吳婷
（天津天鐵冶金集團(tuán)熱軋板有限公司）
1 引言
天鐵熱軋1750mm立輥軋機(jī)位于R2四輥可逆粗軋機(jī)之前，與R2軋機(jī)配合形成萬能式粗軋機(jī)，其中側(cè)壓裝置是立輥的主要組成部分，其作用主要是對加熱爐出來的板坯進(jìn)行側(cè)邊軋制，并控制板坯寬度尺寸和形狀，同時將板坯邊部的鑄態(tài)組織變?yōu)檐垜B(tài)組織，避免在水平軋制過程中產(chǎn)生邊裂，影響板坯質(zhì)量。
天鐵1750mm軋機(jī)投產(chǎn)7年多，前期設(shè)備運行良好，但隨著生產(chǎn)節(jié)奏的加快，設(shè)備磨損加大，精度降低，因此在生產(chǎn)過程中，小輪碎裂、球面墊掉落等側(cè)壓裝置頻繁出現(xiàn)故障，造成了立輥軋機(jī)傾斜的現(xiàn)象，直接影響了正常軋鋼工序。通過對事故現(xiàn)象的原因分析和改進(jìn)，降低了立輥軋機(jī)傾斜故障率，保障了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
2 立輥軋機(jī)側(cè)壓裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理
2.1立輥軋機(jī)側(cè)壓裝置結(jié)構(gòu)
測壓裝置分布于軋機(jī)傳動側(cè)和操作側(cè)，全部采用液壓驅(qū)動，每側(cè)由平衡液壓缸（以下簡稱平衡缸）、兩個AWC液壓缸（以下簡稱AWC缸）和平衡梁等組成。AWC缸與平衡缸共同作用時，實現(xiàn)軋輥的開口度的設(shè)定，兩側(cè)側(cè)壓裝置可單動，也可聯(lián)動。AWC缸與平衡缸均固定在機(jī)架上。側(cè)壓裝置具體參數(shù)如下：
Z大軋制力矩（過載系數(shù)2.75，5s電機(jī)跳閘）：2×616kN·m；
軋制速度（Z大輥時）：±2.9～5.67m/s；側(cè)壓速度（單側(cè)）：80mm/s；
Z大側(cè)壓量：60mm（雙側(cè)，低碳鋼，厚度230mm）；
立輥開口度：720~1750mm；
AWC液壓缸：φ400/φ320×895mm，工作壓力27MPa；
平衡液壓缸：φ220/φ140×1925mm，工作壓力8~12MPa。
測壓裝置見圖1。
2.2側(cè)壓裝置工作原理
側(cè)壓裝置其共同作用可調(diào)整軋輥的開口度。該裝置配有短行程控制（SSC）功能＋自動寬度控制（AWC）功能。短行程控制（SSC）用于控制大側(cè)壓引起的頭、尾形裝誤差。自動寬度控制（AWC）主要用于修正軋制力變化引起的寬度誤差。SSC、AWC的控制是由液壓伺服系統(tǒng)實現(xiàn)的。
AWC缸通過球面墊與軋輥軸承座相接。其作用是：帶動軋輥裝配在機(jī)架內(nèi)運動。AWC缸均帶位移傳感器，用于AWC缸位置檢測和同步控制。AWC缸可帶負(fù)荷調(diào)整。在AWC缸液壓伺服系統(tǒng)上裝有壓力傳感器，用于檢測軋制壓力。
平衡缸通過連接板與平衡梁相連，平衡梁上下鉤部分別與上下軋輥軸承座相接。平衡梁的側(cè)面裝有滑板，上部裝有小輪。平衡缸作用是：一方面在正常工作狀態(tài)下通過平衡梁始終將軋輥裝配拉靠在AWC缸頭部上，消除球面墊與AWC缸頭部之間、球面墊與軸承座之間的間隙。平衡缸帶位移傳感器，用于軋輥位置檢測。
3 立輥傾斜故障原因分析
由于軋線只有一架立輥軋機(jī)，每塊板坯軋制五道次，其中一、三、五道次帶有減寬軋制設(shè)定，二、四道次打開，因此軋機(jī)工作量較大，側(cè)壓裝置動作頻繁，很容易出現(xiàn)傾斜故障，從而影響正常生產(chǎn)。立輥傾斜原因主要是由立輥平衡梁小輪故障和球面墊掉落所引起。
3.1平衡梁小輪故障原因分析
平衡梁小輪如圖2所示，將平衡梁固定在機(jī)架內(nèi)，并保證平衡梁在機(jī)架內(nèi)往復(fù)運動。隨著設(shè)備精度的降低，在生產(chǎn)過程中，小輪經(jīng)常會出現(xiàn)卡死、軸承碎裂等故障，造成平衡梁運行不平穩(wěn)，平衡缸壓力過大，立輥軋機(jī)報傾斜，影響軋鋼生產(chǎn)。通過多次檢修更換檢查，分析其原因為：現(xiàn)場環(huán)境惡劣，立輥軋機(jī)前部裝有高壓水除磷裝置，粉塵、鐵屑較多，水量大，小輪無密封，僅有軸承擋圈，容易進(jìn)入小輪軸承內(nèi)部，造成軸承卡死或加劇軸承滾珠磨損，致使軸承損壞；潤滑不良或潤滑油孔堵塞，軸承長時間處于無潤滑油狀態(tài)，造成軸承卡死；小輪加油不方便，見圖2。
油孔1為加油孔，每次加油都需將固定螺栓拆除，且空間狹小，不利于加油；小輪滑道粉塵較多，容易堆積，從而增加小輪運行阻力，造成小輪受力不均，平衡缸壓力過大；小輪軸承強(qiáng)度不夠，滾珠容易碎裂；多次更換小輪軸，造成平衡梁固定孔與軸間隙加大，小輪往復(fù)擺動使固定孔形成橢圓形，致使小輪損壞。
3.2球面墊掉落故障原因分析
球面墊在軋鋼過程中，Z大軋制力為4000kN，遭受較大沖擊力，尤其是下缸，很容易使螺栓剪短、球面墊掉落，從而造成立輥報傾斜。分析其原因為：球面墊螺栓強(qiáng)度低，螺栓倒角處存在應(yīng)力集中或應(yīng)力經(jīng)過熱處理未消散；螺栓經(jīng)常斷裂，造成AWC缸缸頭螺紋?壞，與螺栓配合間隙大，螺栓晃動致使斷裂；滑板磨損，精度降低，平衡梁與牌坊的間隙增大，軋鋼過程中，平衡梁擺動，帶動球面墊，使螺栓斷裂；AWC缸依靠卡環(huán)固定在立輥牌坊上，軋鋼過程中，沖擊力大，尤其道次，造成AWC缸卡環(huán)與AWC缸體之間間隙大，且牌坊磨損（現(xiàn)場查看，發(fā)現(xiàn)軋機(jī)出口磨損較大，入口有輕微磨損），生產(chǎn)過程中，缸體不規(guī)則擺動，造成螺栓斷裂；上下AWC缸不同步，在工藝操作人員拍快開時（拍快開，平衡缸和AWC缸同時縮回），平衡梁傾斜，造成某一個球面墊承壓過大，致使螺栓斷裂。球面墊見圖3。
4 立輥傾斜故障改進(jìn)措施
為了降低立輥傾斜故障率，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，制定了具體改進(jìn)措施。
小輪定期潤滑，將變質(zhì)潤滑油和粉塵擠出；安裝小輪時，安裝正確，確保油道暢通，防止雜物進(jìn)入軸承內(nèi)部，軸承擋圈牢固；小輪前方增加刮塵板，在小輪運行過程中，提前將堆積粉塵清除，便于小輪運行平穩(wěn)；小輪軸承改用進(jìn)口SFK軸承，提高軸承強(qiáng)度；更改小輪潤滑油道，同時在軸上開槽，便于小輪加油；利用大修時間，對平衡梁固定小輪孔進(jìn)行修復(fù)；定期檢查小輪運轉(zhuǎn)情況，便于提前發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。
球面墊螺栓采用高強(qiáng)螺栓，螺栓倒角改為圓角，并進(jìn)行熱處理消應(yīng)；對AWC缸缸頭螺孔螺紋進(jìn)行修復(fù)，或者加大螺紋，更改螺栓；定期測量牌坊與平衡梁之間的間隙，過大時滑板適當(dāng)加墊，保證牌坊與平衡梁的尺寸配合在1.4~2.1mm；AWC缸卡環(huán)實行一對一制度，下線后，根據(jù)AWC缸測量尺寸進(jìn)行修復(fù)，保證公差配合，從而使AWC缸固定良好；牌坊磨損處定期進(jìn)行修復(fù)，保證安裝精度；球面墊下方加焊托架，這樣即使球面墊螺栓斷裂，也可保證不掉落，維持正常生產(chǎn)；定期檢測油缸信號和伺服閥信號反饋，確保油缸同步。
5 改進(jìn)后效果
經(jīng)過對側(cè)壓裝置采取的一系列改進(jìn)，改善了小輪工作環(huán)境及小輪強(qiáng)度，使小輪故障率大大降低，由每年5～6次降低到每年1～2次，取得了良好的效果；在保證設(shè)備精度的情況下，球面墊掉落次數(shù)明顯減少。平衡梁小輪和球面墊的改善，減少了立輥傾斜故障率，保障了生產(chǎn)的順利進(jìn)行，同時降低了備件損耗，節(jié)約成本。
6 結(jié)束語
通過對立輥軋機(jī)傾斜故障進(jìn)行分析，找出了故障原因，提出了具體改進(jìn)方案，改進(jìn)后降低了立輥軋機(jī)傾斜故障率，保障了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。設(shè)備精度是保障設(shè)備正常運行的重要因素之一，尤其到設(shè)備后期，設(shè)備磨損加劇，精度嚴(yán)重降低的情況下，更應(yīng)保證精度，同時也要加強(qiáng)設(shè)備點檢制。
來源：《天津冶金》2014年第003期
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