步進式加熱爐跑偏值的一種有效測量方法

張建輝

（寶武集團 鄂鋼公司，湖北 鄂州436000）

步進式加熱爐是一種靠爐底或水冷金屬梁的上升、前進、下降、后退等動作把坯料一步一步地移送前進的連續(xù)加熱爐。步進梁在正常出鋼時的運動軌跡是矩形運動。

步進梁的正循環(huán)矩形運動軌跡如圖1 所示（圖中步進梁的步距數(shù)值來自鄂鋼棒三加熱爐）。

步進梁在運行中還有停中位、 逆循環(huán)和踏步功能，以免鋼坯在保溫或待軋時間較長時鋼坯產(chǎn)生較大的變形。

1 步進梁跑偏產(chǎn)生的原因分析

1.1 鋼坯跑偏的現(xiàn)象

圖1 步進梁的正循環(huán)矩形運動軌跡示意圖

步進梁式加熱爐鋼坯跑偏，即鋼坯上料后從爐尾一步一步地走到爐頭的過程中，鋼坯偏離加熱爐中心線的現(xiàn)象，跑偏分為兩種（見圖2），一種是橫向跑偏（標注坯料縱向中心線垂直于加熱爐中心線放置，由裝料端步進至出料端時，坯料中點在垂直于加熱爐中心線方向的偏移），一種是縱向跑偏（標準坯料縱向中心線垂直于加熱爐中心線放置，由裝料端步進至出料端時，坯料在其縱向中心線上的兩端點沿加熱爐中心線方向的位移）。

一個步進機構調(diào)校理想的加熱爐，在理論上鋼坯從入爐側(cè)走到出爐側(cè)無論是在縱向還是橫向上均無跑偏，在實際生產(chǎn)過程中，所有的加熱爐均存在跑偏現(xiàn)象，只是跑偏數(shù)值的大小區(qū)別。橫向跑偏數(shù)值過大就會導致鋼坯在爐內(nèi)擦爐墻； 縱向跑偏數(shù)值過大就會導致鋼坯在爐內(nèi)呈傾斜狀態(tài)，鋼坯的頭部或者尾部先上出爐輥道，出鋼的過程中出現(xiàn)鋼坯卡在爐門無法出鋼的現(xiàn)象。

圖2 橫向跑偏及縱向跑偏示意圖

1.2 引起鋼坯跑偏的主要原因

1.2.1 步進機械安裝尺寸不合格

步進機械中的斜軌座縱向中心線與加熱爐縱向中心線的距離偏差大于1 mm，軌面與水平面傾斜度公差大于0.02 mm/m，軌面基準點標高偏差大于±0.5 mm，都會導致整個步進框架在運動過程中出現(xiàn)偏心現(xiàn)象。另外，步進框架本身的安裝尺寸如果在各點的標高公差大于1 mm 或框架的對角線差值大于4 mm，也會導致鋼坯在爐內(nèi)以傾斜軌跡運動。

1.2.2 水梁滑塊磨損不均

水梁的滑塊磨損不均，鋼坯在爐內(nèi)與水梁的接觸面不平，在升降過程中，鋼坯落在定梁或者動梁上產(chǎn)生不規(guī)則的滑移，都會導致坯料在爐內(nèi)的不規(guī)則排列，形成跑偏。

1.2.3 步進梁在運動過程的抖動

步進機構的平移缸關節(jié)軸承的銷軸磨損，銷軸與關節(jié)軸承之間的間隙過大，會導致整個步進機構在前進到位或者后退到位時出現(xiàn)強烈晃動，導致鋼坯在爐內(nèi)滑移，造成不規(guī)則的運動。另外液壓站供油壓力不穩(wěn)或步進機構驅(qū)動系統(tǒng)壓力不夠，將會引起步進機構運行過程中產(chǎn)生抖動，從而使鋼坯在步進運行中產(chǎn)生位移。

2 步進梁跑偏數(shù)值的測量方法

鋼坯在爐內(nèi)跑偏值較小時并不影響步進式加熱爐的正常使用，但是當跑偏值超標較大時就會造成爐內(nèi)擦墻、卡鋼的現(xiàn)象，嚴重時必須停爐處理，影響較大。如果準確地測量出橫向跑偏或縱向跑偏的數(shù)值，就能有效地反推出步進機構是在哪個環(huán)節(jié)存在問題，從而進行針對性的整改。

通過長時間在多座加熱爐進行檢修后的跑偏測試實驗，總結(jié)出一套執(zhí)行簡單、方便操作、測量準確的加熱爐跑偏值測量方法。

2.1 跑偏測試前需要具備的條件

（1）加熱爐檢修或安裝完成。

（2）入爐輥道及裝料端懸臂輥單體試車完畢。

（3）加熱爐緩沖擋板安裝完畢。

（4）步進梁試車完畢。

（5）配備對講機，爐內(nèi)、爐外人員能即時通話。

2.2 測試步驟

為了便于理解，測量一座如圖3 所示的步進式加熱爐的跑偏值。

圖3 鋼坯在爐內(nèi)的運行位置示意圖

（1）準備好4 根標準（與加熱爐設計相符合的）鋼坯。

（2）先將步進梁走三個正循環(huán)和三個逆循環(huán)。

（3）將第一根鋼坯進入爐內(nèi)，分別測量出鋼坯北端與北1#定梁距離、 鋼坯南端與南5#定梁距離、北1#定梁西端與鋼坯距離、南5#定梁西端與鋼坯距離。

（4）第一根鋼坯向前走三步后，將第二根鋼坯進入爐內(nèi)，分別測量出鋼坯北端與北1#定梁距離、鋼坯南端與南5#定梁距離、 北1#定梁西端與鋼坯距離、南5#定梁西端與鋼坯距離。

（5）待第一根鋼坯走過錯位梁后，測量鋼坯北端與北1#定梁距離、鋼坯南端與南5#定梁距離

（6）待第二根鋼坯走過錯位梁后，測量鋼坯北端與北1#定梁距離、鋼坯南端與南5#定梁距離。

（7）待第二根鋼坯走過錯位梁后、進第三根鋼坯，分別測量出鋼坯北端與北1#定梁距離、鋼坯南端與南5#定梁距離、 北1#定梁西端與鋼坯距離、南5#定梁西端與鋼坯距離。

（8）第三根鋼坯向前走三步后，將第四根鋼坯進入爐內(nèi)，分別測量出鋼坯北端與北1#定梁距離、鋼坯南端與南5#定梁距離、 北1#定梁西端與鋼坯距離、南5#定梁西端與鋼坯距離。

（9）待第一根鋼坯走到爐頭后，分別測量出鋼坯北端與北1#定梁距離、鋼坯南端與南5#定梁距離、北1#定梁東端與鋼坯距離、南5#定梁東端與鋼坯距離。

（10）待第二根鋼坯走到爐頭后，分別測量出鋼坯北端與北1#定梁距離、 鋼坯南端與南5#定梁距離、北1#定梁東端與鋼坯距離、南5#定梁東端與鋼坯距離。

（11）待第三根鋼坯走過錯位梁后，測量鋼坯北端與北1#定梁距離、鋼坯南端與南5#定梁距離。

（12）待第四根鋼坯走過錯位梁后，測量鋼坯北端與北1#定梁距離、鋼坯南端與南5#定梁距離。

（13）待第三根鋼坯走到爐頭后，分別測量出鋼坯北端與北1#定梁距離、 鋼坯南端與南5#定梁距離、北1#定梁東端與鋼坯距離、南5#定梁東端與鋼坯距離。

（14）待第四根鋼坯走到爐頭后，分別測量出鋼坯北端與北1#定梁距離、 鋼坯南端與南5#定梁距離、北1#定梁東端與鋼坯距離、南5#定梁東端與鋼坯距離。

（15）做好相關測量記錄（表1、表2 為鄂鋼棒三加熱爐數(shù)據(jù)），并整理成冊。

通過測量并對表2 的數(shù)據(jù)進行計算，就可以得出鋼坯在入爐時與出爐時相對水梁的位置差，從而得出鋼坯在爐內(nèi)的橫向跑偏值為鋼坯向南跑17 mm和縱向跑偏值鋼坯尾部超前32 mm。

表1 爐內(nèi)動梁位置關系檢查數(shù)據(jù)

表2 走坯記錄（第一根鋼坯在爐內(nèi)的測量數(shù)據(jù)表）

3 步進梁跑偏準確測量的意義

測量出相對準確的橫向跑偏值和縱向跑偏值后，可以通過跑偏數(shù)值倒推出是哪個環(huán)節(jié)上造成的跑偏，以及了解鋼坯在爐內(nèi)運行的軌跡，從而有針對性地對步進機構進行調(diào)校。