平整机产生带钢暗印缺陷的解决

胡志刚

(武钢股份公司设备维修总厂，湖北 武汉 430083)

一、简介

条材总厂CSP分厂平整机(图1)是关键设备。月平整带钢板材5万t。从投产开始，经平整后带钢的两面会不定期产生暗印(图2、图3)。暗印的周期长度在25～28mm范围波动，峰谷为0.03mm。带钢暗印对板材的表面质量和板型会产生致命的影响，因此消除带钢暗印，刻不容缓。

二、问题原因分析

1.平整机的动力传动形式

平整机采用单电机驱动，电机驱动减速机及下支撑辊。电机功率1 200kW、电压660V、型号YSPKS560。机械传动从下支撑辊靠静摩擦力传递到下工作辊。下支撑辊、下工作辊在平整带钢时不能移动。下工作辊的线速度与开卷机、卷取机的转速由计算机调整。上工作辊靠带钢的静摩擦力驱动。上支撑辊靠上工作辊静摩擦力驱动。上支撑辊两端各有1台压力缸，压下力流程是从上至下传递。上支撑辊、上工作辊在平整机牌坊窗口能上下移动。

2.产生暗印的可能原因

(1)上、下工作辊和带钢之间间歇式的滑动摩擦。

(2)上、下工作辊对带钢间歇式的纯压延。

(3)上、下工作辊和带钢之间的压延和摩擦组合。

3.平整机自身产生暗印的可能原因

(1)上、下工作辊轴承间隙过大，产生振动，引起上、下工作辊间歇性地与带钢发生滑动摩擦。需测试上、下工作辊振动能量及频率。

(2)如果上、下工作辊轴中心线不在一个平面内，则其辊面平整带钢的线速度就会产生一个夹角，从而引起带钢横向产生间歇式往复滑动。需测量牌坊窗口开口度及检查上、下工作辊轴中心线的位置关系。

(3)液压缸激振力会传递给上支撑辊，上支撑辊的振动也会传递给上工作辊，造成对带钢周期性的压延。需测试液压动力系统的频率成分。

4.平整机外部产生暗印的可能原因

(1)来料带钢本身带有暗印。

(2)CSP轧制线上的2台卷取机的振动影响。

(3)上、下工作辊辊面质量。需要检查平整机上、下工作辊辊面状况。

(4)磨平整机上、下工作辊的磨床影响。需修复上、下工作辊辊面。

三、问题的查找

1.振动测试

选上工作辊轴承为1#测点，下工作辊轴承为2#测点，下支撑轴承为3#测点。各测点、方向的振动值最大为5.00μm(上工作辊水平方向)，符合标准，没有问题。

2.轴承测试

通过转速的测量，上工作辊为252.1r/min，下工作辊为252.5r/min。上工作辊与下工作辊的线速度是亚同步，有405mm/min的误差，主要振动频率为241Hz，部位是上、下工作辊轴承。

3.暗印频率计算

截取10个周期的暗印波长后取平均值，带钢表面暗印的每个周期波长为27.5～28mm。带钢的线速度为405 062 mm/min。可计算出暗印的频率为241～245.5Hz。

4.牌坊开口度测量

对操作侧上支撑辊、上工作辊、下工作辊、下支撑辊的牌坊开口度及传动侧上支撑辊、上工作辊、下工作辊、下支撑辊的牌坊开口度的测量。实测牌坊开口度满足设计要求，测量结果说明4根辊轴中心线是相互平行的。

5.液压系统测试

对泵、管夹、缸等元件的压力源振动测试(量程：1 000 Hz)，主要频率为225.0Hz及其倍频成分(表1)。

表1 泵、管夹、缸等元件的压力源振动值、频率

6.暗印来源分析

在计算机给定平整带钢线速度为400 000mm/min时，通过测量、计算确定暗印的特征：频率为241～245.5Hz；波长为27.5～28mm。对比分析以上测试，可得出初步结论：暗印与平整机本体无关，只在上、下工作辊的轴承处测到241Hz的频率。该频率与暗印频率相吻合。因此，需要查找241Hz的来源。就要对来料带钢、CSP轧制线上的卷取机、平整机的工作辊、工作辊的磨床进行查找。

(1)对平整前的带钢进行两面检查。杜绝对来料有暗印的带钢进行平整。这样可以避免来料带钢的暗印与平整机平整产生的暗印发生混淆，有利于查找平整机平整带钢时产生的暗印因素。

(2)针对来料带钢有暗印的状况。对CSP轧制线上的两台卷取机的振动进行了测试。

调查发现2#卷取机卷取的带钢有明显暗印，1#卷取机卷取的带钢暗印不明显。而对1#、2#卷取机振动测试显示：1#卷取机含有233.0Hz的信息，233.0Hz比较接近241Hz。2#卷取机含有200Hz以上的信息能量不大(表2)。

另外，更2#卷取机下夹送辊时，卷取带钢的暗印不明显。更换上新的下夹送辊随着使用时间的增加，卷取的带钢暗印发展的趋势逐渐明显。对2#卷取机旧下夹送辊进行检查，发现辊面有明显的不圆度存在。1#卷取机卷取的带钢产生暗印现象要好于2#卷取机。

表2 测试1#、2#卷取机振动、主要频率 (量程：1 000Hz)

(3)综上所述，针对平整机工作辊要严格检查新上机的上、下工作辊辊面质量。重点检查辊身的辊面状态。在强光照射下，应确保辊面无暗印。经观察对比，换上良好的上、下工作辊辊面平整出的带钢无暗印产生。随着上、下工作辊使用时间的延长，平整的带钢会出现轻微的暗印。这充分说明带钢的暗印是由上、下工作辊辊面引起的。结合带钢板材沿平整方向的断面与上、下工作辊的测试转速可说明平整机在平整带钢时上、下工作辊和带钢之间是压延和摩擦组合。以压延为主，摩擦为辅。

(4)上、下工作辊的磨床为数控磨床。返修的工作辊两端都保留了轴承座，一端一个轴承座，每个轴承座重792kg。因返修的工作辊辊面大多数都有暗印，所以要将消除工作辊辊面暗印放在首位。

①工作辊两端轴承座过重，影响工作辊辊面的磨削质量。磨辊时需对轴承座进行固定和衬托。

②磨辊沙轮的材质要软，沙粒容易掉并随乳化液一起流走，而不堵塞沙轮孔。可保证工作辊辊面的磨削质量。

③磨辊时要设置主轴转速为30r/min，沙轮线速度为20m/s，两者速度方向要相反。

④砂轮平移速度要小，磨辊时设为1次/min、150次/辊。

⑤磨床给进油缸动力不足、有泄漏，应更换油缸并测试油缸推力及消除泄漏，满足给进量要求。

四、总结

上、下工作辊辊面的加工质量是此次造成带钢表面暗印的原因，有暗印的上、下工作辊就好似一对啮合的齿轮，在压下力的作用下对带钢进行压延产生暗印。磨床加工工作辊辊面时产生的暗印周期长度(齿轮周节)是不变的。所以在带钢表面产生暗印的长度也基本不变，只是随着带钢线速度的变化，带钢暗印的长度是波动的。

找出了产生暗印的根源并制定相应的措施予以解决，CSP分厂平整机每月可平整优良带钢5万t，创利115万元，全年创效1380万元。

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