平整機產生帶鋼暗印缺陷的解決

胡志剛

(武鋼股份公司設備維修總廠，湖北 武漢 430083)

一、簡介

條材總廠CSP分廠平整機(圖1)是關鍵設備。月平整帶鋼板材5萬t。從投產開始，經平整后帶鋼的兩面會不定期產生暗印(圖2、圖3)。暗印的周期長度在25～28mm范圍波動，峰谷為0.03mm。帶鋼暗印對板材的表面質量和板型會產生致命的影響，因此消除帶鋼暗印，刻不容緩。

二、問題原因分析

1.平整機的動力傳動形式

平整機采用單電機驅動，電機驅動減速機及下支撐輥。電機功率1 200kW、電壓660V、型號YSPKS560。機械傳動從下支撐輥靠靜摩擦力傳遞到下工作輥。下支撐輥、下工作輥在平整帶鋼時不能移動。下工作輥的線速度與開卷機、卷取機的轉速由計算機調整。上工作輥靠帶鋼的靜摩擦力驅動。上支撐輥靠上工作輥靜摩擦力驅動。上支撐輥兩端各有1臺壓力缸，壓下力流程是從上至下傳遞。上支撐輥、上工作輥在平整機牌坊窗口能上下移動。

2.產生暗印的可能原因

(1)上、下工作輥和帶鋼之間間歇式的滑動摩擦。

(2)上、下工作輥對帶鋼間歇式的純壓延。

(3)上、下工作輥和帶鋼之間的壓延和摩擦組合。

3.平整機自身產生暗印的可能原因

(1)上、下工作輥軸承間隙過大，產生振動，引起上、下工作輥間歇性地與帶鋼發生滑動摩擦。需測試上、下工作輥振動能量及頻率。

(2)如果上、下工作輥軸中心線不在一個平面內，則其輥面平整帶鋼的線速度就會產生一個夾角，從而引起帶鋼橫向產生間歇式往復滑動。需測量牌坊窗口開口度及檢查上、下工作輥軸中心線的位置關系。

(3)液壓缸激振力會傳遞給上支撐輥，上支撐輥的振動也會傳遞給上工作輥，造成對帶鋼周期性的壓延。需測試液壓動力系統的頻率成分。

4.平整機外部產生暗印的可能原因

(1)來料帶鋼本身帶有暗印。

(2)CSP軋制線上的2臺卷取機的振動影響。

(3)上、下工作輥輥面質量。需要檢查平整機上、下工作輥輥面狀況。

(4)磨平整機上、下工作輥的磨床影響。需修復上、下工作輥輥面。

三、問題的查找

1.振動測試

選上工作輥軸承為1#測點，下工作輥軸承為2#測點，下支撐軸承為3#測點。各測點、方向的振動值最大為5.00μm(上工作輥水平方向)，符合標準，沒有問題。

2.軸承測試

通過轉速的測量，上工作輥為252.1r/min，下工作輥為252.5r/min。上工作輥與下工作輥的線速度是亞同步，有405mm/min的誤差，主要振動頻率為241Hz，部位是上、下工作輥軸承。

3.暗印頻率計算

截取10個周期的暗印波長后取平均值，帶鋼表面暗印的每個周期波長為27.5～28mm。帶鋼的線速度為405 062 mm/min。可計算出暗印的頻率為241～245.5Hz。

4.牌坊開口度測量

對操作側上支撐輥、上工作輥、下工作輥、下支撐輥的牌坊開口度及傳動側上支撐輥、上工作輥、下工作輥、下支撐輥的牌坊開口度的測量。實測牌坊開口度滿足設計要求，測量結果說明4根輥軸中心線是相互平行的。

5.液壓系統測試

對泵、管夾、缸等元件的壓力源振動測試(量程：1 000 Hz)，主要頻率為225.0Hz及其倍頻成分(表1)。

表1 泵、管夾、缸等元件的壓力源振動值、頻率

6.暗印來源分析

在計算機給定平整帶鋼線速度為400 000mm/min時，通過測量、計算確定暗印的特征：頻率為241～245.5Hz；波長為27.5～28mm。對比分析以上測試，可得出初步結論：暗印與平整機本體無關，只在上、下工作輥的軸承處測到241Hz的頻率。該頻率與暗印頻率相吻合。因此，需要查找241Hz的來源。就要對來料帶鋼、CSP軋制線上的卷取機、平整機的工作輥、工作輥的磨床進行查找。

(1)對平整前的帶鋼進行兩面檢查。杜絕對來料有暗印的帶鋼進行平整。這樣可以避免來料帶鋼的暗印與平整機平整產生的暗印發生混淆，有利于查找平整機平整帶鋼時產生的暗印因素。

(2)針對來料帶鋼有暗印的狀況。對CSP軋制線上的兩臺卷取機的振動進行了測試。

調查發現2#卷取機卷取的帶鋼有明顯暗印，1#卷取機卷取的帶鋼暗印不明顯。而對1#、2#卷取機振動測試顯示：1#卷取機含有233.0Hz的信息，233.0Hz比較接近241Hz。2#卷取機含有200Hz以上的信息能量不大(表2)。

另外，更2#卷取機下夾送輥時，卷取帶鋼的暗印不明顯。更換上新的下夾送輥隨著使用時間的增加，卷取的帶鋼暗印發展的趨勢逐漸明顯。對2#卷取機舊下夾送輥進行檢查，發現輥面有明顯的不圓度存在。1#卷取機卷取的帶鋼產生暗印現象要好于2#卷取機。

表2 測試1#、2#卷取機振動、主要頻率 (量程：1 000Hz)

(3)綜上所述，針對平整機工作輥要嚴格檢查新上機的上、下工作輥輥面質量。重點檢查輥身的輥面狀態。在強光照射下，應確保輥面無暗印。經觀察對比，換上良好的上、下工作輥輥面平整出的帶鋼無暗印產生。隨著上、下工作輥使用時間的延長，平整的帶鋼會出現輕微的暗印。這充分說明帶鋼的暗印是由上、下工作輥輥面引起的。結合帶鋼板材沿平整方向的斷面與上、下工作輥的測試轉速可說明平整機在平整帶鋼時上、下工作輥和帶鋼之間是壓延和摩擦組合。以壓延為主，摩擦為輔。

(4)上、下工作輥的磨床為數控磨床。返修的工作輥兩端都保留了軸承座，一端一個軸承座，每個軸承座重792kg。因返修的工作輥輥面大多數都有暗印，所以要將消除工作輥輥面暗印放在首位。

①工作輥兩端軸承座過重，影響工作輥輥面的磨削質量。磨輥時需對軸承座進行固定和襯托。

②磨輥沙輪的材質要軟，沙粒容易掉并隨乳化液一起流走，而不堵塞沙輪孔。可保證工作輥輥面的磨削質量。

③磨輥時要設置主軸轉速為30r/min，沙輪線速度為20m/s，兩者速度方向要相反。

④砂輪平移速度要小，磨輥時設為1次/min、150次/輥。

⑤磨床給進油缸動力不足、有泄漏，應更換油缸并測試油缸推力及消除泄漏，滿足給進量要求。

四、總結

上、下工作輥輥面的加工質量是此次造成帶鋼表面暗印的原因，有暗印的上、下工作輥就好似一對嚙合的齒輪，在壓下力的作用下對帶鋼進行壓延產生暗印。磨床加工工作輥輥面時產生的暗印周期長度(齒輪周節)是不變的。所以在帶鋼表面產生暗印的長度也基本不變，只是隨著帶鋼線速度的變化，帶鋼暗印的長度是波動的。

找出了產生暗印的根源并制定相應的措施予以解決，CSP分廠平整機每月可平整優良帶鋼5萬t，創利115萬元，全年創效1380萬元。

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