陳龍芬 時(shí)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(jī)竄軸情況

從2011 年1 月份開始，中厚板廠2 500 mm精軋機(jī)上、下工作輥均存在不同程度的竄動(dòng)。在主電機(jī)帶動(dòng)軋輥空轉(zhuǎn)時(shí)，其軸向竄動(dòng)量約(2～3)mm;在正常生產(chǎn)軋制時(shí)，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(yùn)動(dòng)時(shí)(即鋼板由東向西運(yùn)動(dòng))，上工作輥向北竄動(dòng)，在拋鋼時(shí)竄動(dòng)達(dá)到最大;在鋼板偶道次軋制時(shí)(即鋼板由西向東運(yùn)動(dòng))，上工作輥逐漸向南復(fù)位，在拋鋼時(shí)竄動(dòng)達(dá)到最大。竄動(dòng)最大值為(5～8)mm。

精軋機(jī)軋輥發(fā)生軸向竄動(dòng)時(shí)，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(jī)東側(cè)時(shí)鐮刀彎方向如圖1 所示，鋼板西行至軋機(jī)西側(cè)時(shí)鐮刀彎方向如圖2 所示。

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

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

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

2 軋機(jī)竄軸的原因分析

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

(1)軋機(jī)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(dòng)，輥系產(chǎn)生交叉。經(jīng)測(cè)量，工作輥平衡缸窗口南側(cè)間隙為1 010.5 mm，超出設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)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?zhàn)陨淼哪ハ骷庸ぞ瘸霈F(xiàn)偏差或輥型匹配不合理，也會(huì)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?zhàn)赢a(chǎn)生軸向竄動(dòng)。具體受力分析如下:

四輥式軋機(jī)的上下工作輥?zhàn)鳛橹鱾鲃?dòng)輥，在軋制鋼板時(shí)，他們主要受到兩個(gè)切面的力，分別是在垂直切面內(nèi)由主電機(jī)傳動(dòng)過來的旋轉(zhuǎn)力矩和作用在工作機(jī)座上的支反力矩，在水平面內(nèi)由軋件的移動(dòng)引起的垂直軋輥的水平力(包括軋件速度變化時(shí)的慣性力和軋件受阻時(shí)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(huì)在軸向切面內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)分力，會(huì)引起軸向串動(dòng)。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(huì)分解為軋輥的軸向力和垂直軋輥的力，也會(huì)導(dǎo)致軋輥軸向竄動(dòng)。

3 對(duì)竄軸問題采取的技術(shù)改進(jìn)措施

3.1 軋機(jī)牌坊平衡缸滑板間隙的測(cè)量與修復(fù)

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

從以上測(cè)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(dòng)，而且也加劇了對(duì)西北和西南側(cè)滑板的磨損。這與我們?cè)趯?shí)際軋制過程中所觀察到的工作輥竄動(dòng)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(jī)南側(cè)窗口測(cè)量值Table 1 Measure values for the south side window of mill

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

對(duì)精軋機(jī)上下工作輥對(duì)中性測(cè)量完后，根據(jù)測(cè)量結(jié)果制作精軋機(jī)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(cè)量尺寸:南側(cè)窗口測(cè)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(cè)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(cè)量與修補(bǔ)

軋輥軸承座由于投用時(shí)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(huì)發(fā)生軸向竄動(dòng)，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(duì)精軋機(jī)軋輥軸承座各配合尺寸進(jìn)行了測(cè)量后，對(duì)軋輥軸承座各配合部位進(jìn)行了補(bǔ)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(yùn)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(duì)稱，避免錐輥。

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

操作時(shí)貫徹“低速咬入、高速軋制、減速拋出”的軋制原則，減小對(duì)軋機(jī)輥系的硬性沖擊。

4 結(jié)論

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