熱軋履帶鋼精軋機導衛設計與改進

孫曉慶 談群峰 張園華

(山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司)

熱軋履帶鋼精軋機導衛設計與改進

孫曉慶 談群峰 張園華

(山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司)

針對目前萊鋼生產的履帶鋼腿端劃傷問題，研究現有精軋機導衛裝置，通過改進入口和出口導衛裝置，解決了履帶鋼腿端劃傷問題，提高產品表面質量，提高生產效率。

履帶鋼 精軋機 劃傷 進口導衛 出口導衛

0 前言

萊鋼型鋼廠小型生產線是國內具有自主知識產權的一條專業生產H型鋼的生產線，整條生產線共有7架軋機，主要設備有：Φ650開坯機一架、Φ550開坯機一架、精軋機三架和軋邊機兩架，年產量達20 萬t。隨著近年來工程機械行業發展，陸續開發了LW190×8.5、LW190×10和LW135×6三個規格挖掘機用履帶鋼，隨著履帶鋼軋制量的增加，經常出現履帶鋼腿端劃傷的缺陷，原來的精軋機導衛裝置已不適應現在的大批量生產，需要對精軋機導衛裝置進行全面的優化設計。

1 存在問題

1.1 布置工藝存在問題

LW190履帶鋼熱軋生產軋機布置平面圖如圖1所示。采用五架軋機，R1、R2、U1、U2和U3,開坯機R1上配置5個孔型,開坯機R2上配制3個孔型；U1和U2為連軋機組，U3為精軋機。開坯機R1為三輥粗軋機，軋制5道次后軋件橫斷面的厚度基本達到成品尺寸要求，初步成形。軋件經過R2軋機三個孔型的軋制后，橫截面各部位的尺寸已經基本達到成品尺寸的要求，U1、U2連軋機組和U3精軋機孔型將對軋件進行精細加工，使軋件尺寸更加精確，主要變形集中在開坯機R1和R2軋機。履帶鋼批量生產后主要問題在于成品下腿端存在劃傷，以及軋件進精軋機經常卡鋼難咬入等情況，需要對導衛裝置進行反復修磨和調整，影響生產節奏，針對存在問題對U1、U2和U3軋機導衛裝置進行分析。

R1—Φ650開坯機 R2—Φ550開坯機

U1～U3—精軋機K1～K11—孔型序號

圖1 軋機平面布置

1.2 精軋機導衛裝置存在問題

(1)履帶鋼為復雜斷面異型鋼，截面不對稱。在精軋機孔型，上孔型為平板，下孔型帶槽孔型。為了保證順利引導軋件，下導衛前端與軋輥的軋槽接觸部分應與軋槽的形狀相吻合[1]，入口導衛和出口導衛均設計為異形斷面整體導衛，平板上設置兩個筋板，截面結構如圖2所示。導衛為滑動導衛，與軋件間為滑動磨擦。履帶鋼腿端與出口導衛筋板接觸摩擦，隨著軋制量的增加，造成導衛筋板磨損，尤其是筋板上端R角磨損嚴重，R角磨損嚴重后凹凸不平，劃傷軋件腿端形成缺陷，生產過程中要停機對導衛筋板進行人工修磨，影響生產節奏。

圖2 原有上下導衛截面圖

(2)熱軋過程中軋件變形不均勻，易出現扭轉，履帶鋼下腿高度為26 mm,原入口下導衛設計時，考慮依靠傳送輥道側板以及導衛兩筋板對軋件中間腿的限制，來引導軋件準確進入軋機。但軋件頭部出現急彎后，軋件容易脫離入口導衛兩筋板的限制，咬偏而不能進入軋機，造成卡鋼現象。當軋件產生翹頭或扣頭后，如圖3所示，軋件通過入口導衛時，軋件頭部容易卡到上下導衛之間，不能進入軋機。a1為孔型槽底到導衛上表面的距離，一般取值5 mm ～10 mm,原入口上下導衛在設計時a1和a2選用最大值10 mm，但仍容易卡住軋件。

圖3 原導衛示意圖

3 改進措施

通過分析原來精軋機導衛結構，兩個筋板是產生履帶鋼腿端劃傷的主要原因，而且導衛對軋件側彎的控制能力較差，容易造成卡鋼現象。需要對精軋機導衛整體結構進行重新設計，簡化導衛結構，減少劃傷，增加側板加強對軋件側彎的控制。

3.1 精軋機下導衛參數設計原則

新下導衛設計時去掉兩個筋板增加側板，設計參數如圖4所示。其中參數L，根據軋機參數固定，參數a1、b和r的作用是保證軋件離開軋輥后能順利通過導衛[2]，其余參數需要根據現場實際生產經驗來確定。

L—軋輥中心線到支座安裝板內側邊的距離，mm；

L1—支座安裝板內側邊到導衛后端的距離，mm；

L2—軋輥中心線到導衛前尖端的距離，mm；

L3—導衛的長度，mm；R1—槽底的軋輥半徑，mm；

R2—孔型下輥環的軋輥半徑，mm；

R3—孔型上輥環的軋輥半徑，mm；

R4—與孔型槽底相對應的導衛圓弧半徑，mm；

R5—與孔型下輥環相對應的導衛圓弧半徑，mm；

R6—與孔型上輥環相對應的導衛圓弧半徑，mm；

a1—孔型槽底到導衛的距離，mm；

b—導衛平板上表面到導衛前尖端的距離, mm；

r—導衛前端上圓弧半徑, mm；

c—導衛上側板前端到軋輥中心線的距離，mm；

H1—導衛的底板厚度，mm；

H2—導衛上側板的高度，mm

圖4 下導衛尺寸的確定

根據現場生產經驗，參數取值設計選擇為: a1=5 mm ～10 mm,b=5 mm ～10 mm,r=20 mm ～50 mm，L=910 mm,L1=255 mm ～300 mm, R4= R1，R5= R2+(20～30)mm, R6= R3+(20～30)mm。

其中導衛的底板厚度H1取值范圍為20 mm ～30 mm，因導衛為滑動導衛，與軋件間摩擦為滑動摩擦，為增加過鋼量，H1取30 mm。導衛側板的高度H2等于來料軋件高度加上20 mm ～40 mm，導衛側板前端到軋輥中心線的距離c取值范圍為100 mm ～120 mm。

需要計算的參數公式為：

L3=L-L2+L1

(1)

(2)

選擇參數后可計算出各個參數值，確定下導衛尺寸。

3.2 具體改進措施

(1)去掉入口下導衛上的兩個筋板，只保留平板。原入口下導衛的兩個筋板對軋件側彎控制作用太小，傳送輥道的側板從橫向上能限制軋件側彎，但從傳送輥道到軋輥的距離為1500 mm,該部分沒有對側彎限制，而且原下導衛對側彎的限制作用較小。設計新導衛增加兩個側板，加強對軋件側彎的控制。導衛兩側板端部設置成喇叭口形狀，隨后是平直段，便于引導軋件進入導衛。兩側板間距B入k和來料總寬BK-1的關系為B入k=BK-1+(8～12) mm。

(2)導衛在軋機上的安裝，是通過在導衛下端安裝支座，然后將導衛固定到軋機窗口上。為了減少卡鋼情況，通過降低支座螺栓孔的高度，來降低軋輥孔型槽底到導衛上表面的距離。將入口上導衛表面到上軋輥孔型槽底距離a2由原來的10 mm改成15 mm，增加入口上下導衛間的距離，減少卡鋼現象。

(3)將精軋機出口導衛，設計成與入口相同的結構。兩側板間距B出k和本道次軋件總寬BK的關系為B出k=BK+(6～10) mm，出口上下導衛的間距保持不變。

4 改進效果

導衛改進前，原導衛有底板和筋板，安裝時需要兩個筋板和底板的前端全部與軋輥貼合，不貼合處需要修磨，改進后去掉了兩個筋板，只需底板前端與軋輥貼合，縮短安裝時間。新導衛使用后有效消除了成品履帶鋼腿端劃傷缺陷的產生，提高了產品表面質量。每班次導衛修磨時間由原來60 min減少為20 min，提高了軋制效率。入口導衛過鋼量由原來的4000 t更換，提高到6000 t更換，出口導衛過鋼量由原來的3000 t提高到5000 t，適應現在大批量生產。

5 結論

萊鋼型鋼廠小型生產線通過對精軋機入口和出口導衛裝置的改進，有效消除了熱軋履帶鋼腿端劃傷缺陷的產生，提高產品表面質量，提高生產效率，為履帶鋼的大批量生產提供了保障。

[1] 胡彬.型鋼孔型設計[M].北京：冶金工業出版社，2010：306-308.

[2] 曲克.軋鋼工藝學[M].北京：冶金工業出版社，1994：356-358.

DESIGN AND IMPROVEMENT OF GUIDE FITTINGS FOR FINISHING MILL IN HOT ROLLING TRACK STEELSUN XIAOQING TAN QUNFENG ZHANG YUANHUA

Sun Xiaoqing Tan Qunfeng Zhang Yuanhua

(Laiwu Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.Ltd)

According to the scratches on the top-leg of track steel produced by Laiwu steel in the current, the paper studies on the guiding equipment of finishing mill, reformes the entry guides and exit guides, solves the problem of the scratches on the top-leg of track steel, improves the surface quality and production efficiency.

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?慶，工程師，山東.萊蕪(271104)，山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司；

2015-12-30