唐鋼3500中厚板熱軋輥道癱鋼治理

賈 旭，宋苓芝，張闊斌，劉志彬，賈占軍，鄭智勇

（唐鋼中厚板材有限公司，河北唐山 063000）

0 前言

唐鋼中厚板公司的2條3500 mm軋線均由中國二重公司設(shè)計(jì)制造，其中一軋線始建于2005年，投產(chǎn)于2006年；二軋線始建于2008年，投產(chǎn)于2009年。生產(chǎn)能力是每年可生產(chǎn)240萬噸板材，主要產(chǎn)品有碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金結(jié)構(gòu)鋼，橋梁板，鍋爐容器鋼板，船體結(jié)構(gòu)鋼，建筑結(jié)構(gòu)用鋼，低溫壓力容器用低合金鋼板等品種。投產(chǎn)以來，生產(chǎn)線上接連出現(xiàn)因輥道抱死，鋼坯在輥道上停滯不前、無法向下一工序輸送板坯的癱鋼現(xiàn)象。癱鋼事故嚴(yán)重影響了設(shè)備正常運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量。通過長期跟蹤、收集及分析相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)輥道的安裝精度等對(duì)癱鋼問題具有直接關(guān)系，從而為解決癱鋼問題提供了重要依據(jù)。

1 癱鋼的危害

1.1 癱鋼給其他輥道設(shè)備帶來的危害

癱鋼的直接表現(xiàn)是因?yàn)檩伒罒o法實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)導(dǎo)致鋼坯停滯不前。而停滯不前的鋼坯又給同組的其他輥道設(shè)備帶來更大的負(fù)載，從而降低其他設(shè)備的使用壽命。以精軋機(jī)前運(yùn)輸輥道為例，減速機(jī)設(shè)計(jì)輸出的額定轉(zhuǎn)速為194r/min，輸出扭矩1820 N·m，與其相匹配的電機(jī)功率37 kW，輸出轉(zhuǎn)速1480 r/min，過載能力2.5倍。當(dāng)發(fā)生癱鋼時(shí)，鋼坯輸送的驅(qū)動(dòng)力來自同組的其他輥道，其中軸承抱死的輥道提供了反作用力，因此當(dāng)其他輥道負(fù)載≥2.5倍時(shí)就會(huì)因過載導(dǎo)致電機(jī)開關(guān)跳閘，從而降低了其他輥道及電機(jī)的使用壽命。如果輥道此時(shí)線速度不足以使板坯順利輸送至下一工序時(shí)，板坯就會(huì)停滯不前，輥道無法過鋼，鋼坯長時(shí)間在輥道面上對(duì)輥道烘烤，導(dǎo)致輥道彎曲變形、軸承潤滑油烤干，嚴(yán)重影響輥道使用壽命。

1.2 癱鋼對(duì)板坯質(zhì)量的影響

癱鋼時(shí)，由于軸承抱死的輥道給延軋制中心線移動(dòng)的板坯反方向的作用力，導(dǎo)致軋制過往的鋼板下表面產(chǎn)生劃痕，影響鋼板質(zhì)量。當(dāng)輥道線速度產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力小于抱死的輥道所產(chǎn)生的阻力無法保證過鋼時(shí)，鋼坯就會(huì)停滯在某一段輥道上，鋼坯溫度逐漸下降至低于軋制工藝的開軋溫度而無法軋制，鋼坯只能報(bào)廢。

2 癱鋼的原因

輥道采用交流電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)型式，由減速機(jī)通過聯(lián)軸器直接帶動(dòng)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)。輥?zhàn)訛榭招妮?。在輥?zhàn)觾啥税惭b了雙列調(diào)心輥?zhàn)虞S承，軸承安裝在整體的軸承座內(nèi)，軸承座是用螺栓安裝在輥道架上的，該輥道架為焊接結(jié)構(gòu)件被安裝在基礎(chǔ)上。輥道設(shè)置了邊板和蓋板。從發(fā)生癱鋼事故后的輥道解體及在線狀況數(shù)據(jù)來看，主要是4個(gè)原因造成的癱鋼。

2.1 輥道裝配精度不高

軸承安裝時(shí)多采用氣焊烘烤和油煮的溫差法安裝，這種方法對(duì)軸承的損傷很大，極大程度上降低了軸承保持架的剛度，從而降低軸承的使用壽命。

輥道兩側(cè)的軸承座一端為固定端，而另一端為游動(dòng)端。游動(dòng)端可通過添加調(diào)整墊片來調(diào)節(jié)兩軸承座間中心線的長度。在輥道的裝配過程中，常常忽略了調(diào)整墊片的安裝。

2.2 輥道外冷水的失效

根據(jù)物體熱脹冷縮的原理，輥道在生產(chǎn)使用時(shí)由于高速的旋轉(zhuǎn)和承載板坯的高溫烘烤下會(huì)產(chǎn)生膨脹和變形，鋼的膨脹性能是鋼件達(dá)到100℃高溫時(shí)，每1 m的長度可膨脹1 mm，所以該區(qū)域的輥道可達(dá)近5 mm的伸縮量。而從設(shè)計(jì)角度上來看，輥道設(shè)計(jì)的2 mm游動(dòng)量外加5 mm的膨脹量足以使輥道的非傳動(dòng)側(cè)軸承壓板螺栓頂死在端蓋上，造成輥道卡死。因此輥身外冷水的作用顯的尤為重要。

2.3 輥道軸承潤滑失效

輥道軸承的潤滑介質(zhì)采用2#鋰基潤滑脂，油泵只需向軸承箱體內(nèi)攝入箱體空腔體積的1/2～2/3的油脂而不需加滿。隨著輥道的轉(zhuǎn)動(dòng)，油脂會(huì)浸滿軸承的保持架和滾動(dòng)體之間形成油膜，對(duì)軸承起保護(hù)作用。而實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，惡劣的現(xiàn)場(chǎng)工況大大縮短了油脂的潤滑周期。軋機(jī)除鱗工序直接將濁環(huán)水噴濺到輥道的軸脖處，其中大量的水被擋水罩遮擋，少量的水會(huì)流入軸承座的腔體內(nèi)，久而久之腐蝕性強(qiáng)的濁環(huán)水不但稀釋了潤滑干油，還對(duì)軸承本身進(jìn)行腐蝕，使軸承壽命大大縮短。

2.4 設(shè)備磨損造成精度下降

隨著零部件磨損而使安裝精度逐漸降低。如輥道架上的輥道安裝止口嚴(yán)重磨損、輥道彎曲造成的同軸度偏差、輥道架基礎(chǔ)的損壞等，均嚴(yán)重降低了設(shè)備精度和使用壽命。例如，輥道安裝止口尺寸為510.5 mm，隨著止口的磨損量加大，止口對(duì)輥道的固定作用失效，導(dǎo)致輥道在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的牽引力逐漸超過了地腳螺栓和止口對(duì)輥道的把合力，使地腳螺栓無法對(duì)輥道設(shè)備進(jìn)行固定，最終導(dǎo)致同軸度下降、設(shè)備使用壽命下降。

3 措施

（1）嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求控制輥道裝配標(biāo)準(zhǔn)（圖1）。裝配軸承前，應(yīng)測(cè)量軸承與軸承位等安裝尺寸，按軸承的防銹方式進(jìn)行清潔；軸承應(yīng)無損傷、無銹蝕，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活及無異常響聲。采用溫差法裝配軸承時(shí)，軸承被加熱溫度應(yīng)≤120℃。軸承與軸肩或軸承座擋肩應(yīng)靠緊，軸承與軸肩的間隙≤0.05 mm，其他軸承的間隙≤0.1 mm。軸承蓋與墊圈應(yīng)平整，并應(yīng)均勻的緊貼在軸承端面上。裝配密封圈時(shí)應(yīng)注意密封圈的安裝方向。裝配后應(yīng)在軸承空腔內(nèi)注入65%～80%空腔容積（約2 L）的清潔潤滑脂（圖 2）。

（2）整體輥道恢復(fù)輥身冷卻水。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，輥身外冷水采用低壓濁環(huán)水對(duì)輥身進(jìn)行冷卻，從Φ425管路低壓濁環(huán)水主水管處引出Φ108 mm的支管路到機(jī)旁，再由軟連接實(shí)現(xiàn)每個(gè)Φ25 mm的分管與支管路的對(duì)接，確保每處冷卻水對(duì)每個(gè)用點(diǎn)的有效冷卻。事實(shí)證明，有冷卻水的輥道溫度在（65～70）℃，而缺少冷卻水的輥身溫度則＞110℃，二者相差近40℃（圖3）。

圖1 輥道設(shè)備

圖2 在潤滑泵出口處安裝潤滑脂流量計(jì)

（3）保證輥道軸承可的靠潤滑。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸的測(cè)量，在現(xiàn)場(chǎng)軸承座與軸脖處安裝擋水膠皮，使進(jìn)入軸承座腔體內(nèi)的水能夠被二次過濾，從而保護(hù)軸承的潤滑脂。

圖3 恢復(fù)輥道的外冷水

同時(shí)將整個(gè)部位的輥道按照生產(chǎn)使用頻次的不同分成2組，分別制定不同的潤滑周期，保證軸承的使用壽命。

（4）恢復(fù)輥道的安裝精度。利用定修時(shí)間對(duì)電機(jī)—輥道通過安裝調(diào)整墊片進(jìn)行對(duì)中打表找正，嚴(yán)格將同軸度控制在≤0.5 mm。再利用中修或大修時(shí)間對(duì)輥道架進(jìn)行整體更換，以保證輥道架對(duì)輥道的止口定位尺寸。

經(jīng)過改善，在一定程度上減小了生產(chǎn)時(shí)板坯對(duì)輥道的徑向沖擊，從而規(guī)避了調(diào)心滾子軸承不承受徑向沖擊的情況，也延長了設(shè)備使用壽命。

4 結(jié)束語

通過采取上述措施，3500 mm精軋機(jī)組輥道癱鋼問題基本得到控制，運(yùn)行1年多以來，再未發(fā)生輥道癱鋼事故，輥道等設(shè)備的使用壽命得到了延長。輥道的更換量由每月3件減少到每月1件，每年節(jié)省輥道備件費(fèi)用約120多萬元人民幣。

［1］袁建路，陳敏.軋鋼機(jī)械設(shè)備維護(hù)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2012.

［2］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第六版）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016.