軋機窗口尺寸精度檢測與調(diào)整

陸亞軒

唐鋼檢修分公司 河北唐山 063000

某鋼廠現(xiàn)有熱軋板帶線1580、1700、1810三條，其中1700HSM和1810UTSP以PC軋機為主，1580HSM為軋輥可軸向串動的軋機。軋機設(shè)備長期在高負(fù)荷狀態(tài)運行，同時在磨損、腐蝕、沖擊、振動等的作用下，設(shè)備劣化，牌坊或者襯板磨損、變形，間隙增大，功能精度降低。軋機零調(diào)精度、軋制穩(wěn)定性逐漸降低，引起軋件跑偏導(dǎo)致廢鋼，產(chǎn)品質(zhì)量下降。間隙超差或者異常時會形成輥系交叉、輥縫不平行狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生軸向力和軋制力靜偏差，影響軋機剛度和零調(diào)精度進(jìn)而影響板形及板凸度。因此，控制板形及板凸度的關(guān)鍵在于軋機間隙控制管理。

對軋機精度進(jìn)行科學(xué)有效的控制管理，是全球范圍內(nèi)冶金企業(yè)共同面對的難題。通過多年的運行實踐，各鋼鐵企業(yè)和科研院校對影響軋機精度和剛度的尺寸偏差、輥系交叉產(chǎn)生的軸向力、輥系交叉的控制范圍都有系統(tǒng)的理論成果。但是對于影響軋機精度的間隙、輥系交叉檢測以及控制管理一直未有定論[1]。

1 三維檢測技術(shù)的優(yōu)勢

軋機系統(tǒng)的精度控制基礎(chǔ)在于檢測，而傳統(tǒng)的精度檢測方法及工具只能進(jìn)行點到點測量，無法確定軋機、軋輥軸承座的中分面，也就不能從空間整體上去檢測軋機精度，進(jìn)而確定輥系交叉量；無法有效檢測確認(rèn)影響軋機精度的間隙，也就無法消除間隙、輥系交叉。

隨著現(xiàn)代三維空間測量技術(shù)的發(fā)展，鋼鐵企業(yè)設(shè)備精度檢測由傳統(tǒng)測量方法向以激光跟蹤儀為代表的三維高精度測量方式轉(zhuǎn)變。設(shè)備精度恢復(fù)也轉(zhuǎn)向在線加工設(shè)備進(jìn)行修復(fù)。三維空間測量能高效、精確地定位設(shè)備的空間三維坐標(biāo)，并能將設(shè)備進(jìn)行整體建模測量，避免人工測量誤差、累積誤差的產(chǎn)生。

2 軋機窗口檢測方案

針對不同類型軋機系統(tǒng)，研究采取相應(yīng)的、正確有效的檢測方法，包括儀器校驗、安裝、調(diào)平、取點、坐標(biāo)系建立、幾何體構(gòu)造、數(shù)據(jù)處理等，并將其標(biāo)準(zhǔn)化，制定標(biāo)準(zhǔn)檢測流程。

運用三維高精度空間檢測、計算機軟件模擬建模技術(shù)，解決PC軋機牌坊檢測、普通四輥軋機檢測。

2.1 PC軋機牌坊精度檢測方法

①將激光跟蹤儀放置在軋機操作側(cè)外的固定平臺上，進(jìn)行出、入口基準(zhǔn)點測量，進(jìn)行支撐輥、工作輥牌坊襯板取點，支撐輥每排6點，6排，工作輥每排4點，4排；取點均布，由WS向DS側(cè)、由上向下順序取點。

②進(jìn)行平面模擬建模，準(zhǔn)確建立出入口基準(zhǔn)大面，選取平面度較好的平面，平移基準(zhǔn)檔距的一半，作為中分平面。

③模擬建立工作輥、支撐輥16個平面，并進(jìn)行擬合誤差、平面度矢量分析，建立面心，舍掉超差點。

④標(biāo)注各模擬平面到對應(yīng)平面、各模擬平面面心到中分面距離，面心到軋機中分面的距離，即為牌坊襯板檔距和單側(cè)對中距離；在支撐輥和工作輥平面上按上下、左右再均分四個平面，模擬面心，上下、左右分別和中分平面對比即可知襯板平面傾斜情況。

⑤標(biāo)注各模擬單元尺寸，出具軋機牌坊檢測報告，如標(biāo)注各單元平面度及傾斜情況，計算各部間隙及調(diào)整量，計算機模擬實際狀態(tài)，出具軋機運行輥系交叉圖。

⑥根據(jù)軋機檢測報告和輥系交叉示意圖，確定間隙調(diào)整方案；帶PC端只調(diào)整絲杠即可，非PC端按間隙管理標(biāo)準(zhǔn)加減墊片即可。

圖1 基準(zhǔn)評分面的模擬

2.2 普通四輥軋機牌坊帶襯板檢測方法

普通四輥軋機帶襯板窗口尺寸的檢測關(guān)鍵在基準(zhǔn)面的建立，即中分平面的建立。

首先按照PC軋機取點方法進(jìn)行所有襯板取點，模擬建立工作輥、支撐輥16個平面，并進(jìn)行擬合誤差、平面度矢量分析，建立面心，舍掉超差點；

按檔距偏差將WS、DS支撐輥傳動側(cè)各點沿平面法線方向平移至與操作側(cè)同一平面上，再用支撐輥出口、入口所有點分別進(jìn)行模擬建立平面，選取平面度較好的面，平移兩標(biāo)準(zhǔn)檔距的一半，即為中分平面[2]。

其余檢測步驟與PC軋機相同，檢測報告與PC軋機不同。

3 PC軋機窗口的調(diào)整

根據(jù)檢測報告數(shù)據(jù)，以恢復(fù)襯板檔距尺寸、消除輥系交叉為目的，制定現(xiàn)場調(diào)整方案。

襯板調(diào)整分為兩部分：一是固定端襯板調(diào)整，根據(jù)調(diào)整方案，通過調(diào)整襯板后部的墊片組進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整時注意襯板底面必須打磨處理；二是PC端襯板調(diào)整，由于PC結(jié)構(gòu)的存在，襯板出現(xiàn)傾斜的情況比較多，為了減少襯板傾斜的影響，通過調(diào)整PC軋機交叉頭后部的絲杠進(jìn)給或縮回，控制襯板上下傾斜情況，調(diào)整量計算方法大致如下：

調(diào)整過程中，當(dāng)改動一根絲杠時，另一根必須保持接觸，所以拉回缸處于拉回狀態(tài)，因此未調(diào)整絲杠即為交叉頭旋轉(zhuǎn)支點，根據(jù)1700線和1810線PC軋機交叉頭圖紙理論尺寸，具體情況分為以下四種情況：

按照從上到下，變化量分為A，B，C，D，調(diào)整量為M，單位：mm

（A、B為交叉頭支承輥襯板上下位置，C、D為交叉頭工作輥襯板上下位置）

（1）調(diào)整傳動側(cè)PC上絲杠：

A=M+M＊265/1400=1.1893＊M(mm)

B=M＊515/1400=0.3679＊M(mm)

C=M＊95/1400=0.0679＊M(mm)

D=-M＊295/1400=-0.2107＊M(mm)

其中“-”代表移動方向相反，“+”正為窗口檔距減小，“-”窗口檔距增大。

（2）調(diào)整傳動側(cè)PC下絲杠：

A=-M＊265/1400=-0.1893＊M(mm)

B=M＊885/1400=0.6321＊M(mm)

C=M＊1305/1400=0.9321＊M(mm)

D=M+M＊295/1400=1.2107＊M(mm)

其中“-”代表移動方向相反，“+”正為窗口檔距減小，“-”窗口檔距增大。

（3）調(diào)整操作側(cè)PC上絲杠：

A=M+M＊245/1600=1.1531＊M(mm)

B=M＊1455/1600=0.9094＊M(mm)

C=M＊685/1600=0.4281＊M(mm)

D=-M＊115/1600=-0.0719＊M(mm)

其中“-”代表移動方向相反，“+”正為窗口檔距減小，“-”窗口檔距增大。

（4）調(diào)整操作側(cè)PC下絲杠：

A=-M＊245/1600=-0.1531＊M(mm)

B=M＊145/1600=0.0906＊M(mm)

C=M＊915/1600=0.5719＊M(mm)

D=M+M＊115/1600=1.0719＊M(mm)

其中“-”代表移動方向相反，“+”正為窗口檔距減小，“-”窗口檔距增大。

4 結(jié)語

將以上檢測技術(shù)應(yīng)用到1810線PC軋機，并實施動態(tài)監(jiān)測，利用定修或換輥時間定期對軋機狀態(tài)進(jìn)行檢測，如發(fā)現(xiàn)間隙超差，根據(jù)間隙管理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，保證牌坊的間隙尺寸及輥系交叉狀態(tài)。對1810產(chǎn)線軋機剛度近一年的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，軋機兩側(cè)剛度差減小到5%，達(dá)到最好水平。軋機剛度得到控制，保證了軋機的穩(wěn)定運行，為板帶的板型及厚度控制提供了保障[3]。

軋機在軋制過程中，輥系位置約束限制不理想，將導(dǎo)致輥系處于不穩(wěn)定工作狀態(tài)，軋機剛度失控，進(jìn)而影響帶鋼的表面質(zhì)量，常造成堆鋼或甩尾事故。

現(xiàn)代化軋機檢測技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用對軋機的間隙管理起著重要作用，只有精確的檢測，才能反映出軋機的真實狀態(tài)，從而制定有效的改善措施。運用三維高精度空間檢測技術(shù)、計算機軟件模擬建模技術(shù)，為軋機精度恢復(fù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。