大型板材軋機機架加工裝配問題分析

王鐵峰

摘 要：隨著經濟的快速發展，我國對于剛才的需求越來越大，現今，我國已經具有了一大批年產百萬噸鋼鐵的生產線，軋機是實現金屬軋制的重要設備，在煉鋼生產線上也廣為使用，軋機機架作為由兩片“牌坊”組成以安裝軋輥軸承座和軋輥調整裝置，起著支持的作用，由于其一般較為巨大，因此在生產加工方面較為困難。文章將就大型板帶軋機機架的制造工藝進行介紹。

關鍵詞：軋機機架；制造工藝；研究

前言

步入新世紀我國經濟進入了高速發展階段，尤其是伴隨著房地產行業的快速發展，對于鋼材的需求量也越來也大，我國有80多條的大型鋼材生產線，在這些生產線上廣泛使用者軋機設備對鋼材進行軋制，從而生產出板材、管材等，軋機機架是軋機中的組成部分，其由于體積巨大、加工精度要求高等，造成了對于軋機機架的生產較為困難，文章將就軋機機架的生產工藝以及裝配進行介紹。

1 軋機機架簡介

軋機是實現金屬軋制過程的設備。泛指完成軋材生產全過程的裝備，包括有主要設備、輔助設備、起重運輸設備和附屬設備等。軋機是由軋輥、軋機牌坊、軸承包、軸承、工作臺、軋鋼導衛、軌座、軋輥調整裝置、上軋輥平衡裝置和換輥裝置等組成。由兩片“牌坊”組成以安裝軋輥軸承座和軋輥調整裝置，需有足夠的強度和鋼度承受軋制力。機架形式主要有閉式和開式兩種。閉式機架是一個整體框架，具有較高強度和剛度，主要用于軋制力較大的初軋機和板帶軋機等。開式機架由機架本體和上蓋兩部分組成，便于換輥，主要用于橫列式型材軋機。

2 軋機機架的加工

軋機機架由于尺寸超大，同時對于精度的要求較高，因此對于其加工制造提出了不小的挑戰，進行軋機機架的加工需要使用精度高且加工范圍大的數控機床作為其主要的加工設備，由于需要加工的工件尺寸很大，在加工過程中對于溫度的影響過、裝夾變形與加工變形都是需要考慮的問題，這就為加工造成了極大的難度，在進行軋機機架精加工之前首先需要進行粗加工，在粗加工時可以使用牛頭銑、端面銑等設備，在粗加工后留有10～12mm左右的加工余量，在粗加工完成后需要對軋機機架粗坯進行檢驗，通過使用工業探傷儀檢查粗坯，檢查工件內部是否存在裂紋，如果沒有裂紋則通過應力退火后就可以進入精加工環節。在進行精加工之前需要對加工所用的數控機床進行精度調整，通過使用激光干涉儀、直尺、方尺等對于機床的定位精度、直線精度和方位精度等進行檢查，確保機床處于一個良好的工況，同時將機床精度檢測數據等得出報告，并將這些誤差補償入機床中，對鏜銑加工精加工面在各個加工面留有的余量不超過0.5mm，光刀余量為0.05mm，在將軋機機架精加工完成后，通過使用三測機或者是其他測量設備進行檢測，要求所有的工件誤差都在圖紙標注的加工公差范圍內，通過檢測得出加工后的工件的形位公差的數據如下：機架窗口兩側面相對于機架垂直中心線的對稱度及平行度為0.05mm，窗口底面相對于窗口兩側的垂直度為0.04mm，窗口頂面相對于窗口底面的平行度為0.06mm，機架腳底面相對于窗口兩側面的垂直度要求為0.04mm每米，所有測量數據都應滿足圖紙按要求。總體來說軋機機架的加工流程如下：毛坯件進行粗加工后用探傷儀進行檢測，檢測內部沒有裂紋后進入應力退火環節，在退火完成后進行半精加工，加工完成后繼續使用探傷儀進行檢測，在合格后進入精加工環節，在精加工時需要保證加工完成后的工件精度。在工件精加工完成后還需要在機架上刷上防銹漆，做好軋機機架的保護工作。

加工過程中采取的防止變形的措施：在機架的加工過程中需要采取多種措施來防止機架的形變，例如：增加焊筋來增加零件的強度和剛度，從而防止變形，或者是在機械加工操作采取多次裝夾找正，或者是采取多次時效處理（可以采用自然時效、振動時效儀或者是熱處理去應力的方法）。在選用加工方案時，在確定加工方案合理的基礎上還需要考慮到降低操作難度、降低生產成本、縮短生產周期等問題，這些可以通過使用計算機建立數學模型來進行分析，從而使工藝設計人員能夠更直觀、快捷的確定加工方案，從而大大簡化了工藝設計的難度，提高了生產效率。

3 軋機機架的裝配

設備的裝配工作對于保證機床的精度同樣重要，尤其是大型機械設備更是需要良好的裝配，大型軋機機架裝配的重點和難點是軋機設備較為復雜、安裝精度要求較高、機架的尺寸較大且重量很重，需要使用吊車等進行吊裝作業。對于軋機機架的裝配主要分為兩個部分，一個是在設備出廠之前需要在工廠進行裝配，確保軋機在裝配完成后能夠達到精度要求，而另一個則是在鋼鐵廠進行現場安裝，同時裝配工藝應當軋機機架在工廠中的加工精度和在裝配現場中的實際需要進行靈活確定，由于軋機的重量很重，因此對于軋機的地基要求很重要，在進行裝配之前需要對裝機場地進行重量預壓，從而確保場地滿足裝配需要，不會出現沉降，同時根據沉降檢測記錄確定相應的裝配工裝，工裝需要具有足夠的剛度，確保吊裝工作中不會出現變形等影響吊裝正常進行，在保證工裝具有良好的剛性的同時還需要保證工裝具有良好的穩定性和易調節性，對于裝配精度的設置應當比設備的的基礎零件的安裝精度和整機的安裝精度高一個精度等級，同時需要選用合適的測量工具，在裝配過程中使用測量工具進行檢測時需要充分考慮測量器具應當不受環境影響，從而對測量的數據產生一定的影響，同時在裝配過程中進行必要的功能部件的試驗。

4 軋機機架的修復

軋機工作時環境惡劣，在工作過程中，軋制冷卻水遇到紅灼的鋼坯迅速霧化，夾帶著從鋼坯表面脫落的氧化鐵粉末向四周噴射，軋輥通過軸承座對機架牌坊造成較大的沖擊，使軋機機架牌坊內側窗口面、機架牌坊底面等均出現不同程度的腐蝕磨損，使軋機機架與軋輥軸承座間隙難以有效控制管理，時常出現軋機機架與軋輥軸承座間隙超過管理極限值現象。軋機牌坊間隙增大惡化了軋機主傳動系統的工作條件，使主傳動振動沖擊大，鋼錠咬入時容易發生打滑，影響到板形的控制，對產品質量造成很大影響。隨著科技的發展可采用高分子復合材料來解決軋機牌坊磨損，其中以福世藍金屬修復材料應用效果最佳。高分子復合修復材料具備優越的粘著力，可以牢固附著在金屬基材表面，長期工作而不會脫落；產品自身具有極高的抗壓強度，即使在高達1900噸的軋制力作用下，材料也不會損壞；獨特的高分子結構賦予材料良好的抗沖擊性能，可以吸收軸承座對牌坊的沖擊，避免了磨損的產生；同時產品具有良好的耐腐蝕性能，可使牌坊表面免受冷卻水的侵蝕。采用修復材料材料修復軋機牌坊磨損，不用去除材料，不影響牌坊整體強度和剛度，更無補焊熱應力造成的變形，為企業很好的解決了多年無法解決的問題。

5 結束語

我國通過自主開發大型板材軋機的制造工藝的研究，現今已經掌握了大型軋機機架的全部制造工藝，從而為我國下一步獨立建制大型軋機打下良好的基礎，在自行建制的基礎上可以有效的降低生產線的建造成本，通過統計，自行建造的費用能夠降低約15%的成本，同時通過對建造完成后的軋機進行試車檢驗，實現了軋機的各項指標達到并超過原先預期。

參考文獻

[1]李賀增.2160mm熱軋機R2機架的鑄造[J].鑄造技術，1996.

[2]V·B金茲伯格.高精度板帶材軋制理論與實踐[M].冶金工業出版社，2007.

[3]王一丁.數控中心的位置誤差補償模型[J].計量學報，1995，7.

[4]李恩林.數控技術原理及應用[M].國防工業出版社，2006，2.