2150軋線(xiàn)R2工作輥竄動(dòng)與下沉的研究

林圣平，張軍，胡富生，宋富斌

（日照鋼鐵有限公司，山東 日照 276800）

2150mm熱軋帶鋼生產(chǎn)線(xiàn)R2四輥可逆粗軋機(jī)主電機(jī)通過(guò)十字萬(wàn)向接軸直接傳動(dòng)上、下工作輥（圖1）。支承輥采用油膜軸承，工作輥采用四列圓錐密封滾子軸承。R2軋機(jī)工作輥軸向竄動(dòng)問(wèn)題已存在較長(zhǎng)時(shí)間，下工作輥竄動(dòng)量最大量MAX13.4mm,上工作輥竄動(dòng)量最大量MAX12mm，其特點(diǎn)是：當(dāng)板坯軋制奇道次，上下輥主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子都向操作側(cè)竄動(dòng)，至拋鋼時(shí)竄動(dòng)達(dá)到最大；板坯軋制偶道次，上下輥主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子逐漸向傳動(dòng)側(cè)復(fù)位，至拋鋼時(shí)竄動(dòng)達(dá)到最大（圖2）。同時(shí)在軋機(jī)咬鋼瞬間下工作輥存在下沉5～15mm現(xiàn)象，拋鋼后回彈恢復(fù)，并出現(xiàn)安裝在軋機(jī)牌坊底部的應(yīng)變式軋制力傳感器和均壓板壓碎（圖3）情況。正常情況下，主電機(jī)軸向靜壓軸承存在間隙(設(shè)計(jì)間隙為0.65mm以?xún)?nèi))。工作輥竄動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)接軸及主電機(jī)轉(zhuǎn)子竄動(dòng)。由于竄動(dòng)產(chǎn)生較大的軸向力，竄動(dòng)量過(guò)大會(huì)使止推軸承負(fù)載過(guò)大引起軸瓦加速磨損，有可能時(shí)會(huì)在咬鋼時(shí)使軸瓦產(chǎn)生“抱軸”現(xiàn)象。嚴(yán)重影響到主電機(jī)的使用安全性、壽命和中間坯軋制質(zhì)量，同時(shí)影響粗軋機(jī)穩(wěn)定軋制。

圖1 主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖

1 原因分析

R2四輥粗軋機(jī)采用的是往復(fù)軋制可逆式軋機(jī)，從對(duì)竄動(dòng)的數(shù)據(jù)跟蹤來(lái)看，在軋制過(guò)程中，軋輥竄動(dòng)隨著軋制方向的變化成雙向交替竄動(dòng),奇數(shù)道次和偶數(shù)道次時(shí)工作輥竄動(dòng)的方向成反向，也就是工作輥所受的軸向力方向隨著軋制方向的變化而變化。由于軋機(jī)牌坊在制造及裝配上存在的誤差，板坯在軋制過(guò)程中存在的橫向厚差，軋輥軸線(xiàn)在空間存在的異面交叉角，下支撐輥水平差，都會(huì)導(dǎo)致帶鋼軋機(jī)在軋制過(guò)程中產(chǎn)生軸向力。

通過(guò)對(duì)R2R2四輥軋機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中的跟蹤、觀(guān)察、測(cè)量、分析、認(rèn)為為造成軋輥竄動(dòng)的主要原因：（1）下支撐輥應(yīng)變式軋制力傳感器裝置兩側(cè)存在高度差，經(jīng)專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍檢測(cè)，牌坊底面兩側(cè)高度差Max2.3mm，并且拆檢應(yīng)變式軋制力傳感器裝置過(guò)程中發(fā)現(xiàn)應(yīng)變式軋制力傳感器和均壓板都?jí)毫哑扑榱?；?）輥系軸線(xiàn)交叉不平行，從專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍檢測(cè)牌坊窗口數(shù)據(jù)分析滑板和牌坊都存在磨損。下輥系下沉主要是應(yīng)變式軋制力傳感器裝置各零件之間存在變形，以及階梯墊裝置滑座及步進(jìn)板強(qiáng)度偏低。

2 改善措施

2.1 牌坊底面修復(fù)

通過(guò)對(duì)牌坊底面檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)高度差最大達(dá)到2.2mm,單側(cè)平面度≥2.3mm,對(duì)底面使用激光熔覆焊接，機(jī)床加工修復(fù)，尺寸達(dá)到設(shè)計(jì)精度（兩側(cè)高度差≤0.2mm,單側(cè)平面度≤0.1mm）

2.2 應(yīng)變式軋制力傳感器裝置技改

在實(shí)際使用過(guò)程中，應(yīng)變式軋制力傳感器裝置無(wú)法正常投用，使用油壓模式進(jìn)行軋制。因此為了改善下輥系下沉現(xiàn)場(chǎng)，決定用一個(gè)整體墊板代替應(yīng)變式軋制力傳感器裝置，墊板使用高強(qiáng)度、耐磨、耐腐蝕的材料加工，硬度為調(diào)質(zhì)處理HB=350-370。

2.3 更換滑板并優(yōu)化滑板材質(zhì)

設(shè)計(jì)使用的窗口襯板材質(zhì)為3Cr13，有較好的耐腐蝕性和耐沖擊，但由于粗軋機(jī)架內(nèi)工作環(huán)境相當(dāng)惡劣，潮濕 、高溫等，窗口襯板除了磨損，腐蝕現(xiàn)象是關(guān)鍵因素，從每次抽輥時(shí)的觀(guān)察來(lái)看，窗口襯板表面呈嚴(yán)重生銹狀態(tài)。為了保證軋機(jī)軋制穩(wěn)定性，此對(duì)窗口滑板改為進(jìn)口復(fù)合滑板（目前在線(xiàn)使用的供貨商是ROMANI），產(chǎn)品硬度達(dá)到HRC50-55，優(yōu)點(diǎn)為高強(qiáng)度、高耐磨，抗腐蝕、抗沖擊性。

2.4 配合間隙優(yōu)化

（1）根據(jù)上述表1中牌坊本體測(cè)量數(shù)據(jù)和表2中更換支撐輥滑板測(cè)量數(shù)據(jù)可知，上支撐輥傳動(dòng)側(cè)窗口比設(shè)計(jì)精度控制標(biāo)準(zhǔn)1970（0～1.6mm）大，存在牌坊磨損的情況，建議上支撐輥傳動(dòng)側(cè)入口和操作側(cè)出口滑板各增加0.6mm墊片補(bǔ)償磨損，因在軋機(jī)滑板增加墊片所需時(shí)間長(zhǎng)，最后決定把上支撐輥傳動(dòng)側(cè)軸承座入口側(cè)滑板增加0.6mm。（2）工作輥區(qū)域，影響滑板窗口尺寸因素有滑板的磨損、工作輥壓緊缸與滑板及牌坊接觸2個(gè)面磨損、軋機(jī)牌坊磨損。通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)工作輥滑板與工作輥壓緊缸之間有調(diào)整墊，建議把上工作輥傳動(dòng)側(cè)入口調(diào)整墊去掉0.5mm，傳動(dòng)側(cè)出口滑板增加0.5mm墊片。（3）通過(guò)調(diào)整觀(guān)察一段時(shí)間后，設(shè)定R2四輥軋機(jī)工作輥配合間隙標(biāo)準(zhǔn)（0.8～1.2mm），支撐輥配合間隙標(biāo)準(zhǔn)（0.8～1.6mm）,工作輥窗口尺寸測(cè)量周期為每個(gè)定修周期，支撐輥窗口尺寸測(cè)量周期是90天，超出配合間隙標(biāo)準(zhǔn)的通過(guò)調(diào)整工作輥軸承座滑板尺寸來(lái)滿(mǎn)足。

表1 軋機(jī)牌坊窗口測(cè)量尺寸

表2 軋機(jī)滑板窗口測(cè)量尺寸

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)R2四輥軋機(jī)工作輥竄動(dòng)的跟蹤、觀(guān)察、測(cè)量、分析，目前2150軋線(xiàn)R2四輥軋機(jī)工作輥竄動(dòng)問(wèn)題基本得到控制，下工作輥沒(méi)有出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。但工作輥竄動(dòng)的問(wèn)題會(huì)一直存在，我們需要解決的是使電機(jī)竄動(dòng)量控制在設(shè)計(jì)值之內(nèi)，所以還需技術(shù)人員不斷調(diào)整控制軋機(jī)間隙精度，確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,保證R2四輥軋機(jī)軋制中間坯質(zhì)量，更好穩(wěn)定整個(gè)軋線(xiàn)節(jié)奏。另外，通過(guò)以上的分析，為以后在生產(chǎn)中解決工作輥竄動(dòng)的問(wèn)題提供了一些思路和方法，提高了工作效率，減小企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的損失。