造。
2．1 冷床在调试中存在的问题
冷床区设备联动调试过程中发现的主要问题有：步进机械在上升到最高位时，9组步进梁各单元之间活动篦条高度不一致；步进机械上升、下降时系统振动过大；步进机械平移过程中，9组步进梁运行不同步；出口移出装置升降过程中振动过大，升到高位后不保压；冷床运行过程中蓄能器能力不足，造成在连续陛动作时压力降过大，9个单元无法达到同步。
2．2 具体解决措施
2．2．1 对9组步进梁在上升到高位时活动篦条高度不一致的解决措施
由于活动篦条在步进梁支承部件上已被焊接固定，如果拆下活动篦条重新安装不但很费时，而且将来其使用性能也很难保证。另外每组步进机械的机械连接是采用框架连杆机构，如果将步进梁整体垫高将使整个机械系统可靠性下降，运行不平稳。最后我们决定通过调整9组步进机械摆臂支撑挡块的垫片厚度(即调整液压缸机械限位的位置)，来使各单元步进梁活动篦条高度趋于一致。将现场利用水准仪对各单元活动篦条标高的测量结果与液压缸驱动的4连杆机构的运动行程进行换算，我们计算出各单元支撑挡板需加垫片的厚度。随后我们测量了各单元步进机械升降液压缸在高位时的伸出量，从而指定了一个相对基准，确定了各单元液压缸机械限位挡块所需增减垫片的厚度，保证了冷床步进机械的使用性能和可靠性，满足了生产工艺要求。
2．2．2 对步进机械在上升、下降时振动过大的解决措施
在冷床单体试车过程中，未发现机械系统各部件联结强度不够、联接螺栓和固定螺栓松拖的现象。根据我们现场观察，发现步进机械在上升、下降时振动过大主要是由于液压控制系统中的电液换向阀换向速度过快造成的。随后我们研究了步进机械升降系统液压原理图，决定在电液换向阀的电磁阀与液动换向阀之间加一个先导级液控单向节流阀，来延长液压系统换向时间(改进前、后步进机械升降系统液压原理图见图2)。同时根据液压缸的运行情况将限位开关(金属传感器)调整到最佳位置，减小液压缸到位后造成的液压系统冲击和机械系统振动。
2—1 改进前
2—2改进后
图2 改进前、后步进机械升降系统液压原理图
在改造调试过程中，我们又发现步进机械在升降过程中液压缸存在溜缸现象。经过现场对液压系统的排查，我们确定溜缸的原因是液压缸存在过大的内泄露，随后我们拆开液压缸进行了检查，发现液压缸内的很多密封圈已出现破损，有的甚至已被撕裂。我们推断液压缸质量存在问题。在向厂部汇报征得同意后，我们将原液压缸更换成耐压性及其他各项性能更优良的液压缸。
2．2．3 对9组步进梁在平移过程中运行不同步的解决措施
冷床步进机械平移液压系统采用比例控制，在以1个单元为基准、其他8个单元随动控制中，步进梁平移不同步。根据现场观察、测量，未发现机械系统存在较大摩擦、卡死现象，液压缸也未存在别劲等现象。对液压阀组进行检查，也未发现问题。在对步进机械出现此问题可能存在的各种原因进行逐一排除后，我们将步进梁平移不同步的原因定在了液压缸上。在对液压缸的拆卸过程中我们发现，液压缸内唇形密封圈配合过紧，造成液压缸运行过程中摩擦阻力很大，另外密封圈的质量也存在问题，有的磨损已经很严重。我们将此问题向厂部做了汇报，定了一批质量和尺寸都满足要求的密封圈并及时进行了安装，保证了调试工作的顺利进行。
2．2．4 对出口移出装置在升降过程中振动过大、升到高位后不保压的解决措施
针对出口移出装置在升降过程中振动过大的情况，我们采用了降低步进机械升降振动的处理办法。在电液换向阀的电磁阀与液动换向阀之间加一个先导级液控单向节流阀，来延长液压系统换向时间。根据液压缸的运行情况将限位开关(金属传感器)调整到最佳位置，并设置机械限位，减小液压缸到位后造成的液压系统冲击和机械系统振动。同时，由于出口移出装置的升降由2个液压缸驱动，设计中为保证同步I生、液压传动系统采用同一阀组控制2个液压缸的动作，且采用机械连接(2个液压缸驱动杆同轴，驱动杆在轴上靠涨紧套锁紧)。为避免运行过程中一端涨紧套松动而造成只有一缸吃劲，我们细致调节了调速阀，以保证液压缸内压力的同步。另外，针对出口移出装置升到高位后不保压的情况，经过现场观察，我们发现将液压缸的两腔油管对换即可解决此问题(改进前、后出口移出装置升降系统液压原理图见下页图3)。
2．2．5 对冷床运行过程中蓄能器能力不足，造成在连续性动作时压力降大，9个单元无法达到同步的解决措施
由于冷床步进机械升降与步进机械平移、出口移出装置分处冷床南北两侧。最初施工图纸中主管路被设计成u型管路，在冷床连续性运行过程中压力降很大，最大时工作压力低于系统压力40 kg。而液压站内高压泵由于距离远无法及时补油，蓄能器也存在能力不足等问题，造成生产运行过程中冷床同步性差，无法满足生产工艺的要求。我们通过现场分析，以及进行相关的科学计算，决定采用对主管路形式进行改造而不增加蓄能器的方案，即在原有主管路尺寸不变的情况下，将u型主管路改为O型，增加管路的储油量。改造后冷床同步性得到了极大的提高，满足了生产工艺的要求。
3-1 改进前
3-2 改进后
图3 改进前、后出口移出装置升降系统液压原理图
3 结语
通过工程技术人员的认真分析、相互配合，按节点保质量圆满完成了冷床区设备的调试工作。为随后的全线热负荷试车以及下一年度的达产达效打下了坚实的基础。对步进冷床机械、液压系统的改进，两年以来整体运行平稳，满足了生产工艺、使用性能等各项要求。同时使冷床区故障、问题明朗化，降低了操作人员和维护人员的劳动强度，提高了劳动生产率。
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