1780 mm 热轧精轧机架间设备改进

2022-03-26罗心伟吴索团

一重技术 2022年1期

罗心伟，吴索团

梅钢热轧1780 mm 热轧精轧机由国外著名供应商设计，由上重制造，于2012 年4 月份投产。原精轧机架间导卫机构的最下层为焊接结构的底部框架，共有四个支撑点（见图1）。框架前端两个支点落在一对支撑销轴上，销轴安装在上游机架内侧后端，进行高度调整时，框架绕销轴转动。底部框架出口端的两个支撑分别放置在高度调整装置（千斤顶）上，通过高度调整装置完成入口侧导板高度的设定。液压活套装置落在底部框架的前端，活套油缸安装在上游机架立柱的出口侧，通过曲柄驱动活套辊摆动，实现机架间带钢张力的调整和保持。入口下导卫框架安装在底部框架的出口端，通过油缸驱动入口下导卫装置沿轧制方向移动，入口下水切板随入口侧导板移入到轧钢位置或者移出至换辊位置；在轧钢状态下，出口下水切板在重力作用下紧贴在工作辊上。入口侧导板横移框架落在入口下导位的进出框架上，油缸驱动横移框架沿轧制线的垂直方向移动，完成入口侧导板开口度的设定，在滑道下方有齿轮齿条机构确保两侧导向装置的对中和同步。

图1 机架间导卫机构图

1 存在的问题

在使用一段时间后，精轧导卫装置出现以下问题。

1.1 侧导板对中偏差

入口侧导板对中精度不达标。根据工艺要求，侧导板对中精度为±5 mm，而实际生产中对中度偏差达到±15 mm。由于对中精度的下降导致带钢与侧导板刮蹭严重，由侧导板衬板上产生积瘤压入带钢表面。这种现象以前段轧机表现更为严重。

1.2 机架间导卫机构稳定性差

带钢与导卫接触时导卫框架出现整体晃动现象。其中，前段轧机机架间导卫机构晃动比较明显。当带钢尾部超宽较大时，带钢尾部与侧导板之间摩擦产生的冲击使框架出现较大晃动。

1.3 活套机械结构不稳定

（1）测量活套时发现活套辊水平度偏差超过2 mm，需要调整。

（2）测试活套动态响应时多次发生空载力矩超标问题。

（3）活套摆臂与转轴采用过盈配合，但在生产中多次出现活套摆臂与转轴之间发生相对位移，导致活套装置发生故障而必须更换，每次处理时间6 h。

2 原因分析

2.1 侧导板结构问题

（1）侧导板框架由入口下导卫油缸带动，通过底部框架上的导向键和导卫进出口鞍座带键槽的铜滑块导向。每次换辊时，导卫运动中都会磨损铜滑块键槽。导向滑块材质为Cu85Sn5Pb5Zn5，键槽与导向键的设计间隙0.05 mm，使用一段时间后达到2～3 mm，使导卫在进、出位置出现对中偏差。

（2）由于导向铜滑块通过沉头螺栓固定在导卫框架的下方，使用过程中出现沉孔螺栓断裂或铜滑块碎裂时，需要长时间停机更换，影响生产。

（3）侧导板发生异常导致开口度偏差及对中偏差，而放宽侧导板开口度，使侧导板失去纠偏、控制板形的功能，生产中发生跑偏、轧破、异物压入等问题，严重影响轧制稳定。

（4）因导卫及侧导板结构存在缺陷，F2 入口导卫需要每年更换。其中，整体更换底部框架、导卫进出鞍座及侧导板活动框架需要停机72 h，严重影响生产。

2.2 活套机构的设计不合理

该生产线的活套装置和侧导板共用一个底部框架，活套油缸底座安装在机架上，作用在带钢上的活套力矩，反作用于导卫框架，使整个框架受冲击载荷。由于冲击载荷较大，影响底部框架的稳定性。而当活套起套时对整体框架的冲击引起侧导板晃动。

在轧钢过程中，侧导板框架受运动带钢边部对侧导板的拉力Ft，带钢宽度方向对侧导板的挤压力Fs，以及活套张紧带钢时作用在侧导板上的力Fn，其中Ft通过导卫油缸平衡，Fs通过侧导板油缸平衡，而Fn作用在侧导板框架上，因活套张力大，并且处于动态调整中，对侧导板框架的稳定性影响较大。

（1）活套摆动框架通过轴承座安装在活套支架上，而活套支架用螺栓固定在底部框架上，因底部框架支撑销磨损，底部框架出口侧高度调节装置两侧出现偏差及活套支架变形，引起活套辊水平位置发生偏移，水平偏差1～2 mm/m，容易引起板形变化，影响轧制稳定，为此需要频繁测量，及时调整活套的水平度。

（2）活套油缸底部销子固定在机架上，油缸活塞杆销子固定在活套框架上，空载时活套力矩波动大，影响活套力矩的控制精度，易造成废钢。

（3）活套摆臂与活套转轴之间为过盈配合：165H7/165.2g6，过盈量0.121～0.186 mm，在修复活套摆臂时，经过多次拆装，过盈量变小，安全系数降低，工作时摆臂与转轴会发生相对位移。

3 改进措施

3.1 进出导向机构改进

导卫进出导向机构改为鞍座衬板导向，通过控制衬板间隙，保证导卫装置打进打出机架时侧导板的对中精度。由于导向机构的强度得到提升，且铜滑板磨损后便于更换。如果侧导板超差，通过更换滑板即可改善侧导板的对中精度（见图2）。

图2 导卫进出装置图

3.2 底部框架改进

通过优化底部框架结构，在框架两侧设置可调整间隙的垫块，通过调整垫消除框架与机架的间隙，利用机架限制底部框架水平方向的摆动。轧钢过程中，当侧导板动作及咬钢和抛钢时，底部框架不再发生晃动，提高底部框架的稳定性。

3.3 活套装置改进

（1）在机架出口侧加工活套框架的安装面，并加工出螺纹孔，将活套框架固定在机架上，活套油缸的缸底固定在机架上，活塞杆头通过销子与活套框架摆臂联接，轧钢中活套起套和落套的冲击力直接作用到机架上，消除活套对导卫框架的冲击，提高导卫装置的稳定性。

（2）活套框架底座直接安装在机架上，通过止口定位和螺栓把合固定，在轧钢过程中底座不会发生位移，保证活套两侧的水平度。

（3）活套摆臂与活套转轴之间采用键联接，提高联接强度，保证活套运行的稳定性，避免活套摆臂与转轴之间发生位移（见图3）。

图3 活套装置图

4 实施效果

改造后，设备运行稳定，取得较好效果。

（1）精轧侧导板开口度精度保持在设计范围内，开口度偏差(设定值-测量值） 0～2 mm，两侧对中偏差0～2 mm，侧导板无喇叭口现象。侧导板衬板磨损均匀，无积瘤或粘铁现象，减少异物压入缺陷。侧导板的开口度可根据产品规格调整，减少轧破甩尾现象，杜绝因侧导板对中偏差，在轧制部分钢种时放宽侧导板开口度的问题。

（2）精轧导卫设备运行稳定，导向铜衬板磨损量小，使用半年未更换铜衬板。

（3）精轧活套设备稳定性提高，每月测量活套辊的水平度保持在0.2～0.4 mm/m 的范围内，活套装置固定螺栓及活套辊轴承座螺栓无松动现象，活套装置维护量低，确保轧机稳定轧制。

（4）改进后，未发生活套摆臂与活套转轴发生位移故障。