高线轧机滚动导卫寿命的提高

肖国伟

（天津天铁冶金集团棒线厂，河北涉县 056404）

高线轧机滚动导卫寿命的提高

肖国伟

（天津天铁冶金集团棒线厂，河北涉县 056404）

针对滚动导卫的导辊和轴承过早失效而引起的使用寿命低下的问题，分析出其产生原因为导辊的材质和孔型选择不当、轧件尺寸控制不当，导辊冷却质量不好等几方面，通过施行优选导辊、控制料型尺寸、保证充分的冷却等改进措施，有效降低了导辊和轴承的消耗量，降低了生产成本，提高了经济效益。

高速线材 滚动导卫 导辊 轴承 改进

1 引言

天铁棒线厂共28架主轧线轧机，为全连续布置，因滚动导卫的作用是保证轧制过程中轧件的顺利咬入和轧制的顺利进行，所以高线整条生产线的所有偶数架次及精轧入口架均采用滚动导卫。可见滚动导卫在轧制过程中起到了非常重要的作用，必须加以重视。导辊和轴承是滚动导卫的2个主要零件，消耗大，更换频繁。提高导辊和轴承的使用寿命，既提高了滚动导卫的寿命，又有利于生产的顺利进行和成本的降低。

2 滚动导卫寿命低的原因分析

滚动导卫由导卫盒、导卫板、支臂、导辊、轴承等部件组成。造成滚动导卫使用寿命低的主要原因是导辊、轴承、导卫板等零部件过早失效。其中以导辊失效最为常见，轴承次之，导卫板失效极少发生。故以下主要侧重分析导辊和轴承过早失效的原因，并提出改进措施，从而保证滚动导卫的使用寿命有大幅度的提高。

2.1 滚动导卫的导辊过早失效

导辊的主要失效形式是磨损、表面出现裂纹以及被轧件冲撞断裂。导辊磨损到一定程度，就丧失了其准确的导向能力，不能准确地进入孔型，如果不及时更换导辊，很容易产生堆钢。导辊与高温轧件直接接触，所以一旦导辊出现表面裂纹，在轧制过程中很容易会出现导辊断裂现象。因此以下围绕导辊的失效形式分析导辊过早失效的原因，即滚动导卫寿命低的主要原因，提出改进措施，提高滚动导卫的使用寿命，实现高效益、低成本的生产。

2.1.1 导辊的材质和孔型选择不当

导辊在轧制过程中始终与高温轧件接触，连续的冲击和摩擦热会使导辊磨损；同时轧件带着氧化铁皮以及其他一些杂质经过导辊时也会加快导辊的磨损，所以要求导辊的材质必须具有耐磨性。

如果导辊材质内部存在晶粒粗大、夹杂等内部缺陷，在热轧件连续的冲击下，导辊表面易产生微裂纹，通过继续轧制，微裂纹继续扩大延伸，造成导辊失效。当导辊与高温轧件接触时，导辊受高温轧件及摩擦热的作用，导辊表面温度升高产生膨胀，如果导辊的材料导热性差，那么导辊表面的热能不能及时传出，使导辊内外产生温度梯度，导致导辊表面产生压应力；当高温轧件穿过导辊时，导辊表面受冷却水的作用，温度降低产生收缩，故导辊表面产生拉应力。这种反复交变的应力会使导辊表面产生微裂纹，如果不及时更换导辊，导辊微裂纹会不断扩展，造成导辊断裂。因此导辊的材质非常重要，一旦材质达不到要求，不仅会影响生产效益，而且有可能会发生生产事故。

导辊的孔型选择不合理会造成轧件引导不顺，导致堆钢事故发生，间接地导致导辊失效。某棒线厂曾发生过一次事故，精轧调整工误将26架滚动导卫安装在24架，造成了堆钢。

2.1.2 轧件尺寸控制不当

导辊的作用是正确地将轧件导入轧机，在生产中，对料型尺寸的要求非常严格，符合要求的轧件尺寸会使导辊磨损处在正常磨损范围内，一旦轧件尺寸不符合要求，不仅会加速导辊的失效，更有可能会产生堆钢，造成生产事故。

导卫装配时是按规定要求进行装配的，导卫开口度在要求范围内，所以当轧件尺寸偏大时，此时轧件通过导卫时，会挤压导辊，使导卫支臂被撑开，导辊夹紧力增大，造成了导辊过度磨损，从而导致导辊失效。现场曾发生过一次因精轧机辊箱上调整辊缝的装置失灵，导致出23架轧机的料型尺寸偏大，造成24架入口滚动导卫鼻尖磨损严重，无法再次使用，导致导卫失效的事故。导辊被冲撞断裂见图1。钢丝堆在25架入口滑动导卫，造成滑动导卫失效。

图1 滚动导卫部件失效图

当轧件尺寸偏小时，导辊很难夹持轧件，使轧件在机架之间产生抖动，发生倒钢，轧件沿导辊对角线位置磨损导辊两边，降低了导辊的使用时间，从而降低了滚动导卫的使用寿命。倒钢时导辊磨损图见图2。

图2 倒钢时导辊磨损图

2.1.3 导辊冷却质量不好

导辊与高温轧件直接接触，导辊的冷却质量的好坏直接决定了导辊的使用寿命。如果冷却水控制不当，很容易产生导辊炸裂、导辊磨损严重、烧轴承等严重事故发生。现场曾对卸下的导卫进行检查发现，因导辊冷却不够，导致导辊表面局部颜色不正常，出现过热现象。良好的冷却可以减少导辊的磨损和炸裂，降低轴承的工作温度，提高导辊和轴承的使用寿命，从而大大提高了导卫的使用寿命。可见，如果导辊冷却不当，不但会降低导卫的使用寿命，而且会增加生产成本，因此一定要加以重视，尽可能减少类似问题的发生。

造成导辊冷却不当，有以下几方面原因：

（1）冷却水水压控制不当。根据现场实践证明，冷却水水压一般维持在0.5 MPa，如果水压太大，当冷却水打到导辊表面时会被弹出来，起不到好的冷却效果；当冷却水水压小于0.5 MPa时，由于水压小，冷却水无法冲破导辊表面蒸汽膜，造成冷却效果不佳。

（2）冷却水水质有问题。由于水中含有油和其他杂质，造成导辊冷却不够，引起导辊过热，加速其磨损，不仅如此，通过热传导使轴承受热膨胀，造成轴承烧毁，使导卫无法继续正常使用。

（3）冷却水喷射口堵塞。冷却水在循环使用的过程中，水中还有大颗粒的杂质，造成喷射口堵塞，或者轧件表面脱落的氧化铁皮堵塞喷射口，引起导辊冷却不充分；无论以上哪个原因造成导辊冷却不好，都会引起导卫使用寿命降低，因此一定要加以重视，找出解决措施。

2.2 滚动导卫的轴承过早失效

轴承的主要失效形式是滚珠转动不灵活和轴承保持架断裂。滚动导卫轴承过早失效一般是因为滚珠转动不灵活，造成导辊局部磨损严重，导致导辊报废，滚动导卫使用寿命降低。虽然轴承保持架断裂一般不会发生，但不论是滚珠转动不灵活，还是轴承保持架断裂，都应该分析其原因，加以重视，减少和预防因导卫轴承过早失效导致的滚动导卫使用寿命低。

2.2.1 油气润滑效果不佳

导辊轴承的密封形式是通过油气润滑系统产生高压气流，使导辊内外产生压差来实现的，这样可以避免水或者其他杂质进入轴承。但前提是必须保证油气的供给量在一定范围内，如果油气不足，就无法起到密封的效果，很容易使油气中的杂质进入轴承。由于轴承和滚珠之间的间隙非常小，一旦油气中的杂质进入轴承，滚珠被卡，会造成导辊局部磨损严重，导致导卫提前失效。经实地考察，发现许多棒线厂曾发生过多次因滚珠转动不灵活，导致导辊局部磨损严重的案例，见图3。

图3 导辊局部磨损

2.2.2 轴承安装不合理

轴承是支持导辊工作的重要部件，轴承安装不合理不仅会影响轴承的使用寿命，更有可能引起生产事故，因此一定要加以重视。用铁锤直接将轴承砸入导辊内是轴承不正确的安装方法，不仅容易引起轴承变形，降低了轴承的使用寿命，还容易将杂质带入轴承，引起烧轴承。

2.2.3 导辊冷却不充分

导辊冷却不好，不仅会影响导辊的使用寿命，而且影响轴承的使用寿命。如果导辊冷却不充足，高温轧件经过导辊，经过一段时间的轧制，不仅会使导辊处在高温状态，通过热传递，轴承也处在高温状态，轴承中的润滑脂在高温状态下失去了润滑作用，加之高速运转，在轴承中便会产生热应力。经过一段时间，很容易造成轴承保持架断裂。天铁棒线厂至今还没有发生因轴承保持架断裂而造成的导卫过早失效事故，在其他厂曾发生过因轴承保持架断裂，引起了严重的生产和质量事故，因此一定要加以重视。

3 改进措施及产生的效果

3.1 导辊的优选

因导辊材质有问题，经常发生导辊炸裂，不仅影响了生产、损坏了设备，更有可能发生生产事故，造成更严重的后果。为了杜绝此类问题再次发生，采取了一定的解决措施。为了减少导辊因材质问题造成提前失效，故采取更换别厂家的导辊进行试用，经过实践证明，导辊使用寿命明显提高。以精轧机导辊为例，原来每对导辊最多只能过150根左右的钢坯就必须报废，经现场统计，现增加到每对导辊可以过300根左右钢坯，导辊的使用寿命有了明显的提高。为了更好地维护导卫，要求导卫装配工安装导辊时要认真确认孔型后方可安装，避免导辊孔型安装不合理造成堆钢；要求精轧调整工要严格核对导卫机架，避免“张冠李戴”。

3.2 料型尺寸的控制

要求调整工按标准调整料型尺寸，减小因料型尺寸过大对滚动导卫产生严重的损坏，或因料型过小产生倒钢，对导辊产生较大的磨损。轧机在轧制过程中，其轧辊或辊环的辊缝在经过一段轧制时间后，辊缝会发生不同程度的变大，这就要求调整工要频繁地检查料型尺寸，及时调整辊缝大小，以保证标准料型尺寸。通过完善生产管理制度，严格要求调整工的工作作风，要求轧线调整工每小时现场测量一次粗中轧料型尺寸并记录，以保证料型尺寸符合标准要求，避免因料型控制不当造成堆钢，损坏导卫和轧机。经过一段时间的现场实践，取得了明显的效果，滚动导卫因料型控制不当引起的损坏明显减少，其使用寿命明显提高。这样不仅降低了生产成本，还提高了经济效益。

3.3 保证充分的冷却

良好的冷却不仅能降低导辊的磨损和炸裂，还能降低轴承的烧损，从而提高了滚动导卫的使用寿命。现场曾多次因导辊冷却不充分，造成导辊炸裂，轴承烧损，大大降低了滚动导卫的使用寿命，严重影响了经济效益。针对这一情况，我们检测了冷却水中油和杂质的含量，检测结果表明，油和杂质的含量超标，为此改进了水处理系统，降低了冷却水中油和其他杂质的含量，改善了水质。严格控制冷却水的水压，保证冷却水的水压在0.5 MPa，使导辊能够充分冷却；派专人定期检查水压和水质问题，一定程度上提高了滚动导卫的使用寿命，但并不能达到预期的效果，通过现场调查发现，冷却水喷射口被脱落的氧化铁皮堵塞，造成水路不通畅。为此，我们又采用了一些改进方法，定期用压缩空气对冷却水管路进行清洁，保证水路通畅。通过不断地努力和改善，高线滚动导卫的使用寿命有了显著的提高，导辊炸裂由原来的每月都发生减少到了半年内都很少发生。

3.4 改善油气质量和改进轴承安装方法

由于油气润滑不足，导致轴承滚珠转动不灵话，造成导辊局部磨损严重，导卫提前失效的案例比比皆是。为了杜绝这一问题继续发生，经过现场分析，采取了一定解决措施。首先，及时清理油气管中的杂质，定期更换油气滤网，保证油气的纯净度，减少油气中的杂质；其次，定期通过仪器测定油气的供给量值，使其保证在规定的范围内，通过不断的努力实践，油气润滑已经满足了需求，以前由于润滑效果不佳引起的问题，现已基本上不再发生。严禁采用铁锤将轴承打入导辊内，现已采用专门压力机将轴承压入导辊内，通过不断改进，大大降低了生产成本。

4 结束语

通过对导辊材质、料型控制、冷却水和油气润滑质量和轴承安装的改进，导辊和轴承过早失效的现象大幅度减少，滚动导卫的使用寿命大大提高，贯彻了低耗能、低成本、高效益的生产方针。

Analysis and Improvement of Short Life of Rolling Guide at High Speed Wire Rod Mill

Xiao Guowei
(Bar Rolling Mill,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County,Hebei Province 056404,China)

The problem of rolling guide short life due to premature failure of roller and bearing is analyzed and causes are inappropriate roller material and pass selection,improper stock dimension control and poor roller cooling.Improvement measures are taken,such as carefully selecting roller,controlling raw material shape and dimension and ensuring sufficient cooling,in order to effectively reduce roller and bearing consumption,lower production cost and increase economic benefit.

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肖国伟，男，2006年7月毕业于河北工程大学机械设计制造及其自动化专业，现在天铁棒线厂从事设备管理工作。

（收稿 2012－03－30 编辑 潘娜）