管桩端板毛坯专利设备研发简介

周兴田 张燕航 曾德发 杨向东

摘要：建筑管桩端板毛坯生产是基础，在炼钢过程中目前必须实现自动化或远距离控制室操作，改善炼钢工的操作工作环境。为此我们为炼钢工序和毛坯生产设计开发了相关专利设备，有关毛坯生产专利设备研发应用情况。

关键词：建筑管桩端板；炼钢；专利设备；毛坯产品；

前言

毅马集团不断探索高端管桩端板生产工艺，在经历了离心铸造法、金属模铸造法、铸造锻打法、铸造液压法、铸造热扎冷弯法等等生产工艺以后，2007年发明并在国内首家采用中频炉炼钢连铸连轧热轧热弯工艺大规模生产管桩端板。为了降低炼钢工的劳动强度，研究设计开发了毛坯生产相关的专利设备，并全部投入生产应用。因专利品种规格多，下面就将部分管桩端板专利专用设备，在研究开发与应用方面作些简单介绍。

1 关键的突破

1.1 连铸连轧热轧热弯成型加工成型工艺

毅马是中国第一家采用大规模热轧热弯工艺生产管桩用端板的企业。该工艺有效提高了法兰端板的生产效率，同时保证所生产法兰端板毛坯的质量统一，符合国家相关标准，具有低成本的特点。在全世界范围内都属于先进水平。端板毛坯专利设备研究开发应用情况。

1.1.1 管桩、管道法兰板焊缝铣床的研制

经热轧热弯成型工艺加工的半成品产品，要焊接为整体环，焊接后焊缝高出工件表面，以前采用人工砂轮机打磨加工处理，车间噪声大，灰尘多，安全隐患多，而且质量也不能保证，为解决以上问题，公司研究开发了一种结构简单，使用方便的专用铣床，在机床上设计立式升降铣头，下方安装水平导轨和滑板。设计专门的夹紧机构在滑板上，工件被固定在夹紧机构中，通过控制升降铣头和滑板对工件进行加工。速度快，操作简单，生产效率高，质量稳定，工人劳动强度低，充分满足管桩、管道法兰专用焊缝铣削加工。获得实用新型专利证书《管桩、管道法兰专用焊缝铣床》

1.1.2 连铸双向移钢机的研制

移钢机设备是安装在连铸生产线和轧机之间的设备，冶炼出来的钢坯需要经过轧机轧制、辊道输送、多道轧制、热弯成型、自动抓卷输送等一系列设备加工处理完成管桩端头板的半成品加工。当轧机或者后面的设备出现故障时，需要把辊道上的钢坯移走，毅马自行研发了移钢机，使用液压与电控相结合，当生产线上的设备出现故障时能快速的取出滞留在生产线上的钢坯，保证生产的连续进行，使生产线连续高效衔接，对采用热弯成型生产技术提高连轧率方面有突出贡献。设备现在已进入生产状态，并取得不错的生产效益。

1.1.3 热弯机夹卷机构的研制

为了使毅马的端头板炼钢连注连轧热弯生产线，减轻人工操作的劳动强度，实现自动化，特设计制造了热弯机夹卷机构。取卷机牢固可靠、滑动平稳、输送到位，同时结构紧凑、操作简单、输送效率高的特点；热弯机夹卷机构的研制完全取代了原人工操作，改善了工人高温操作工作环境。项目获得实用新型专利证书，名称：《一种热法兰取卷机》，专利号：ZL201320510505.3。该设备批量生产投入到生产线中使用。

1.1.4 炼钢压料机构设计应用

炼钢压料机构是在炼钢过程中，将废钢铁压入炼钢炉内的一种机械手操作设备。当炼钢炉运料翻斗车将炼钢废料送入炼钢炉之后，要将废钢铁压入炼钢炉子内。以前由人工操作，劳动强度大、高温区域、粉尘多、极容易造成工伤事故，危险非常大。新设计开发炼钢压料机构机械手操作后，工人在控制室内操作，大大改善和降低了工人劳动强度和工伤风险。项目获得发明专利证书，名称：《一种金属冶炼压料机构》，专利号：ZL201510890359.5。该设备批量在各公司投入到炼钢生产中使用。

1.1.5 旋压机自动上下料设计研究与应用

管桩端头板、管道法兰采用全新熱弯成型的生产工艺后需要对弯曲成型的法兰板进行切割→焊接→校平→铣削→钻孔攻丝等流程，采用热弯成型新工艺后效率高、质量好。但是增加的校平工艺流程急修相应配套的校平设备来解决校平工艺，公司自行研发旋压机，并进行行自动化改造，研发了自动上下料装置，大大解放劳动力，提高生产效率，减少劳动伤害。集装缓降机构对加工后的端头板收集平整，对工序之间的运送提供高效的装运，也便于包装。获得发明专利证书，名称：《一种自动旋压机》，专利号：ZL201510890359.5。

1.1.6 端板产品焊接自动化设计与应用

焊接工序是成品加工的第二道工序，焊接的劳动强度在于端头板搬动、放置在相应的焊接为主，工人的劳动强度很大，工作效率不高，同时也容易发生工伤意外。为解决管桩端头板的半成品加工问题。公司研发设计一种加工材料的自动运送装置，专门为多规格端头板加工，设计了专用的运送、上坡、固定机构、导向推动和产品叠加缓降机构。设备运行平稳可靠。设备故障率低、生产质量可靠。获得发明专利证书，名称：《一种自动上下料装置》，专利号：ZL201610977207.3。

1.1.7 一种用于冶炼炉的机械手的研发

在金属冶炼铸造例如炼钢等生产中一般都会要在冶炼炉中加入原料锭，待原料锭融化后再进行铸造。但是目前的生产工艺是：在冶炼炉中加入原料锭后，由人工通过一根杆将加入的原料锭按入到熔融的金属液体中去，以加快新加入的原料锭的融化。这样的生产操作方式劳动强度非常大，而且在冶炼炉口进行操作，温度非常高，也非常危险。公司研究开发了一种用于冶炼炉的机械手的研发替代人工。该装置结构简单，工作稳定，大大降低人力成本，杜绝安全隐患，适合推广应用；设备的布局更加的合理化，提高生产效率。目前相关技术经在集团内部试用，已经达到了项目设计目的，相关核心技术申请专利两项。发明专利：一种用于冶炼炉的机械手，专利申请号（201610939284.X。

1.1.8 一种运料翻斗车的研发

在冶炼技术领域，存在将钢铁废料倒入冶炼炉进行冶炼的生产工艺。传统的生产工艺是将钢铁废料装入小车，然后由工人将小车推近到冶炼炉的倒料口而倒料，由于冶炼炉的温度非常高，采用人工推料的方式会存在很大的安全隐患。另外，采用人工推料生产方式的生产效率也非常低，不能满足现代化生产的需要。本项目研发的一种运料翻斗车，实用范围广，更加灵，生产效率高，人工劳动强度低，而且整个过程可以采用无线操作盒遥控操作，操控方便，并且安全。目前，该设备已经在集团内部得到很要的运用。项目相关核心技术获得了发明专利一项（发明专利名称：一种运料翻斗车，专利号ZL201610940708.4）。

1.2 高端钢铁管桩端板产品改进及端板新材料的研发

1.2.1 轧辊孔型设计应用与研究

随着钢坯的轧制生产工艺不断提高，钢铁产品的轧制技术不断更新换代，要求在产品多样化上要不断提高，以适应市场对产品的多样化需求。轧辊孔型设计能满足多规格热卷毛坯的生产，为产品的多样化增量，能满足销售部对不同规格的产品销售，在生产效率上和生产工艺上均达到行业先进水平。

1.2.2 端板新材料研究与应用

不同工程建造对管桩的质量要求施不同的，端板作为管桩生产的重要组成部分，随着客户的要求不断提升，端板生产的材料也要与时俱进。影响端板的性能的主要因素为钢材的成分比例含量，通过微调钢材的化学成分的比例就可以改变钢材的物理性能。公司通过端板新材料研究，提高端板的性能，在特殊要求用端板方面占得先机，增强企业的综合竞争力。

2 研发硬件设施

毅马工程中心现有现研发办公楼2560平方米，新研发科技大楼4331平方米，试制试验厂房9006平方米为技术人员创造了良好的研发办公条件。

同时，依托单位有用一批先进的实验仪器及设备，工程中心现有研发、测试设备原值540.64 万元，完全可以满足目前的研发需求。

参考文献：

[1]中华人民共和国建材行业标准JC/T947-2014.先张法预应力混凝土管桩用端板

[2]中华人民共和国标准GB13476.先张法预应力混凝土管桩

作者简介：

周兴田，工程师。