中厚板廠2 500 mm精軋機工作輥竄軸問題分析與改進(jìn)

陳龍芬 時義祥 許方泉 王 杰 董恩樂 關(guān)玉寶

(濟(jì)南鋼鐵股份有限公司中厚板廠，山東 250101)

1 軋機竄軸情況

從2011 年1 月份開始，中厚板廠2 500 mm精軋機上、下工作輥均存在不同程度的竄動。在主電機帶動軋輥空轉(zhuǎn)時，其軸向竄動量約(2～3)mm;在正常生產(chǎn)軋制時，尤其是在軋制薄規(guī)格多倍尺板的后兩道工序中，鋼板奇道次軋制向出口方向運動時(即鋼板由東向西運動)，上工作輥向北竄動，在拋鋼時竄動達(dá)到最大;在鋼板偶道次軋制時(即鋼板由西向東運動)，上工作輥逐漸向南復(fù)位，在拋鋼時竄動達(dá)到最大。竄動最大值為(5～8)mm。

精軋機軋輥發(fā)生軸向竄動時，鋼板在軋制過程中極易出現(xiàn)鐮刀彎現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為，鋼板東行至軋機東側(cè)時鐮刀彎方向如圖1 所示，鋼板西行至軋機西側(cè)時鐮刀彎方向如圖2 所示。

圖1 鋼板向東移動Figure 1 Eastward motion of steel plate

圖2 鋼板向西移動Figure 2 Westward motion of steel plate

在此之前，中厚板廠2 500 mm 精軋機也出現(xiàn)過工作輥竄動問題，解決措施一般是在更換一套支承輥后，工作輥竄動現(xiàn)象就有明顯改善。但此次竄動比較嚴(yán)重，在更換了兩套支承輥后，工作輥竄動現(xiàn)象依然存在，而且呈加劇趨勢。工作輥的竄動不僅影響到軋機的穩(wěn)定軋制，還危及精軋機主電機的安全運行，造成電機呲火，甚至頻繁停機。

2 軋機竄軸的原因分析

通過對四輥輥系系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的檢測、分析，認(rèn)為竄輥的主要原因如下:

(1)軋機牌坊滑板間隙過大。主要是工作輥平衡缸滑板與軋輥軸承座滑板配合間隙過大，導(dǎo)致軋輥軸承座在軋制過程中產(chǎn)生晃動，輥系產(chǎn)生交叉。經(jīng)測量，工作輥平衡缸窗口南側(cè)間隙為1 010.5 mm，超出設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)尺寸4.5 mm，北側(cè)窗口間隙為1 005 mm，超出設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)尺寸6 mm。

(2)軋輥軸承座自身間隙過大。主要是上工作輥軸承座的卡槽與下工作輥軸承座的導(dǎo)板，下工作輥軸承座與下支承輥軸承座的大、小卡槽的配合尺寸均超出裝配技術(shù)要求，造成整個輥系的不穩(wěn)定。

(3)軋輥的磨削偏差與配輥不匹配。工作輥及支承輥自身的磨削加工精度出現(xiàn)偏差或輥型匹配不合理，也會導(dǎo)致竄軸問題。

經(jīng)過分析，我們認(rèn)為最主要的原因是輥系中心線不平行，存在交叉現(xiàn)象導(dǎo)致在鋼板軋制過程中輥子產(chǎn)生軸向竄動。具體受力分析如下:

四輥式軋機的上下工作輥作為主傳動輥，在軋制鋼板時，他們主要受到兩個切面的力，分別是在垂直切面內(nèi)由主電機傳動過來的旋轉(zhuǎn)力矩和作用在工作機座上的支反力矩，在水平面內(nèi)由軋件的移動引起的垂直軋輥的水平力(包括軋件速度變化時的慣性力和軋件受阻時的阻力)。如果垂直切面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)力矩不在垂直面內(nèi)，即與垂直切面形成一定的夾角，就會在軸向切面內(nèi)產(chǎn)生一個分力，會引起軸向串動。如果水平面內(nèi)垂直軋輥的水平力與軋輥不垂直，經(jīng)力學(xué)分析得出，在水平面內(nèi)就會分解為軋輥的軸向力和垂直軋輥的力，也會導(dǎo)致軋輥軸向竄動。

3 對竄軸問題采取的技術(shù)改進(jìn)措施

3.1 軋機牌坊平衡缸滑板間隙的測量與修復(fù)

對軋制中心線重新尋找定位，從中心線開始分別測量軋機牌坊平衡缸滑板與中心線間的距離，測量結(jié)果見表1 和表2。

從以上測量結(jié)果可以看出，中心線與同側(cè)滑板的間隙不符合標(biāo)準(zhǔn)，造成輥系中心線不平行，存在交叉現(xiàn)象。不僅使工作輥出現(xiàn)竄動，而且也加劇了對西北和西南側(cè)滑板的磨損。這與我們在實際軋制過程中所觀察到的工作輥竄動方向和滑板磨損程度是相吻合的，與前面的受力分析也是一致的。

表1 軋機南側(cè)窗口測量值Table 1 Measure values for the south side window of mill

表2 軋機北側(cè)窗口測量值Table 2 Measure values for the north side window of mill

對精軋機上下工作輥對中性測量完后，根據(jù)測量結(jié)果制作精軋機工作輥平衡缸加厚耐磨滑板，并做了各種規(guī)格的調(diào)整墊片，通過在滑板下加墊片的方式將窗口找正。

窗口最終測量尺寸:南側(cè)窗口測量尺寸是1 006 mm(下+0.3 mm，中+1.2 mm，上+1.4 mm);北側(cè)窗口測量尺寸是1 000 mm(下+0.2 mm，中+0.5 mm，上+0.8 mm)。

3.2 軋輥軸承座間隙的測量與修補

軋輥軸承座由于投用時間較長，工作輥軸承座與支承輥軸承座之間以及上工作輥軸承座之間的卡槽均磨損嚴(yán)重，軸向間隙達(dá)到(1～5)mm，這使軋輥軸承座之間的配合不穩(wěn)定，軋制過程中也會發(fā)生軸向竄動，具體如圖3 所示。

圖3 工作輥軸承座磨損間隙示意圖Figure 3 Schematic sketch of work roll bearing block wear clearance

在對精軋機軋輥軸承座各配合尺寸進(jìn)行了測量后，對軋輥軸承座各配合部位進(jìn)行了補焊、加墊、更新等處理工作，修復(fù)了尺寸精度，確保了輥系本身的穩(wěn)定運行。

3.3 其他改進(jìn)措施

提高軋輥加工精度，嚴(yán)格控制輥型對稱，避免錐輥。

增加對滑板間隙的測量次數(shù)。每次檢修時，都要對全部配對滑板間隙進(jìn)行測量，根據(jù)滑板磨損情況及時調(diào)整更換滑板或墊片，以確保尺寸在正常范圍內(nèi)波動，并建立滑板間隙尺寸檔案。

操作時貫徹“低速咬入、高速軋制、減速拋出”的軋制原則，減小對軋機輥系的硬性沖擊。

4 結(jié)論

通過對精軋機輥系設(shè)備進(jìn)行定期的分析、測量和優(yōu)化調(diào)整，精軋機輥系尺寸得到修復(fù)，精軋機工作輥竄軸問題得到有效解決。竄動量由原來的(5～8)mm 減小到(1～2)mm，空轉(zhuǎn)時竄動量消除。實現(xiàn)了整套系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，減少了故障停機時間，降低了竄輥引起的產(chǎn)品質(zhì)量損失。