立輥軋機前側導板的改造

黨平剛

(攀枝花鋼釩有限公司熱軋板廠,四川攀枝花 617023)

立輥軋機前側導板的改造

黨平剛

(攀枝花鋼釩有限公司熱軋板廠,四川攀枝花 617023)

通過對攀鋼1450熱軋板廠E1立輥軋機前側導板存在缺陷的分析,找到了制約生產的原因,并對側導板進行了整體改造,提高了裝機精度,減少了故障時間,滿足了生產的要求。

側導板;缺陷;改造;裝機精度

1 引言

E1粗軋機前側導板是攀鋼釩熱軋板廠主軋線的關鍵設備,1992年投用,主要功能是對軋件進行對中和導向,使軋件準確咬入軋機。由于歷史原因, E1軋機前側導板按照10噸/塊板坯重量設計,2003年熱軋板廠每塊板坯重量由原10噸提升至25噸。側導板未作相應改造,機械強度及夾持力嚴重不足,精度及功能無法完全保證,對中性及運行穩定性差,導致鋼板跑偏及邊部劃傷,并增加了產品鐮刀彎質量缺陷。

為了保證生產的正常進行,對側導板進行了更新改造,提高了裝備水平,減少了故障時間,提升了產品質量,保證了高附加值產品的生產,取得了很大的成效。

2 改進前側導板的基本情況

2.1 組成機構

側導板由電機、減速機構、傳動接軸、導尺、推桿傳動等構成,見圖1所示。推桿傳動裝置主要由推桿、齒輪、齒條組成,見圖2所示。

圖1 側導板

圖2 推桿傳動裝置

2.2 側導板存在的缺陷及原因

E1粗軋機前側導板是1992年投入運行的,是為年產58萬噸熱軋板廠配套的設備。2003年,板坯單重由原設計的10噸提高到25噸,但側導板未作改造。機械傳動設備長期超負荷運行,安全系數遠低于允許值,故障次數與時間逐月上升,主要缺陷有以下幾個方面:

(1)電機功率偏小,側導板的夾持力不足,對中功能差,中間坯產生跑偏,導致產品邊部劃傷及鐮刀彎缺陷;

(2)推桿及導尺等材質為Q235,推桿采用工字梁結構,側導板整體機械強度較小;

(3)兩側導尺無導向滑道,側導板對中性較差;

(4)推桿傳動齒輪齒條安全系數小,上下推桿彎曲嚴重,精度及功能無法完全保證。

由于以上原因,側導板故障時間逐年增加,2015年累計故障時間72小時,并且由于側導板原因,出現鐮刀彎缺陷產品,約1500噸,嚴重影響了生產及產品的研制。

2.3 技術數據分析

近幾年,熱軋板廠主軋線進行了改造,提高了性能及精度,但側導板未作改造,現將軋線相關技術參數進行比較,比較情況見表1所示。

表1 主軋線改造前后性能對比

從表1參數比照中,可以看出,板坯重量與產量均得到了極大提高,側導板的實際承載負荷較設計增加了數倍,此原因使側導板性能及精度急劇惡化,其推桿傳動齒輪接觸最小安全系數由最初的1.5降低為0.95。設備精度及性能已無法依靠常規檢修得到恢復,要實現正常生產,減少故障,必須對其進行改造。

3 側導板的改進

3.1 改造方案

通過以上分析,要滿足目前生產的要求,減少側導板故障的頻發,提高側導板強度及精度,必須對側導板進行改造。由于受側導板位置的限制,側導板尺寸不能發生太大的變化,這就要求對其結構及材料進行改進,通過充分的研究、計算,確定了改進方案。

(1)推桿、導尺等焊接件材質由原Q235(抗拉強度δb=370～500 MPa,疲勞強度δs=225 MPa)改為Q345(抗拉強度δb=470～630 MPa,疲勞強度δs= 325 MPa);在空間位置受限,部件尺寸無法增大情況下,通過提升材料機械性能,增強推桿及導尺機械強度。

(2)由于空間位置限制,推桿寬度尺寸不能改變,在此情況下,為了提高推桿機械強度及抗彎曲能力,將推桿高度加大60 mm,并將原工字梁結構改為箱形結構;推桿截面積A:由0.016 752 m2加大到0.019 392 m2,增加約16%。許用推力(F1)大于實際推力(F2),機械強度滿足要求。

式中:F 1—許用推力;

F 2—實際推力;

A—推桿截面積;

G—鋼卷重量;

f—熱鋼摩擦系數;

〔δ〕—許用應力。

(3)加大電機功率,提高側導板推力。

①通過計算,確定電機功率

選電機型號:ZZJ806,P=22.4 k W。

輥子與熱坯間滑動摩擦系數:f=0.4

坯料最大重量:25 t

重載系數:考慮大沖擊,取k=1.2

效率η取0.8

②改造前后側導板推力計算

改造前導板最大推力:

改造后導板最大推力:

前后推力比較

(4)增加導板運行導向裝置,見圖3所示。導向裝置由導向槽與導向座組成,導向座與導板連接為一體,導向槽固定在輥道架上,導向座與導板在導向槽中來回運行,導向槽與導向座之間間隙值控制在0.5 mm,保證導板運行時不發生偏斜。為了防止運行當中氧化鐵皮及其他灰塵落入滑槽,發生卡阻,在滑座外部設計制作了防塵罩。

圖3 導板導向裝置示意圖

(5)通過電機功率,設計推桿傳動齒輪齒條,材質選用42Cr Mo,齒輪表面淬火處理,齒面硬度52～ 57 HRC,齒條調質處理,硬度241～286 HB。模數m=20,齒輪齒數Z1=18,齒寬b1=200 mm,齒條齒數Z2=26,齒寬b2=200 mm。并對齒輪進行強度校核,齒輪接觸安全系數取1.6,齒根彎曲安全系數取3.0,實際應力均小于允許應力,校核通過,滿足技術要求。

3.2 改造后側導板主要參數及性能

保持原軋機不變的情況下,拆除原側導板,在保證原側導板基礎及其地腳螺栓不變的情況下,對側導板整體進行重新設計,增大機體機械強度,增加關鍵備件的使用壽命,減輕維修難度。改造以后側導板的主要參數見表2、表3所示。

表2 推桿傳動齒輪齒條

表3 推桿主要性能參數

由上表2、表3可以看出,改造后側導板的機械性能得到了很大提高,推桿傳動齒輪最小安全系數達到了1.6,推桿安全系數提高了2倍,設備可靠性大幅增強。

4 結語

完成對側導板的改進后,其機械性能得到很大提升,消除了原側導板制約生產的缺陷,側導板改進后投入使用以來,設備故障時間為零,各項運行指標穩定,鐮刀彎缺陷大幅減少,既提高了產品質量、產量,又節約了大量檢修費用,改造產生了較好的經濟效益。

[1] 黃華清.軋鋼機械[M].北京:冶金工業出版社,1980.

[2] 濮良貴.機械零件[M].北京:高等教育出版社,1982.

Technical Reform of the Side Guide Plate of Vertical Roll Mill

DANG Pinggang
(Hot-strip Mill of Panzhihua Steel Vanadium Co.,Ltd.,Panzhihua 617023,Sichuan,China)

Based on 1450 Hot-strip Mill of Pangang E1 edger mill guide of the side defect analysis,found the reason of restricting the production,and the side guide the overall transformation,improved the precision of installed,reduced downtime,meet the requirements of the production.

side guide,defect,revamp,machine precision

TG305

A

1001-5108(2017)03-0056-03

黨平剛,高級工程師,主要從事熱軋設備技術及管理方面的工作。