线材轧制线减定径机组的现场管理与维护

李志磊

一、概述

酒泉钢铁集团第二高速线材厂（简称酒钢二高线厂）的高速线材轧机是美国摩根公司生产的六代产品，采用4+8+4布置，即4架予精轧机、8架精轧机和4架减定径轧机。由4架减定径轧机组成的减定径机组实现了产品单一孔型轧制，可在予精轧机、精轧机的辊环孔型不变情况下，进行5～25mm规格产品生产和在20min内快速变换产品规格，既保证了产品精度（±0.01mm），也大幅度提高了生产效率。减定径机组的结构特点是：齿轮箱采用联合齿轮箱结构形式，即减径机和定径机共用一个齿轮箱，减定径换辊采用快速换辊装置，减径机辊箱与精轧机辊箱可实现完全互换，极大减少了辊箱的储备数量。为保证快速换辊，快速换辊装置采用在线一套和机旁备用一套模块，只需将备用模块辊环及导位全部予装好就可在5min内完成辊环更换工作，即便发生了辊箱或齿轮箱故障情况，也可在10min内恢复生产，不仅减少了大量辊环库存，也节省了大量备件资金。

二、问题的提出

鉴于减定径机组设备在生产中的特殊地位，以及传动齿轮箱的复杂程度及技术含量均较高，做好减定径机组的日常维护与保养工作非常重要。在酒钢二高线厂投产初期，由于相关人员对设备管理及维护经验不足，造成设备故障频发和生产线停机现象时有发生，不但严重阻碍了企业生产的正常运行，设备维修费用也居高不下，主要问题如下：

（1）因轧机轴向窜动量大造成产品质量不稳定。由于维修人员对摩根轧机的装配技术掌握不好，以及设备维护和检修经验不足，减定径机组每月都会发生2～3次轴向窜动量变大的情况，造成线材成品尺寸不能按工艺及技术要求进行控制，一般在-0.01～0.35mm间波动，既不能满足产品的技术及质量要求，也常使轧机生产线被迫停机检修。经过技术人员多方检查和长时间跟踪发现是定径机的轴向窜动量超标所致，达到了0.3mm左右，只有更换模块和轧机，还需将轧机送到维修车间进行解体修理。

（2）因炸辊现象严重造成生产成本提高。由于操作人员对设备的技术参数、性能等了解不够，平均每月都会出现1～2次减定径机组炸辊现象，因轧机转速较高（14000r/min），每次炸辊都会使轧机台面导卫及底座、冷却水管等毁坏和轧机箱体变形等，虽有备用模块可以更换，但轧机箱体及内偏心套的价值均较高，约34万多元，仅此一项造成的全年经济损失就高达170多万元，给企业的设备维修费用控制和备件供应等工作，都造成较大压力。

（3）因滤芯损坏造成设备运行不稳定。由于轧机润滑装置进水或混入了杂质，不仅增加了润滑油系统的滤芯消耗，也对设备稳定运行及安全生产等构成威胁。在酒钢二高线厂投产之际，由于工厂对减定径机组设备的日常维护与检修管理措施制定得不科学，常发生从轧机密封部位及联接件结合部等处进水或混入了氧化铁杂质等，不但使油质污染严重和润滑功能降低，也造成润滑油系统滤芯堵塞严重而需更换的情况，每月需更换3次成套滤芯（费用约36万元），对模块及轧机的稳定运行构成潜在隐患。经过对轧机进行解体检查发现，辊轴油膜轴承内表面和与其配合轴表面均划伤严重，不但已无法修复，也不能再继续使用。仅一年就安装新轴8根，造成经济损失达64万元。

（4）因离合器故障造成设备长时间停机。联合齿轮箱每次变换产品规格时都会出现离合器不能自动到位情况，同时伴有设备运行时振动超标和异音大等问题，需停机2～3h进行检查、调整和排除故障等，经解体检查均为离合器拨叉滑块磨损严重和轴承与轴之间发生相对转动而造成的。

三、解决的方法

为解决减定径机组长期运行不稳定及产品质量波动大等问题，保证联合齿轮箱及轧机的各部位精度，酒钢二高线厂根据摩根公司提供的设备使用与维护保养建议，以及设备装配图的相关技术要求等，结合实际生产情况制定了设备使用、维护、装配及检修工作标准，例如，减定径齿轮箱的技术参数标准，离合器的使用与维护规程等，进一步明确了离合器轴承的装配间隙、齿轮啮合间隙、轧机装配部位技术参数，以及轧机装配验收程序和质量要求等，较好地解决了上述问题。

1.加强对核心设备的维护与检查

减定径联合齿轮箱是减定径机组的核心设备，尤其是9个离合器及离合器轴承等关键部件，工厂将其列入到特殊或重点管理系列，并利用生产线定修时机检查关键部件的运行状况，要求维修人员不但要做好相关的检查记录和及时掌控轴承间隙的变化趋势，还要为年终设备大修做好技术资料的收集和准备工作。经长期跟踪，发现离合器伺服电机使用状况不好的原因，主要是电机存在润滑油渗漏现象，造成电机特性下降，对所有的电机端盖都进行密封改造后，彻底排除了上述故障隐患。工厂每年对联合齿轮箱进行解体检查，定期更换离合器轴承及拨叉滑块，保证了各部件都能达到标准规定的技术要求，为减定径机组的长期稳定运行创造了良好条件。

2.实行在线监测与定期人工检查相结合

实行在线监测与定期人工检查相结合的方法，不但能及时掌控设备的劣化趋势，还能及时发现和排除潜在的设备隐患。工厂完善了摩根公司提供的在线监测装置，对齿轮箱及轧机等关键设备的振动、温度等主要技术参数进行了在线监测，监测曲线可在相关岗位上予以显示。当出现技术参数异常状况时，监测装置会自动发出报警信号通知相关人员进行检查或确认，防止设备发生进一步的损坏。专业人员每天对设备的温度、振动等主要技术参数曲线进行比较与分析，根据分析内容和曲线变化趋势等，对齿轮、轴承等关键部件再进行检查，以确保设备的可靠和稳定运行。由于减定径机组的快速换辊装置对设备的对中精度要求较高，因此要求维修人员不但要定期对模块、轨道耐磨板等部件的磨损情况进行跟踪检查外，还要检查所有的夹紧和固定装置，避免发生设备对中精度降低。该区域的技术人员除每天检查快速换辊装置、快速插头密封装置和轨道磨损情况外，对故障隐患应利用换辊时间及时排除，以保证设备性能的完好。

3.开展科技攻关活动

由于减定径机组设备转速较高，一旦出现定径机炸辊事故，不但会发生轧机箱体变形，而且造成的危害也较大。为此工厂组织专家从多方面分析和判断造成炸辊事故的原因及特点，并通过开展技术攻关等活动予以预防。例如，为防止辊环的冷却能力不足而对喷淋水管实施了技术改造，以加强对辊环的冷却强度；针对炸辊现象一般容易在冬季发生的情况，主要是辊环和模块之间的温差较大及内应力发生变化所致，制作了模块专用保温罩，备用模块或辊环在安装前先进行保温处理，待辊环和模块温差变小后再进行安装，使用效果非常理想。每次更换辊环时，要求维修人员不但要严格执行摩根公司提供的辊环加压工艺程序，例如，认真清洗辊环、锥体和辊轴等，还要定期检查辊环喷淋水管的工作状况。通过开展科技攻关等活动，炸辊事故已明显减少，由2003年每年8次降到每年不到1次。

4.解决了部件密封及螺纹松动问题

由于减定径模块、辊箱和联合齿轮箱等都是高转速和高精度结构，解决好各部位紧固件及螺纹松动问题极为关键，为避免轧机及联合齿轮箱的螺丝松动，工厂要求每次进行设备装配或检修工作时，都要对每条防松螺丝采用LOCTITE（乐泰）262防松胶的锁固，紧固力矩应达到标准规定的技术要求。为避免轧机箱体与辊箱结合面及其他结合部的进水，要求全都采用LOCTITE（乐泰）518或518平面密封剂进行密封，有效解决了因进水等造成的油质污染问题。因齿轮箱内的轴承与轴配合均为过盈配合，一般过盈量为0.02mm，经过几次拆装后过盈量已达不到规定的技术要求，为防止出现轴承“耍圈”现象，也采用LOCTITE（乐泰）680给予固持。

5.加强对员工的技术培训

（1）维修人员需经特殊培训后才能上岗。工厂规定减定径机组设备的检修、维护和装配人员，必须经过特殊培训后才能上岗，经过培训的员工不但要能熟练掌握各项技术标准，还能对减定径齿轮箱、轧机及模块等各部位设备的技术参数进行调整，以达到标准规定的技术要求；对生产岗位上员工采取的是定期培训与现场实习相结合的培训方式，要求他们不但能正确操作设备，而且能对一般的设备故障进行正确判断和及时排除。

（2）加强对操作人员的工作规范管理。由于减定径模块在更换时，所有的进油管、回油管、进水管路、电气信号线等均需全部脱开，待模块推入后再通过快速插头连接好。由于模块内轴承对润滑油的清洁度要求较高（应在8级以上），而轧机周围有大量的氧化铁及污水，快速接头在脱开和连接时会有异物进入的可能。为保证安全更换模块，工厂制定了模块更换程序及员工工作标准，例如，员工必须使用专用工具清洗所有的快速插头、导向销轴及轨道等，对不按标准要求清洗的员工，一经发现一律按下岗处理，保证了模块更换工作的顺利进行。

酒泉钢铁集团第二高速线材厂通过不断完善设备管理制度及维护措施，摩根公司的六代高速线材轧机运行状态稳定，产品产量和质量不仅得到快速提升，维修费用也得到了很好控制，使原设计年产40万t的单线高速线材轧机生产线，已实现年生产能力超过73万t，而维修费用仅为投产初期的1/4，为公司赢得可观的经济效益。