热连轧粗轧侧导板窜量分析及其改进研究

朱志鹏，胡润平，汪涛，邱宏光，韩立志，黄爽

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北 唐山 063200）

入口侧导板安装在粗轧立辊轧机E1前工作辊道上，其前后推杆通过同步轴保持动作一致，进而实现对中板坯的功能。侧导板分为喇叭口段和平行段。平行段为主动件，其操作侧由上推杆支撑、驱动，传动侧由下推杆支撑、驱动，最终由前后两条液压缸、同步轴共同实现对中操作。喇叭口段起导向作用，入口侧由固定顶销支撑，出口侧由铰接销轴支撑；其为从动件，通过铰接销轴由平行段驱动动作，同时固定顶销（旋转轴）随侧导板打开/关闭在椭圆型导槽孔内往复滑动。

1 侧导板结构及工作原理

图1 侧导板基本结构

平行段操作侧侧导板安装在上推杆上，其传动侧侧导板安装在下推杆上。

上推杆的下表面、下推杆的上表面安装有齿条。液压缸缸杆伸出时，上推杆伸出，操作侧侧导板关闭。同时，通过齿条、同步轴的啮合作用，下推杆缩回，传动侧侧导板（与操作侧侧导板）同步关闭。 侧导板基本结构如图1所示。

2 在线侧导板工作现状

1580产线R1/R2为可逆轧机。正向轧制时，板坯由喇叭口段导入平行段，再经平行段对中后进入轧机。板坯进入平行段侧导板时，入口预留孔距铰接销轴较远，板坯头部接近入口预留孔时，已完成部分导向、对中操作，因此板柸头部不会顶、撞预留孔。

逆向轧制时，板坯尾部从E1/R1逆向进入平行段侧导板。此时，不仅结构上没喇叭口段导向，且出口预留孔距侧导板出口侧较近，板坯尾部接近出口预留孔时，板坯未经过导向、对中操作。此时，若板坯跑偏，其尾部棱角会顶、撞出口预留孔，甚至顶、撞入口预留孔，造成侧导板、拐臂一同向入口侧窜动。当窜量值大于轴承座/拐臂入口侧的间隙值，宽规格板坯轧制时，由于拐臂、轴承座之间的机械干涉，侧导板无法打开到程序设定位，会造成板坯回退和非计划停机。侧导板俯视图如图2所示。

图2 侧导板俯视图

3 侧导板结构分析及调整方法

3.1 结构分析

图3 拐臂与两侧轴承座示意图

D为拐臂与两侧轴承座间隙值（初始状态D=D1=D2），如图3所示。

c、d为推杆与方型铜套间隙值，如图4所示（M-M剖视图）。

a、b为推杆与侧导板间隙值，如图4所示。

E为开口度1670mm时，固定顶销、导槽出口侧间隙值，如图5所示。

G问问开口度1670mm时，固定顶销、导槽入口侧间隙值，如图5所示。

图4 推杆、方型铜套/侧导板间隙示意图

图5 顶销、导槽（孔）间隙示意图

侧导板窜量值用K表示。分析侧导板机械结构，为避免板坯回退和非计划停机，必须令K≤D。比较c、a、E，取其中数值最小者为X。

若X＜D，当窜量值达到X时，由于机械结构限制，必然K≤D，且窜量值将保持X不变。此时，机械结构限制在一定程度上起到了机械安全限位的作用。随着机械贴合部位的磨损、变形、破坏，当现场X＞D时，或者图纸上即为X＞D，此时，若K＞D，宽规格板坯轧制时则会发生停机事故。

下面根据图纸进行计算D、c、a、E数值。

D=（800-570-170）/2=30mm，c=d=（560-260）/2=80mm

a=b=（800-560）/2=120mm，E=270-220/2=160mm（G=300-220/2=190mm）。

综上所述，D＜X=c＜a＜E。当（K＞D）、宽规格钢种轧制时，侧导板将无法打开到程序设定位，会发生停机事故，这增加了设备运维风险和难度。

3.2 侧导板窜量调整方法

图6 窜量调整示意图

先将侧导板开口度打到1670mm，此时喇叭口段、平行段的中轴线共线，且与顶销轴线共面，此时，调整侧导板窜量克服的阻力最小。

在操作侧侧导板吊装孔内插入螺栓M48X490，将手压千斤顶尾部顶在推杆上，缸头顶在M48X490螺帽上，手动加压消除侧导板窜量，直至拐臂中线位于两轴承座间隙中位为止。侧导板窜量调整方法示意图，如图6所示。

以上方案所需工时最短、工器具最少，利用日常精轧换辊时间即可进行施工（需工人3人，工时10分钟以内）。

4 侧导板的改进方法及维护要点

4.1 改进方法

首先，逆向轧制时，减小（预留孔处）板坯对侧导板的冲击力。预留孔为轧机前后表检测量预留孔，由于R1/R2表检安装于轧机出口侧，因此可取消入口侧导板的预留孔：（1）提报备件，延长侧导板耐磨板长度。将入口侧第1、2块耐磨板出口侧加长，从而消除预留孔：延长的耐磨板类似悬臂梁，无固定支撑，若其受板坯顶撞会向内侧发生一定塑性变形。耐磨板改造前后，正向都可顺利轧制；按此方案改造后，逆向轧制时，耐磨板即使变形仍起导向作用，可减小冲击力。（2）制作过度块（其外表面与耐磨板外表面共面），安装在预留孔内，将板坯、侧导板间冲击力转化为滑动摩擦力。（3）侧导板下线后，在机械厂修复，彻底消除预留孔。同时延长耐磨板长度，使平行段侧导板内表面光滑过渡。

现场为了节省时间、成本，尽快消除隐患，采用了方法2）。

其次，设计机械安全限位块，通过机械硬限位将窜量控制在安全范围内。根据侧导板机械结构，将安全挡块设计于推杆/侧导板间隙内、紧贴侧导板内壁上，如图4所示。

安全挡块的厚度Y≥a-D+Z=90+Z。其中Z为安全值，此处取Z=5mm,取Y=95mm。安装限位块后，a变为a’，此时a’=25mm=X＜D=30mm。

在线侧导板在工作过程中，在时间T1内，窜量从0达到25mm；之后，随着机械贴合部位磨损、变形、破坏，在时间T2内，a’数值增加量≥5mm后，宽规格板坯轧制时会发生停机事故。

在正常轧钢的前提下，时间T（T=T1+T2）为设备、操作人员发现、处理侧导板窜量这个隐患创造了有利条件。

4.2 维护要点

正常轧制中，发现板坯跑偏，即刻向操作人员反馈，关注、调整轧制参数，避免板坯跑偏。

点巡检人员、操作人员监控间隙值D、推杆与安全限位块间隙值a’，发现问题及时处理。

轧制中，点巡检人员、操作人员监控推杆震动，一旦震动加剧，即可能a’=0。此时，机械安全限位块、推杆硬贴合，侧导板直接将震动传递到推杆上。此时，马上组织人员检查间隙量，及时组织处理，避免隐患扩大化。

5 结语

随着钢铁行业的发展，设备运维也在不断进步。我们在提高轧钢设备自动化水平的同时，也要努力发现设备结构缺陷，降低设备运维风险、难度、工作量，确保侧导板等轧钢设备功能投入和轧钢生产顺稳，本研究旨在能够对大型板带轧机——侧导板等设备隐患的分析、解决提供一定的借鉴作用。