熱軋粗軋機(jī)牌坊空間精度交叉分析及調(diào)整

趙志波

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063200）

1 問(wèn)題的提出

某熱軋廠粗軋共布置有R1和R2的2架粗軋機(jī)，R1為2輥軋機(jī)，R2為4輥軋機(jī)。R2軋機(jī)是粗軋段壓下量的主要承擔(dān)機(jī)架，其功能具有不可替代性，是整條軋線(xiàn)的核心設(shè)備。R2軋機(jī)精度的優(yōu)劣決定著軋機(jī)狀態(tài)是否可控，尤其是軋輥與牌坊配合精度的好壞，對(duì)于整條熱軋線(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。軋輥與牌坊配合精度按分布分為水平間隙精度和垂直間隙精度，現(xiàn)重點(diǎn)分析水平間隙精度對(duì)于軋機(jī)狀態(tài)的影響。

（1）水平間隙精度主要體現(xiàn)在軋輥軸承座與牌坊窗口間的橫向間隙，橫向間隙由16個(gè)滑板接觸面共計(jì)32塊滑板來(lái)保證。

（2）正常情況下，軋機(jī)的輥系處于軋輥和軋輥之間的線(xiàn)接觸，但由于咬鋼沖擊、腐蝕及磨損的工況影響，加速了滑板的正常磨損，導(dǎo)致滑板間間隙變大，且這種尺寸變化是不均勻的，造成輥系在牌坊內(nèi)穩(wěn)定性降低，甚至失穩(wěn)造成軋輥交叉，軋輥交叉后輥系的線(xiàn)接觸變成了點(diǎn)接觸。接觸狀況的差異帶來(lái)軋機(jī)剛性特性（軋機(jī)剛度）的變化，和軋機(jī)剛度有直接關(guān)系的軋制力、輥縫、零調(diào)精度等也會(huì)出現(xiàn)失真，最終體現(xiàn)到軋制穩(wěn)定性上。此外軋輥交叉對(duì)于相關(guān)聯(lián)設(shè)備也會(huì)造成影響，如R2電機(jī)下工作輥電機(jī)推力盤(pán)撞擊推力瓦即是由于軋輥交叉造成軋輥咬鋼時(shí)存在軸向分力所致。故與軋輥軸承座相配合的軋機(jī)牌坊面的對(duì)中度、傾斜度，平面度等精度是影響軋輥交叉的決定性因素。

2 激光追蹤測(cè)量技術(shù)介紹

近幾年來(lái)隨著激光跟蹤儀在冶金制造業(yè)的廣泛應(yīng)用，利用激光跟蹤儀對(duì)軋機(jī)牌坊檢測(cè)也越來(lái)越普遍。激光跟蹤儀能對(duì)牌坊滑板配合面的形位公差進(jìn)行精確測(cè)量，克服了傳統(tǒng)牌坊測(cè)量方法無(wú)法檢測(cè)牌坊空間位置精度的不足與缺點(diǎn)。激光檢測(cè)技術(shù)有3個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

（1）測(cè)量精度（平面度、平行度、對(duì)稱(chēng)度、垂直度等形位公差）較傳統(tǒng)的人工測(cè)量精度高，測(cè)量精度能達(dá)到0.05 mm/m。

（2）可靠性及抗干擾性與傳統(tǒng)的人工測(cè)量相比，基本可排除人工測(cè)量的操作誤差。

（3）對(duì)檢測(cè)對(duì)象有3D圖形顯示功能，能夠直觀顯示測(cè)量對(duì)象的空間位置狀態(tài)，為牌坊滑板偏差的調(diào)整提供解決方案。

3 粗軋機(jī)牌坊交叉狀態(tài)的檢測(cè)及調(diào)整

3.1 檢測(cè)診斷結(jié)果

2017年7月R2軋機(jī)軋制穩(wěn)定性較差，主要表現(xiàn)是軋機(jī)往復(fù)軋制時(shí)頻繁出現(xiàn)主電機(jī)推力盤(pán)撞擊推力瓦情況，電機(jī)轉(zhuǎn)子竄動(dòng)量約達(dá)4 mm；生產(chǎn)方面表現(xiàn)在R2軋制后鐮刀彎問(wèn)題比較突出，中間坯達(dá)到精軋機(jī)入口時(shí)，頻繁撞擊飛剪前側(cè)導(dǎo)裝置以及精軋立輥，嚴(yán)重影響精軋機(jī)對(duì)板形的控制以及軋制穩(wěn)定性。借助激光追蹤測(cè)量技術(shù)對(duì)軋機(jī)牌坊交叉狀態(tài)進(jìn)行了檢測(cè)診斷，結(jié)果見(jiàn)表 1～表 5。

表1 牌坊窗口實(shí)測(cè)平均值

表2 牌坊窗口對(duì)中度實(shí)測(cè)平均值

表3 牌坊滑板平面度

表4 牌坊滑板加減墊方案

表5 牌坊狀態(tài)評(píng)價(jià)

3.2 牌坊狀態(tài)分析

（1）根據(jù)上述測(cè)量數(shù)據(jù)可知，操作側(cè)上支撐輥窗口較設(shè)計(jì)值大，存在滑板磨損的情況，建議上支撐輥操作側(cè)入口滑板增加0.8 mm墊片補(bǔ)償磨損，實(shí)際拆除OS側(cè)入口滑板后，測(cè)量滑板較標(biāo)準(zhǔn)尺寸磨損量為0.75 mm，建議調(diào)整方案與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)，且與支撐輥在軋制狀態(tài)時(shí)入口側(cè)滑板屬于受力面容易磨損的情況吻合。

（2）工作輥區(qū)域，同樣對(duì)滑板進(jìn)行拆除測(cè)量實(shí)際厚度值，較設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)尺寸磨損0.4 mm，數(shù)據(jù)上吻合，且與工作輥在軋制狀態(tài)時(shí)出口側(cè)滑板屬于受力面容易磨損的情況吻合。

（3）根據(jù)調(diào)整方案實(shí)施了兩方面調(diào)整工作：①對(duì)操作側(cè)入口上支撐輥牌坊滑板進(jìn)行了換新；②對(duì)牌坊操作側(cè)出口滑板增加0.3 mm墊片，補(bǔ)償滑板磨損量。調(diào)整后，對(duì)牌坊狀態(tài)進(jìn)行復(fù)測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表6～表10。

表6 調(diào)整后牌坊現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

表7 牌坊窗口對(duì)中度

表8 牌坊滑板平面度

表9 牌坊滑板加減墊方案

表10 牌坊狀態(tài)評(píng)價(jià)

對(duì)牌坊進(jìn)行調(diào)整后，利用激光跟蹤儀再次進(jìn)行牌坊交叉情況檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)報(bào)告，牌坊上支撐輥區(qū)域、工作輥區(qū)域的滑板仍需進(jìn)行精密調(diào)整，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)停機(jī)時(shí)間、調(diào)整量、目前牌坊狀態(tài)等因素，且從牌坊狀態(tài)分值和受力面交叉指數(shù)兩個(gè)指標(biāo)來(lái)看，牌坊交叉問(wèn)題已得到較大改善，故不再對(duì)牌坊進(jìn)行進(jìn)一步精調(diào)。

4 效果評(píng)價(jià)

（1）設(shè)備方面：對(duì)軋機(jī)牌坊調(diào)整后，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)R2下電機(jī)編碼器處架設(shè)百分表測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)情況，通過(guò)觀察不同道次電機(jī)轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)情況，下電機(jī)轉(zhuǎn)子竄動(dòng)量都＜1 mm（表11），未超電機(jī)轉(zhuǎn)子本身推力盤(pán)與推力瓦之間最大設(shè)計(jì)間隙量6 mm，且并無(wú)明顯撞擊聲音，牌坊交叉問(wèn)題導(dǎo)致的電機(jī)轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)問(wèn)題得到解決。

表11 電機(jī)轉(zhuǎn)子竄動(dòng)量跟蹤結(jié)果

（2）R2軋機(jī)剛度情況（表 12）。

表12 R2軋機(jī)剛度 kN/mm

對(duì)牌坊調(diào)整完畢后，中間坯鐮刀彎狀態(tài)得到明顯改善，未出現(xiàn)中間坯撞精軋機(jī)入口側(cè)導(dǎo)板和立輥的問(wèn)題。另外對(duì)軋鋼過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后對(duì)反映軋機(jī)狀態(tài)的關(guān)鍵指標(biāo)-剛度進(jìn)行測(cè)試，并與調(diào)整前剛度數(shù)據(jù)比較，軋機(jī)兩側(cè)剛度差由調(diào)整前的16%提高到調(diào)整后4%，軋機(jī)狀態(tài)改善效果明顯。