立辊轧机前侧导板的改造

党平刚

(攀枝花钢钒有限公司热轧板厂,四川攀枝花 617023)

立辊轧机前侧导板的改造

党平刚

(攀枝花钢钒有限公司热轧板厂,四川攀枝花 617023)

通过对攀钢1450热轧板厂E1立辊轧机前侧导板存在缺陷的分析,找到了制约生产的原因,并对侧导板进行了整体改造,提高了装机精度,减少了故障时间,满足了生产的要求。

侧导板;缺陷;改造;装机精度

1 引言

E1粗轧机前侧导板是攀钢钒热轧板厂主轧线的关键设备,1992年投用,主要功能是对轧件进行对中和导向,使轧件准确咬入轧机。由于历史原因, E1轧机前侧导板按照10吨/块板坯重量设计,2003年热轧板厂每块板坯重量由原10吨提升至25吨。侧导板未作相应改造,机械强度及夹持力严重不足,精度及功能无法完全保证,对中性及运行稳定性差,导致钢板跑偏及边部划伤,并增加了产品镰刀弯质量缺陷。

为了保证生产的正常进行,对侧导板进行了更新改造,提高了装备水平,减少了故障时间,提升了产品质量,保证了高附加值产品的生产,取得了很大的成效。

2 改进前侧导板的基本情况

2.1 组成机构

侧导板由电机、减速机构、传动接轴、导尺、推杆传动等构成,见图1所示。推杆传动装置主要由推杆、齿轮、齿条组成,见图2所示。

图1 侧导板

图2 推杆传动装置

2.2 侧导板存在的缺陷及原因

E1粗轧机前侧导板是1992年投入运行的,是为年产58万吨热轧板厂配套的设备。2003年,板坯单重由原设计的10吨提高到25吨,但侧导板未作改造。机械传动设备长期超负荷运行,安全系数远低于允许值,故障次数与时间逐月上升,主要缺陷有以下几个方面:

(1)电机功率偏小,侧导板的夹持力不足,对中功能差,中间坯产生跑偏,导致产品边部划伤及镰刀弯缺陷;

(2)推杆及导尺等材质为Q235,推杆采用工字梁结构,侧导板整体机械强度较小;

(3)两侧导尺无导向滑道,侧导板对中性较差;

(4)推杆传动齿轮齿条安全系数小,上下推杆弯曲严重,精度及功能无法完全保证。

由于以上原因,侧导板故障时间逐年增加,2015年累计故障时间72小时,并且由于侧导板原因,出现镰刀弯缺陷产品,约1500吨,严重影响了生产及产品的研制。

2.3 技术数据分析

近几年,热轧板厂主轧线进行了改造,提高了性能及精度,但侧导板未作改造,现将轧线相关技术参数进行比较,比较情况见表1所示。

表1 主轧线改造前后性能对比

从表1参数比照中,可以看出,板坯重量与产量均得到了极大提高,侧导板的实际承载负荷较设计增加了数倍,此原因使侧导板性能及精度急剧恶化,其推杆传动齿轮接触最小安全系数由最初的1.5降低为0.95。设备精度及性能已无法依靠常规检修得到恢复,要实现正常生产,减少故障,必须对其进行改造。

3 侧导板的改进

3.1 改造方案

通过以上分析,要满足目前生产的要求,减少侧导板故障的频发,提高侧导板强度及精度,必须对侧导板进行改造。由于受侧导板位置的限制,侧导板尺寸不能发生太大的变化,这就要求对其结构及材料进行改进,通过充分的研究、计算,确定了改进方案。

(1)推杆、导尺等焊接件材质由原Q235(抗拉强度δb=370～500 MPa,疲劳强度δs=225 MPa)改为Q345(抗拉强度δb=470～630 MPa,疲劳强度δs= 325 MPa);在空间位置受限,部件尺寸无法增大情况下,通过提升材料机械性能,增强推杆及导尺机械强度。

(2)由于空间位置限制,推杆宽度尺寸不能改变,在此情况下,为了提高推杆机械强度及抗弯曲能力,将推杆高度加大60 mm,并将原工字梁结构改为箱形结构;推杆截面积A:由0.016 752 m2加大到0.019 392 m2,增加约16%。许用推力(F1)大于实际推力(F2),机械强度满足要求。

式中:F 1—许用推力;

F 2—实际推力;

A—推杆截面积;

G—钢卷重量;

f—热钢摩擦系数;

〔δ〕—许用应力。

(3)加大电机功率,提高侧导板推力。

①通过计算,确定电机功率

选电机型号:ZZJ806,P=22.4 k W。

辊子与热坯间滑动摩擦系数:f=0.4

坯料最大重量:25 t

重载系数:考虑大冲击,取k=1.2

效率η取0.8

②改造前后侧导板推力计算

改造前导板最大推力:

改造后导板最大推力:

前后推力比较

(4)增加导板运行导向装置,见图3所示。导向装置由导向槽与导向座组成,导向座与导板连接为一体,导向槽固定在辊道架上,导向座与导板在导向槽中来回运行,导向槽与导向座之间间隙值控制在0.5 mm,保证导板运行时不发生偏斜。为了防止运行当中氧化铁皮及其他灰尘落入滑槽,发生卡阻,在滑座外部设计制作了防尘罩。

图3 导板导向装置示意图

(5)通过电机功率,设计推杆传动齿轮齿条,材质选用42Cr Mo,齿轮表面淬火处理,齿面硬度52～ 57 HRC,齿条调质处理,硬度241～286 HB。模数m=20,齿轮齿数Z1=18,齿宽b1=200 mm,齿条齿数Z2=26,齿宽b2=200 mm。并对齿轮进行强度校核,齿轮接触安全系数取1.6,齿根弯曲安全系数取3.0,实际应力均小于允许应力,校核通过,满足技术要求。

3.2 改造后侧导板主要参数及性能

保持原轧机不变的情况下,拆除原侧导板,在保证原侧导板基础及其地脚螺栓不变的情况下,对侧导板整体进行重新设计,增大机体机械强度,增加关键备件的使用寿命,减轻维修难度。改造以后侧导板的主要参数见表2、表3所示。

表2 推杆传动齿轮齿条

表3 推杆主要性能参数

由上表2、表3可以看出,改造后侧导板的机械性能得到了很大提高,推杆传动齿轮最小安全系数达到了1.6,推杆安全系数提高了2倍,设备可靠性大幅增强。

4 结语

完成对侧导板的改进后,其机械性能得到很大提升,消除了原侧导板制约生产的缺陷,侧导板改进后投入使用以来,设备故障时间为零,各项运行指标稳定,镰刀弯缺陷大幅减少,既提高了产品质量、产量,又节约了大量检修费用,改造产生了较好的经济效益。

[1] 黄华清.轧钢机械[M].北京:冶金工业出版社,1980.

[2] 濮良贵.机械零件[M].北京:高等教育出版社,1982.

Technical Reform of the Side Guide Plate of Vertical Roll Mill

DANG Pinggang
(Hot-strip Mill of Panzhihua Steel Vanadium Co.,Ltd.,Panzhihua 617023,Sichuan,China)

Based on 1450 Hot-strip Mill of Pangang E1 edger mill guide of the side defect analysis,found the reason of restricting the production,and the side guide the overall transformation,improved the precision of installed,reduced downtime,meet the requirements of the production.

side guide,defect,revamp,machine precision

TG305

A

1001-5108(2017)03-0056-03

党平刚,高级工程师,主要从事热轧设备技术及管理方面的工作。