基于興澄特鋼4300mm中厚板軋機機械壓下的裝置問題解析

摘 要：在當今社會中，鋼鐵是一種非常重要的材料，在很多領域當中，都有著廣泛的應用。以興澄特鋼為例，4300mm中厚板軋機的機械壓下裝置存在著一定的問題，對鋼廠生產效率產生了一定的影響。基于此，本文首先對興澄特鋼4300mm中厚板軋機機械壓下裝置的結構原理進行了介紹，分析了其中存在的問題，進而對其改進措施進行了探討。

關鍵詞：興澄特鋼；4300mm中厚板軋機；機械壓下裝置；問題分析；改進措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.044

0 前言

興澄特鋼4300mm中厚板軋機是由Danieli公司設計制造，設備投產時間為2012年，在日常運行中，能夠維持穩定的運行，年設計產量為160萬噸，月均產量在8～10萬噸左右。不過，在實際運行中，軋機機械壓下裝置中存在著一定的問題，影響了軋機的運行效率。對此，通過對裝置存在的問題，提出了一些改進措施，以期進一步提高軋機的生產效率。

1 軋機的結構原理

在興澄特鋼4300mm中厚板軋機中，機械壓下裝置在機架頂部操作側及傳動側，作用是調整輥縫。在裝置中，包括了壓頭裝配、壓下螺母、壓下螺絲、蝸輪蝸桿減速機、液壓回送裝置、制動器、聯軸器、電動機等部分。在運行當中，電動機通過聯軸器對蝸輪蝸桿旋轉進行帶動，配合花鍵齒帶動壓下螺絲在壓下螺母中旋轉，從而完成升降移動的動作，通過壓頭裝配對上支承輥軸承座中發揮作用，從而對輥縫進行調節[1]。

2 軋機機械壓下裝置的問題

在設備投入使用之后，在逐漸釋放產能的情況下，其機械壓下裝置出現了一定的問題。在裝置伸縮罩的運行當中，會發生爆裂的情況，對各類不同品牌伸縮罩進行嘗試使用，均未取得理想的效果。在壓頭裝配中，容易發生壓蓋堆焊銅層脫落的情況，可能損壞唇形密封圈。在壓頭裝配止推軸承滾子的位置，存在較多銅沫，會影響軸承的使用年限[2]。機械壓下裝置在抬升、壓下的動作中，效率較為緩慢。在實際運行中，電動機壓下速度最高為每分鐘987轉，而抬升速度最高為每分鐘1000轉，因而壓頭裝配的上下移動線速度約為每秒30毫米，不符合每秒50毫米的設計速度要求。

3 軋機機械壓下裝置的改進

（1）伸縮罩。伸縮罩在壓下螺絲運動當中，會不斷的被壓縮和拉伸，因而伸縮罩內部氣體也會不斷被壓縮。但在壓縮罩設計中，沒有預留排氣孔，因而由于伸縮罩內部氣體的壓縮，其中壓強也會增大，因而容易造成伸縮罩的爆裂。針對這一問題，應當在伸縮罩上設計相應的排氣孔，這樣在氣體被壓縮時，能夠通過排氣孔及時排出，避免了壓強過大造成伸縮罩爆裂的情況。

（2）壓頭裝配。在壓頭裝配結構當中，初始設計存在一定的不足。在機械壓下裝置運行當中，外罩壓靠在上支承輥軸承座，壓下螺母對壓下螺絲產生作用，壓下螺絲的旋轉運動，被止推滾子軸承轉變成上下運動。而在止推滾子軸承、壓下螺絲、外罩之間，不存在軸向約束，因而在設備運行中，壓下螺絲和外罩可能發生不同軸的現象[3]。在設備運行中，可能發生支承輥軸承座傾斜，因而造成壓頭裝配外罩傾斜，導致壓下螺絲對堆焊銅層發生啃咬效應，導致銅層的脫落，損壞唇形密封圈。在壓頭裝配當中掉落的銅沫，會在止推滾子軸承附著，進而使軸承的使用年限受到影響。

由此能夠看出，在止推滾子軸承中，壓頭外罩沒有實現定心，因而在設備運行中，外罩的是軸向自由的狀態。基于此，重新設計壓頭裝配的內部結構，確保在止推滾子軸承上實現外罩定心。在設計中，將壓蓋和堆焊銅層分離，在外罩上對壓蓋進行緊固，并與壓下螺絲間保持一定的距離。在壓蓋上方進行密封操作，避免壓下螺母研磨產生的銅沫落入到壓頭裝配當中。將導向機構設置在外罩和止推滾子軸承外圈之間，確保止推滾子軸承與外罩的定心。在外罩位置進行密封設計，避免銅沫進入止推滾子軸承，同時對回油口進行設置，確保掉入的銅沫潤滑油能夠及時排出。

（3）壓下抬升速度。在壓下抬升過程中，由于速度緩慢，因而推斷可能是壓下電機的功率不足，因而校核壓下電機的功率[4]。壓下電機帶動蝸輪蝸桿減速機運動，從而使螺絲旋轉，配合壓下螺母完成壓下抬升的動作。工作輥彎輥缸、支撐輥平衡缸的過平衡力，由壓下螺絲端部承擔，因此，在壓下螺絲的轉動過程中，需要對這種過平衡力帶來的摩擦靜力矩，以及啟動加速度帶來的動力矩進行克服。在改進過程中，采用公式Qbg=Qb-Gb計算上支承輥過平衡力，其中Qb為上支撐輥平衡力，Gb為上支撐輥平衡力平衡部件總重量；用公式Qwg=Qw-Gw計算上工作輥平衡力，其中Qw為上工作輥平衡力，Gw為上工作輥平衡力平衡部件總重量。根據設備各項已知參數進行計算，能夠得出Qbg=598kN，Qwg=874kN，所以，總平衡力為1472kN。設備電動機具有2.5倍的最大過載系數，在實際運行中無法實現最大的輸出力矩。按照2.5倍電動機最大輸出力矩，機械壓下裝置的理論最大壓下速度也僅為每秒45毫米，最大抬升速度為每秒50毫米。經過檢測，發現電器調試人員將電動機啟動力矩控制位1.7倍額定力矩。對此，進行變頻檢測，允許電機過載達到2.5倍，就能夠對壓下抬升速度慢的問題進行解決。

4 結論

4300mm中厚板軋機是興澄特鋼日常生產中最為重要的機械設備之一，為鋼廠的產量提供了有力的保證。經過分析發現興澄特鋼4300mm中厚板軋機的機械壓下裝置存在一定的問題，對此，結合其具體的結構原理，分析了其中存在的問題，采取有效的措施進行了改進設計，使得裝置存在的問題基本得到解決，工作穩定性進一步提高，工作效率也大大增加。

參考文獻：

[1]熊濤，王世森，李德發，洪君，梁寶珠.基于人工神經網絡的4300mm寬厚板精軋機軋制力矩預報的研究[J].熱加工工藝，2012（19）：124-126.

[2]陳軍平，李凡，叢津功，蘇萬濤，王曉強，王超.鞍鋼4300mm厚板線超快速冷卻系統的研發[J].鋼鐵研究學報，2011（S1）：6-10.

[3]劉永鋒，高新，趙春江，熊杰.軋機壓下螺母承載特性的有限元計算和分析[J].機械設計與制造，2015（03）：225-228.

[4]柳希泉，袁小康，孟帥，王衛芳.萊鋼4300mm寬厚板厚度控制及優化[J].信息技術與信息化，2013（04）：64-67+71.

作者簡介：徐偉明（1974-），男，江蘇江陰人，技師，研究方向：材料成型與控制。