精軋機(jī)彎竄輥系統(tǒng)研究

李云飛

（河鋼股份有限公司承德分公司熱軋卷板事業(yè)部，河北 承德 067001）

熱軋板材的板形質(zhì)量是衡量熱軋板材，尤其2.0mm以下薄規(guī)格產(chǎn)品質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，而精軋工作輥竄輥系統(tǒng)對于改善板形有至關(guān)重要的作用，因而對精軋竄輥系統(tǒng)精度控制已經(jīng)成為了一個(gè)重要的研究課題。

目前1780生產(chǎn)線在品種鋼研發(fā)和軋制規(guī)格上進(jìn)一步的升級(jí)，軋制薄規(guī)格產(chǎn)品日益增多的情況下，精軋機(jī)組的軋制穩(wěn)定性、板形控制更進(jìn)一步凸顯出它的重要性，所以精軋竄輥系統(tǒng)精度的控制變的尤為重要。

為更好的適應(yīng)當(dāng)前的市場形勢，增強(qiáng)市場競爭力，2.0mm以下高強(qiáng)薄規(guī)格產(chǎn)品日益增多。所以彎竄輥系統(tǒng)的高頻次使用，造成了精軋機(jī)竄輥結(jié)構(gòu)磨損加劇，竄輥間隙增大，竄輥精度無法得到保證，嚴(yán)重影響了薄規(guī)格產(chǎn)品的板形。產(chǎn)品質(zhì)量異議和降級(jí)品也不斷增加，對公司的產(chǎn)品計(jì)劃排布和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了很大影響。為提高產(chǎn)品質(zhì)量及軋制穩(wěn)定性，急需改進(jìn)竄輥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高竄輥精度。

1 竄輥系統(tǒng)介紹

竄輥系統(tǒng)主要由固定塊、移動(dòng)塊、竄輥液壓缸等部件組成。一架軋機(jī)裝有4個(gè)竄輥液壓缸，分別安裝于軋機(jī)入口側(cè)與出口側(cè)，通過4個(gè)伺服閥分別控制，以此帶動(dòng)4個(gè)移動(dòng)塊來實(shí)現(xiàn)工作輥的軸向竄動(dòng)。竄輥缸裝有位移傳感器，用來精確控制上下工作輥的相對位置。竄輥缸活塞桿通過球面座、球面套及圓螺母鎖緊到固定塊上，竄輥缸缸體通過銷軸及關(guān)節(jié)軸承連接到移動(dòng)塊上。

板形控制就是消除帶鋼纖維內(nèi)應(yīng)力或控制在彈性范圍內(nèi)，使帶鋼的縱向纖維內(nèi)應(yīng)力值趨近于零，從而得到良好的凸度和平直度。竄輥裝置可以通過擴(kuò)大帶鋼凸度的控制范圍，減小帶鋼橫斷面上的邊部減薄和重新分布邊緣附近的軋輥磨損來實(shí)現(xiàn)對帶鋼的板形控制，還可以提高軋輥的使用效率，延長軋輥壽命。竄輥系統(tǒng)與彎輥系統(tǒng)配合，就會(huì)在保持良好的平直度的同時(shí)得到一定的、合乎要求的板形。竄輥液壓缸通過帶動(dòng)工作輥軸向竄動(dòng)，能夠直接改變輥縫形狀。輥縫形狀是軋機(jī)控制板形的一個(gè)關(guān)鍵因素，竄輥精度的好壞直接影響到最終板形質(zhì)量，影響到帶鋼的單邊浪、1/4浪和甩尾等板形缺陷。

2 精軋機(jī)竄輥精度研究

精軋機(jī)工作輥為CVC輥型，竄輥分為正竄輥和負(fù)竄輥。軋機(jī)接收通過現(xiàn)場HMD跟蹤信號(hào)反饋的板坯軋制信息后，根據(jù)成品凸度要求，通過二級(jí)程序運(yùn)算得到每個(gè)機(jī)架的竄輥設(shè)定位置，通過通訊由一級(jí)執(zhí)行給出動(dòng)作信號(hào)，在工作輥與支撐輥轉(zhuǎn)動(dòng)過程中通過竄輥液壓缸將軋輥軸向移動(dòng)到需要的位置。竄輥時(shí)要克服工作輥與支撐輥之間，彎輥塊與固定塊之間的雙重摩擦力，使竄輥缸缸頭受力較大。在軋制過程中，由于受到CVC輥形影響，工作輥會(huì)受到較大的軸向力，該軸向力與液壓缸提供的液壓力相平衡。液壓缸桿側(cè)圓螺母鎖緊處與銷軸處都會(huì)受到正負(fù)軸向力反復(fù)作用。

竄輥缸活塞桿側(cè)鎖緊方式為球面套用圓螺母鎖緊到杠桿上后,將球面套鑲嵌在固定塊上的上下球面座內(nèi)，球面套與球面座緊密配合。軋鋼過程中，工作輥的正竄或負(fù)竄會(huì)對球面套與圓螺母不斷施加正反兩個(gè)方向的力，導(dǎo)致球面座與球面套之間極易磨損產(chǎn)生間隙，同時(shí)圓螺母也會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，且圓螺母的緊固需要拆下下球面座、磁尺及磁尺保護(hù)罩，非常不易緊固，如不及時(shí)緊固就會(huì)導(dǎo)致螺紋失效，造成竄輥缸桿側(cè)間隙越來越大，無法保證竄輥精度。

3 竄輥結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施

通過對當(dāng)前應(yīng)用的竄輥結(jié)構(gòu)的研究，針對竄輥缸桿側(cè)球面座、球面套、圓螺母的這種易產(chǎn)生間隙且不易調(diào)整更換的鎖緊方式，對其進(jìn)行改造，使該處不易產(chǎn)生間隙，或產(chǎn)生間隙后可隨時(shí)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)精軋工作輥竄輥位置的精確控制。

3.1 鎖緊結(jié)構(gòu)改造

上文已經(jīng)說過，當(dāng)前現(xiàn)場正在使用的精軋機(jī)竄輥系統(tǒng)中竄輥缸桿側(cè)鎖緊方式易產(chǎn)生間隙且調(diào)整和更換困難，非常不利于竄輥的精度管理及板形的控制。經(jīng)過多次論證及現(xiàn)場試驗(yàn)，現(xiàn)將該結(jié)構(gòu)中的球面座、球面套及圓螺母全部取消，將球面套改為內(nèi)孔尺寸相等的回型板，鎖緊圓螺母改為外六角的鎖緊螺母，且與磁尺保護(hù)罩合成為一體，用扳手將鎖母鎖緊后，鎖母上的六角螺帽與回型板將夾緊在固定塊的兩側(cè)，如圖1所示。當(dāng)軋輥按照設(shè)定位置向正方向竄輥時(shí)，軸向力將由回型板承受；向負(fù)方向竄輥時(shí)，軸向力由鎖母螺紋承受，這樣就避免了螺紋反復(fù)受到正、反兩個(gè)方向軸向力的作用，有效地降低了螺紋的磨損。如果因軋機(jī)振動(dòng)等其它因素導(dǎo)致了間隙的產(chǎn)生，通過六角鎖緊螺母，可隨時(shí)進(jìn)行緊固調(diào)整。

此鎖緊結(jié)構(gòu)于2017年5月份開始在F2精軋機(jī)架上試運(yùn)行，連續(xù)近8個(gè)月對竄輥缸桿側(cè)間隙進(jìn)行跟蹤測量，合格率保持在95%以上。

圖1 竄輥鎖緊結(jié)構(gòu)改造后

3.2 固定塊、移動(dòng)塊襯板改造

固定塊、移動(dòng)塊接觸面襯板原設(shè)計(jì)為帶自潤滑的銅襯板，由于受軋鋼過程中的高溫和冷卻水的影響，磨損較為嚴(yán)重，每月大約磨損1.5mm左右，襯板上的石墨潤滑點(diǎn)磨損掉以后，竄輥過程中摩擦力增大，竄輥缸通過伺服閥輸出的壓力也將隨之增大，這樣就會(huì)加劇竄輥系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)的磨損而產(chǎn)生間隙。磨損不均勻會(huì)造成上下工作輥不平行，導(dǎo)致輥系交叉，軋鋼過程中軋輥會(huì)受到較大的軸向力，竄輥保持不住設(shè)定位置，伺服閥輸出持續(xù)增大，這樣也會(huì)加劇竄輥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的磨損，使間隙增大，并造成軋機(jī)剛度指標(biāo)下降或兩側(cè)剛度差值變大，使軋制不穩(wěn)定，所以襯板的更換周期為3個(gè)月。

2017年5月年修，F(xiàn)2精軋機(jī)架固定塊和移動(dòng)塊襯板改為corts襯板，且在襯板上加裝干油潤滑。corts襯板上線后，連續(xù)跟蹤測量8個(gè)月，每塊襯板的磨損量幾乎可以忽略不計(jì)，按照當(dāng)前的襯板磨損速度，保證良好潤滑的情況下，以后將無需再更換襯板。且根據(jù)這8個(gè)月觀察，傳動(dòng)側(cè)與操作側(cè)兩側(cè)剛度差一直保持在30T以內(nèi)，保證了軋制的穩(wěn)定性。

3.3 彎輥液壓缸壓蓋改造

彎輥液壓缸塵封易脫落導(dǎo)致缸桿劃傷，密封易損壞導(dǎo)致漏油，是造成彎輥系統(tǒng)故障率高的主要原因，經(jīng)過長期的觀察和試驗(yàn)，我們對彎輥液壓缸壓蓋做了幾點(diǎn)改進(jìn)。在壓蓋上端面增加12mm高的凸臺(tái)，用以保護(hù)塵封；將原設(shè)計(jì)中的塵封凹槽加深1mm，使塵封能充分嵌入凹槽內(nèi)，防止塵封被活塞桿帶出，進(jìn)入雜物后從而損壞活塞桿；在壓蓋原有唇形密封基礎(chǔ)上增加一道OD密封，增強(qiáng)其密封能力。

改造后的壓蓋上線使用后，基本杜絕了塵封易脫落的問題；增加OD密封，使彎輥液壓缸漏油量由改造前的每月8桶降低到每月1桶以下，更換密封由改造前每月平均15個(gè)降低到每月1～2個(gè)。

4 結(jié)語

通過對精軋機(jī)彎竄輥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，有效地控制了竄輥系統(tǒng)的磨損間隙，提高了竄輥精度，降低了彎竄系統(tǒng)的故障率。在軋鋼過程中出現(xiàn)浪形的情況明顯減少，凸度和平直度更加容易調(diào)整，軋制穩(wěn)定性明顯提高。薄規(guī)格產(chǎn)品月產(chǎn)量提高了近一倍，因板形問題出現(xiàn)的降級(jí)產(chǎn)品減少了近90%。

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