1前言
攀钢集团西昌钢钒有限公司（下称公司）在推进装备智能化、数字化方面，走在了国内大型钢铁企业的前列，但，设备检修方面尚存在检修时间过长，检修过程时间不稳定等痛点，另一方面，钢水连铸工艺对工序时间的稳定性要求特别高，一旦出现异常，就会因钢水温度不符而难以满足浇铸条件，尤其是对合金钢、石油管线钢等品种钢的浇铸，轻则导致降级改判，重则出现横裂纹、纵裂纹等缺陷，被迫报废。因此，对设备管理的要求，不再是以故障率高低为衡量标准，而是以满足产品质量为核心的功能与精度要求；对设备检修的要求，不再是以工作量多少为绩效依据，而是以保设备功能与精度为前提的高效、稳定和安全为核心的精益检修。
2大型桥式起重机的重要性与检修过程中的痛点
2.1产能的不匹配性给炼钢工序带来的影响
西昌钢钒年产铁470万t、钢450万t，炼钢转炉产能为580t/小时，连铸产能为700t/小时，轧钢工序产能可以达到793t/小时。一方面炼钢工序消化铁水的压力较大，而另一方面，炼钢又难以满足热轧工序的保供。
炼钢工序2座200t的转炉，其冶炼周期1炉钢/39-43分钟，产能为59-62罐/日，每罐210t；2台双流连铸机浇铸时间均为1罐钢/30-35分钟，连铸机每天需浇铸61-64罐，转炉与连铸机产能匹配之比为0.97:1。由于各工序的设计产能较为刚性，承担钢水运输的桥式起重机作业率一旦下降，连铸机拉速将无法满足1.5米/分钟的设计能力，从而，影响轧钢工序的保供能力。
2.2时间的不稳定性给产品质量带来的影响
长期以来，产品质量合格率始终徘徊在96.23%，造成企业盈利能力薄弱。同时，也难以满足市场对产品质量日益增长的需求，削弱了企业的核心竞争力。对于冶金钢铁企业而言，对各工序间的时间掌控尤为关键，在生产工艺标准化，操作过程数字化、智能化的时代，对设备运行的稳定性及设备功能精度的作用，就显得尤为突出和重要。
3.主要研究内容与对策
针对大型桥式起重机的重要性与检修过程中的痛点，重点研究如何创新车轮更换的检修方式，并通过标准化，达到车轮更换过程的时间稳定性；以工装设计创新为切入点，提高作业效率，降低劳动强度和作业时间，实现安全本质化，为生产稳定，物流畅通创造条件。
3.1作业方式创新
目前的作业方式无法满足效率和安全需要，首先车轮组拆卸完毕后，需要4件3吨的手拉葫芦，8个人进行配合作业才能沿着轨道面倒运出车体，由于车轮组的支撑点是一条线（轨道）不是一个面，加之作业人员之间存在牵拽不一，用力不均的问题，难以掌控车轮组在移动过程中的稳定性，容易发生倾斜。传统的车轮更换作业时间在6.5至10小时之间。
图1 吊车车轮更换的传统作业方式
经过现场研究分析，决定将传统的“倒出”方式改为“导出”方式，即：不再采用手拉葫芦进行吊装、倒运、拖拽、移出的方式，而是将拆卸后的车轮组的支撑点由“一条线”变为“多条线构成一个面”，以解决车轮组在自由状态和移动过程中的稳定问题，并以轨道向外的方向作为导向，4人配合，采用推动的方式将车轮组导出来。但，该方式，在国内同行业中尚没有先例，如何实现，需要深入研究。
3.2防倾倒小车的结构设计与可靠性验证
车轮组在自由状态下的偏心的问题主要是由于联轴器和车轮轴偏重于车体内侧，导致车轮组重心偏离轨道中心线，因此，设计一套可防倾倒小车来消除其不平衡。
3.2.1结构设计：为解决车轮组的稳定性问题，该小车需要满足一下条件：①能够满足狭窄环境并克服路径上的障碍；②在外侧支撑架的升降过程中具备自锁功能，满足小车的稳定性需求并防止倾翻；③小车外侧支撑车轮轴的部位可实现滑动，满足移动过程中车轮轴的转动需要；④为方便并快捷起升小车的外侧支撑架，需要设置操作手柄，并采用万向联轴器的摇杆；⑤按内外测均设置支撑，从而实现车轮组的移动轨迹由“一条线”变为“三条线”，满足车轮组在“导出”过程中的稳定性。防倾倒小车主要由升降车轮组、平衡车轮组与连杆三部分组成，具有拆解及组装方便、轻巧耐用，并具备防倾倒功能。
4 应用效果
4.1自2020年8月创新检修方式以来，车轮更换效率得到明显提升。将以往“拖、拉、拽”的作业方式，创新为仅需汽车吊、防倾倒小车与人员轻松配合，即可完成车轮的“导向移出”，实现了轻松、方便、快捷，也实现了检修作业的安全本质化。通过实施标准化作业，使作业过程时间稳定受控，单次车轮更换时间的误差仅为5%，不超过10分钟；传统的车轮更换时间6.5至10小时不等 ，现在只需要3小时，效率提升了58.3%，完全满足生产工序及产品质量对设备的要求；从2020年8月至今，未发生一起因车轮更换时间异常而影响生产工序的现象发生，从根本上解决了设备对工艺的瓶颈限制。
4.2经济效益
4.2.1生产规模效益
缩短检修时间创造的生产效益
Be=Ci×Ti×Ai×Gi-Bi =500*25.5*1*200-1000=254.9万元
Be：缩短检修时间创造的效益
Ci：本工序产量按合格成品500T/小时。
Ti：减少停机总时间25.5小时（全年约更换30次主动车轮）。
Ai：技术贡献系数1。
Gi：单位产品效益（合格产品与降级产品单价差额）200元/吨
Bi：研发投入0.1万元
4.2.2产品质量效益
以2019年为例，全年产钢450万吨，因生产改钢或降级改判率2.54%，其中，车轮更换过程中，因检修时间过长或时间不稳定等因素占了2.54%中的23%，即0.58%，也就是26100吨，按每吨损失430元计算，年损失达到1122.3万元。
综上所述，创新检修方式的成功运用，为公司创造直接经济效益254.9+1122.3=1377.2万元。
4.3社会效益
在高质量发展的新时代，随着生产智能化，设备数字化水平的提升，产品质量对设备的依赖程度更加突出，以“故障率高低衡量设备管理水平”的观念也转变为“以对产品质量的影响程度衡量设备管理水平”。
通过对大型桥式起重机车轮更换的检修方式创新，改善了检维修作业的安全条件，破解了“冶金企业检维修行业”的安全管理困惑，提升了检修安全的本质化水平；通过高效、稳定和安全检修的过程控制，丰富了检维修行业的技术升级和发展，满足了生产及产品质量对设备的要求，对国内外同行业，具有较好的借鉴和推广意义。
参考文献：
〔1〕机械工程师手册编委会，《机械工程师手册》〔M〕.第二版.机械工业出版社，2007.
〔2〕中国机械设计大典编委会，《中国机械设计大典》〔M〕.第5卷.江西科学技术出版社，2002.
〔3〕龙驭球， 包世华.《结构力学》〔M〕.第二版.高等教育出版社，1994.
〔4〕徐灏，《机械设计手册》下册第9卷〔M〕.第一版.机械工业出版社，1995.
〔5〕攀钢西昌公司生产工艺编委会，《攀钢西昌钢钒公司生产工艺》〔M〕.攀枝花钢城集团广告有限公司印刷，2011.
〔6〕攀钢集团有限公司人力资源部、安全环保部，《钢铁企业典型生产事故案例汇编》〔M〕.攀枝花钢城集团广告有限公司印刷，2019。