萊鋼620mm熱軋帶鋼立輥軋機(jī)整體改造與優(yōu)化

李杰

【摘 要】隨著熱軋窄帶鋼產(chǎn)品市場競爭的日趨激烈，產(chǎn)品的規(guī)格向超寬超薄方向發(fā)展。620mm熱軋窄帶鋼寬度的最后控制主要由FE1立輥軋機(jī)來實現(xiàn)，原設(shè)計FE1立輥軋機(jī)只能軋制寬度小于400mm的帶鋼，在軋制超過400mm的帶鋼時，必須另外準(zhǔn)備小輥徑軋輥，這樣就增加了備件成本和工人的勞動強(qiáng)度。通過對FE1立輥軋機(jī)液壓系統(tǒng)改造及機(jī)械系統(tǒng)優(yōu)化，對設(shè)備進(jìn)行適應(yīng)性改造，從而拓展產(chǎn)品規(guī)格和提高產(chǎn)品質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】立輥軋機(jī) 液壓系統(tǒng) 機(jī)械系統(tǒng) 規(guī)格 質(zhì)量

1 前言 萊鋼620mm熱軋窄帶是全國第一條全連續(xù)式熱軋窄帶鋼生產(chǎn)線，隨著熱軋窄帶鋼產(chǎn)品市場競爭的日趨激烈，產(chǎn)品的規(guī)格向超寬超薄規(guī)格發(fā)展。620mm熱軋窄帶鋼寬度的最后控制主要由FE1立輥軋機(jī)來實現(xiàn)，如何提高FE1立輥軋機(jī)的設(shè)備工作能力，適應(yīng)生產(chǎn)實際需要，是我們研究的重點。通過對FE1立輥軋機(jī)液壓系統(tǒng)改造及機(jī)械系統(tǒng)優(yōu)化，對設(shè)備進(jìn)行適應(yīng)性改造，從而拓展產(chǎn)品規(guī)格和提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2 FE1立輥軋機(jī)制約生產(chǎn)的因素

（1）帶鋼帶材寬度的最后控制主要由FE1立輥軋機(jī)來實現(xiàn)，其兩輥中心距是由四個伺服側(cè)壓液壓缸（220/160*140）控制，原設(shè)計FE1立輥軋機(jī)兩輥中心距為670-950mm，軋輥直徑尺寸為500-550mm，用最大輥徑軋輥只能軋制寬度規(guī)格小于400mm的成品帶鋼，但實際生產(chǎn)中超過400的產(chǎn)品規(guī)格很多，在軋制超過400寬度的成品帶鋼時，必須另外準(zhǔn)備小輥徑軋輥，這樣就增加了工人勞動強(qiáng)度和備件成本，增多了換輥時間，已不能滿足實際生產(chǎn)的需要。

（2） FE1立輥軋機(jī)傳動形式由一電機(jī)為原動機(jī)，帶動兩個減速箱通過低速軸、水平軸、立軸傘齒帶動立輥轉(zhuǎn)動，兩減速箱之間通過高速軸傳動，原FE1高速軸為三段，中間由兩個聯(lián)軸器連接，易損壞發(fā)生故障，且兩軸承座在FE1軋機(jī)牌坊內(nèi)，工作環(huán)境惡劣，潤滑困難，軸承損壞率較高，更換困難。

（3） FE1立輥軋機(jī)兩立輥為工作輥，由液壓缸來控制，其中一個工作輥為由定值液壓缸控制的定值輥。另一個為由伺服液壓缸控制的伺服輥。伺服液壓缸利用位移測量數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)活塞桿的行程，從而達(dá)到控制兩立輥之間距離。軋鋼時在調(diào)整好兩立輥輥縫后，液壓缸長時間不動作，所需流量補(bǔ)充非常少，電液換向閥大部分時間在零位狀態(tài)，因為原液壓系統(tǒng)設(shè)計時沒有蓄能器，既沒有保壓補(bǔ)充流量的設(shè)備，所以泵、電機(jī)一直在啟動狀態(tài)，油液通過溢流閥又回油箱，做無用功，這樣造成油溫升高，浪費大量的電能，泵一直在啟動狀態(tài)對泵的壽命存在一定的影響，系統(tǒng)沒有蓄能器將不能吸收泵的脈動和回路上的液壓沖擊，使伺服缸調(diào)節(jié)輥縫精度不穩(wěn)定，直接影響了帶材的寬度質(zhì)量。

3 FE1立輥軋機(jī)整體改造與優(yōu)化主要內(nèi)容

（1）重新設(shè)計液壓缸，考慮改變行程及最大回程時缸桿伸長度和安裝位置的改變，增加缸的行程由140增加到200，側(cè)壓液壓缸均整體外移60mm，這樣立輥箱的中心距就在670-1070范圍內(nèi)，不管大輥徑還是小輥徑軋輥，均能軋制170-450寬度規(guī)格的產(chǎn)品。通過重新設(shè)計改造后FE1立輥軋機(jī)側(cè)壓缸型號為：220/160×200。

（2）FE1高速水平軸由三段改為一段，取消原軸中間的兩個聯(lián)軸器，并將軸承座底座外移至軋機(jī)牌坊外側(cè)，改善了工作環(huán)境，并利用集中干油潤滑系統(tǒng)自動打油，軸承損壞率減至最低，降低了成本費用，且方便更換。

（3）重新設(shè)計原液壓系統(tǒng)，在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加蓄能器，壓力繼電器，使泵在一定壓力范圍內(nèi)啟停，即在系統(tǒng)設(shè)計壓力下限時啟泵，在壓力上限時停泵，在工作壓力范圍內(nèi)利用蓄能器補(bǔ)充流量壓力損失，這樣既可避免泵、電機(jī)一直在啟動狀態(tài)做無用功，提高使用壽命散發(fā)多余的熱量，也節(jié)約了電能，還可利用蓄能器吸收泵的脈動和回路上的液壓沖擊，提高伺服缸輥縫調(diào)節(jié)精度的穩(wěn)定性，保證帶材的寬度質(zhì)量。

1）選擇蓄能器蓄能器起保壓補(bǔ)充油液損失的作用：

V=∑Ai·Li·K-QpT △V，蓄能器有效面積 Li 液壓缸的行程 0.14m 油液損失系數(shù) k=1.2 Qp液壓泵供油壓力 動作時間T=2s V=∑Ai·Li·K-QpT，△V=4×1/4×π×D?×0.14×1.2-1.84×2 =21.82L

據(jù)此選擇蓄能器NXQ2—L25/31.5—H， 選擇蓄能器安全閥組為：AJF-H3 25L-F M60×2 選擇壓力繼電器：HED50-1-2X/350Z14

2）驗算系統(tǒng)性能：

驗算系統(tǒng)壓力損失：

△P=△P1+△P2+△P3 （△P1—沿程阻力損失，△P2—局部阻力損失 △P3—閥類元件阻力損失）

①計算沿程阻力壓力損失 △P1：

系統(tǒng)中最長的管子，內(nèi)徑d=25mm.長L=15m，通過流量1.84L/s，選擇L-HM46#液壓油，工作溫度下的粘度γ=44×10-6㎡/s 密度ρ=900kg/m3 管內(nèi)流速V=Q/1/4×π×d2=3.7m/s雷諾數(shù)：Re=Vd/γ==2102 因2000

△P1=λ×（L/d）×（V2/2） ×ρ=0.11MP

②計算局部壓力損失△P2：

△P2=ζ（V2/2） × △P3×ρζ為局部阻力系數(shù) 取ζ=0.3 △P2=0.0018MP

③閥類元件壓力損失：

△P3=△Pn×（q/qn）2 △Pn為額定壓力損失q為實際流量 qn為額定流量，由于△Pn，q，qn相對都較小。所以△P3較△P1+△P2可忽略不計

所以 △P=△P1+△P2+△P3=0.1118MP

3）系統(tǒng)效率計算：

η=Pmo/Ppi=（P—△P）×Q/Pp×Qp=82.4% （Pmo為執(zhí)行元件輸入功率 Pmo=P—△P Ppi為液壓泵輸入功率）液壓系統(tǒng)傳動效率一般在75%—85%左右，此系統(tǒng)效率82.4%屬于正常。

4 效果評價

帶鋼FE1立輥軋機(jī)整體改造與優(yōu)化運行至今，各項功能與技術(shù)參數(shù)指標(biāo)均達(dá)到了改造的預(yù)期效果，提高了FE1立輥軋機(jī)的設(shè)備工作能力，解決了生產(chǎn)中的問題，使其滿足節(jié)奏加快與規(guī)格變化的生產(chǎn)實際，節(jié)約了大量的備件成本和電耗，降低了職工勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。