轧钢生产线的冷锯噪声治理

轧钢生产线的冷锯噪声治理

王宁

山东省冶金设计院股份有限公司王宁

摘要：轧钢生产线上的大型锯机组在定尺锯切时会产生巨大的噪声，严重影响了工人的身体健康，轧钢生产线设备多，工艺复杂，一般的噪声控制方法难以实施。本文借鉴了其它大型单体设备的隔声罩设计理论，将各种预防噪声设计综合应用于轧钢生产线的冷锯噪声治理中，设计了冷锯区域的大型隔声罩，大幅度的降低了冷锯区域的噪声污染。该设计可以在轧钢生产线的其它锯切设备中得到推广。

关键词：冷锯噪声；隔声罩；噪声治理

1引言冷锯机是轧钢工艺设备中的重要设备，冷锯在锯切钢材时产生的噪声值高达100~130dB，这对冷锯区及相邻的工作区域造成了很大的噪声污染，严重影响了这些区域操作工人的身心健康。多年来很多课题小组基于冷锯本身噪声产生的机理，建立锯机模型进行实验，针对锯体本身进行降低噪声的设计改造，新型材料的应用也广泛应用在锯体噪声的控制中。但是在轧钢生产线上，现场环境制约了这些针对锯体本身的降噪设计，设备多，温度高，粉尘大，使得这些应用很难在轧钢车间的复杂工作环境下实现，这些技术的应用遇到了很多困难。

隔声罩是传统噪声控制技术中最常用的方法之一，主要利用材料的隔声、吸声、隔振等手段，阻碍声波的传播，或让声波的能量耗散掉，达到降噪的目的[1]。隔声罩对中高频噪声降低效果最好，而冷锯产生的噪声基本都是高频噪声[2]。本文通过参考国内外近几年的大型机械设备的隔声罩设计，针对轧钢生产线的工艺特点将隔声罩设计应用于轧钢生产线的冷锯噪声治理中，取得了很好的效果，改善了工人的作业环境，提高了劳动生产率。该设计也非常有推广价值，适用与所有的轧钢生产线上的冷锯机噪声改造。

2隔声罩设计2.1冷锯噪声声源分析从发生机理分析，锯噪声主要由两部分组成，一是由高速旋转的锯片引起的空气动力性噪声[3]。当锯片旋转时锯齿与周围的空气相互作用，引起周期性的空气动力脉动，并且在锯片的边缘形成不规则的界面层分离而产生涡流，因而形成电锯的旋转噪声与涡流噪声。这种空气动力性噪声在电锯空载时占主要地位。二是电锯与工件之间的撞击、摩擦、振动产生的机械性噪声，这在负载时出现。整个锯切噪声就是由空气动力性噪声和机械噪声叠加而成的。冷锯机的噪声是强度较高、危害性很大的一种噪声。空载噪声达107dB（A），负载噪声可达到110~125dB（A）。由于锯片转速高，锯齿多，产生的噪声是高频性的，主要噪声能量分布在2000~8000Hz的高频区域内[4]。

2.2隔声罩降噪原理衡量一个罩的降噪效果，经常用插入损失IL来表示。它表示在罩外空间的某点，在加罩前后的声压级的差值，这相当于罩的实际降噪效果[5]。提高罩壳内壁的吸声性能，就降低了罩内混响声场，也就相应提高了插入损失。

2.3隔声罩结构设计隔声罩是一种可取的有效降噪措施，它把噪声较大的装置封闭起来，可以有效地阻隔噪声的外传，减少噪声对环境的影响，但会给维修、监视、管路布置等带来不便，并且不利于所罩装置的散热，有时需要通风以冷却罩内的空气。隔声罩的设计应考虑如下要点[6]：（1）选择适当的形状。

（2）隔声罩的壁材应具有足够大的透射损失LTL。

（3）金属板面上加筋或涂贴阻尼层。

（4）隔声罩内表面应当有较好的吸声性能。

（5）隔振处理。

（6）罩壳上孔洞的处理虽然隔声罩的隔声量主要是由罩壁的面密度与吸声材料的吸声系数、吸声量、噪声频率所确定，但上述设计要点如不注意，也会影响隔声效果。

3隔声罩的应用实例在轧钢厂生产线的冷锯机的隔声罩设计中，结合轧钢生产线的工艺布局，由于该冷锯区域设备较多，工作环境恶劣，隔声罩的设计要考虑操作台人员的视线、进出钢口及更换锯片等问题，同时也要考虑满足检修监测方便、通风、进排气及其消声器正常工作等要求。本文的设计应用隔声罩的设计理论，同时借鉴了以往的大型单体设备的隔声罩设计实例，经过对现场复杂情况的适应性设计最终完成了针对该冷锯机机组的专用隔声罩。

隔声罩设计为长42米，宽11米，高4.5米的可拆卸的顶部为七个推拉窗结构，内部无支撑的框架结构。根据加罩前噪声测量结果以及隔声罩的实际工况和资金的投入情况，使用方最终提出了将噪声值降低到80dB的要求。根据该目标，通过计算，该隔声墙的设计厚度为150mm，为了适应现场情况，特别是操作台工人要实时操作冷锯的运动情况，本设计将其中一面隔声墙做成中空玻璃，隔声罩中安装摄像头辅助观察。另外，对于辊道进出钢口也采取了加长吸声措施。

在结构设计上，据现场的锯片更换、切头吊装及设备维护等情况，隔声罩顶部设计为电动兼手动活动顶棚，顶棚为南北两个推拉结构，共7排（每个冷锯上方一排）14块，各接缝处采用密封处理。

经过1个多月的现场安装施工，该隔声罩最终验收合格，在冷锯隔声罩附近的八个测量位置测量全部达到设计要求，很好的改善了冷锯区域周围的噪声污染问题。在隔声罩加罩前后应用AWA6270A型噪声频谱分析仪，在三台冷锯同时工作时进行的测量。该测量结果是八个测点的平均值，见表1。

表1冷锯噪声实测数据

根据表1数据可以分析，该隔声罩的设计达到了理想的设计结果。

4结论本文介绍的针对轧钢线冷锯机组的隔声罩设计，克服了现场复杂的工况，很好的实现了设计要求。在生产中，操作人员可以透过双层观察窗和视频摄像头顺利的对冷锯机的工作状态进行控制。现场锯片的更换十分频繁，隔声罩顶部的推拉结构实现了锯片的更换。进钢出钢口的设计，在实现钢材的顺利进出同时实现了对进出钢开口的噪声控制。

对于复杂工况的隔声罩只要在设计中针对关键部位进行合理的设计，运用合理的隔声材料与吸声材料，就可以降低锯切的巨大噪声。具有较高的社会效益与经济效益。

参考文献：[1]牛锋，李宁荣，邱小军.有源噪声控制在隔声罩中应用的初步试验研究[J].应用声学，2005：24（5）：281-283.[2]王孚懋.大型隔声罩实用优化设计及其应用[J].噪声与振动控制，1999，5期：21-24.[3]张弛.噪声控制中的隔声罩设计[J].噪声与振动控制，1999，2期：46-47.