唐鋼3500中厚板熱軋輥道癱鋼治理

賈 旭，宋苓芝，張闊斌，劉志彬，賈占軍，鄭智勇

（唐鋼中厚板材有限公司，河北唐山 063000）

0 前言

唐鋼中厚板公司的2條3500 mm軋線均由中國二重公司設計制造，其中一軋線始建于2005年，投產于2006年；二軋線始建于2008年，投產于2009年。生產能力是每年可生產240萬噸板材，主要產品有碳素結構鋼，低合金結構鋼，橋梁板，鍋爐容器鋼板，船體結構鋼，建筑結構用鋼，低溫壓力容器用低合金鋼板等品種。投產以來，生產線上接連出現因輥道抱死，鋼坯在輥道上停滯不前、無法向下一工序輸送板坯的癱鋼現象。癱鋼事故嚴重影響了設備正常運行和產品質量。通過長期跟蹤、收集及分析相關數據，發現輥道的安裝精度等對癱鋼問題具有直接關系，從而為解決癱鋼問題提供了重要依據。

1 癱鋼的危害

1.1 癱鋼給其他輥道設備帶來的危害

癱鋼的直接表現是因為輥道無法實現傳動導致鋼坯停滯不前。而停滯不前的鋼坯又給同組的其他輥道設備帶來更大的負載，從而降低其他設備的使用壽命。以精軋機前運輸輥道為例，減速機設計輸出的額定轉速為194r/min，輸出扭矩1820 N·m，與其相匹配的電機功率37 kW，輸出轉速1480 r/min，過載能力2.5倍。當發生癱鋼時，鋼坯輸送的驅動力來自同組的其他輥道，其中軸承抱死的輥道提供了反作用力，因此當其他輥道負載≥2.5倍時就會因過載導致電機開關跳閘，從而降低了其他輥道及電機的使用壽命。如果輥道此時線速度不足以使板坯順利輸送至下一工序時，板坯就會停滯不前，輥道無法過鋼，鋼坯長時間在輥道面上對輥道烘烤，導致輥道彎曲變形、軸承潤滑油烤干，嚴重影響輥道使用壽命。

1.2 癱鋼對板坯質量的影響

癱鋼時，由于軸承抱死的輥道給延軋制中心線移動的板坯反方向的作用力，導致軋制過往的鋼板下表面產生劃痕，影響鋼板質量。當輥道線速度產生的驅動力小于抱死的輥道所產生的阻力無法保證過鋼時，鋼坯就會停滯在某一段輥道上，鋼坯溫度逐漸下降至低于軋制工藝的開軋溫度而無法軋制，鋼坯只能報廢。

2 癱鋼的原因

輥道采用交流電機單獨傳動型式，由減速機通過聯軸器直接帶動輥子轉動。輥子為空心輥。在輥子兩端安裝了雙列調心輥子軸承，軸承安裝在整體的軸承座內，軸承座是用螺栓安裝在輥道架上的，該輥道架為焊接結構件被安裝在基礎上。輥道設置了邊板和蓋板。從發生癱鋼事故后的輥道解體及在線狀況數據來看，主要是4個原因造成的癱鋼。

2.1 輥道裝配精度不高

軸承安裝時多采用氣焊烘烤和油煮的溫差法安裝，這種方法對軸承的損傷很大，極大程度上降低了軸承保持架的剛度，從而降低軸承的使用壽命。

輥道兩側的軸承座一端為固定端，而另一端為游動端。游動端可通過添加調整墊片來調節兩軸承座間中心線的長度。在輥道的裝配過程中，常常忽略了調整墊片的安裝。

2.2 輥道外冷水的失效

根據物體熱脹冷縮的原理，輥道在生產使用時由于高速的旋轉和承載板坯的高溫烘烤下會產生膨脹和變形，鋼的膨脹性能是鋼件達到100℃高溫時，每1 m的長度可膨脹1 mm，所以該區域的輥道可達近5 mm的伸縮量。而從設計角度上來看，輥道設計的2 mm游動量外加5 mm的膨脹量足以使輥道的非傳動側軸承壓板螺栓頂死在端蓋上，造成輥道卡死。因此輥身外冷水的作用顯的尤為重要。

2.3 輥道軸承潤滑失效

輥道軸承的潤滑介質采用2#鋰基潤滑脂，油泵只需向軸承箱體內攝入箱體空腔體積的1/2～2/3的油脂而不需加滿。隨著輥道的轉動，油脂會浸滿軸承的保持架和滾動體之間形成油膜，對軸承起保護作用。而實際生產時，惡劣的現場工況大大縮短了油脂的潤滑周期。軋機除鱗工序直接將濁環水噴濺到輥道的軸脖處，其中大量的水被擋水罩遮擋，少量的水會流入軸承座的腔體內，久而久之腐蝕性強的濁環水不但稀釋了潤滑干油，還對軸承本身進行腐蝕，使軸承壽命大大縮短。

2.4 設備磨損造成精度下降

隨著零部件磨損而使安裝精度逐漸降低。如輥道架上的輥道安裝止口嚴重磨損、輥道彎曲造成的同軸度偏差、輥道架基礎的損壞等，均嚴重降低了設備精度和使用壽命。例如，輥道安裝止口尺寸為510.5 mm，隨著止口的磨損量加大，止口對輥道的固定作用失效，導致輥道在轉動時的牽引力逐漸超過了地腳螺栓和止口對輥道的把合力，使地腳螺栓無法對輥道設備進行固定，最終導致同軸度下降、設備使用壽命下降。

3 措施

（1）嚴格按照圖紙要求控制輥道裝配標準（圖1）。裝配軸承前，應測量軸承與軸承位等安裝尺寸，按軸承的防銹方式進行清潔；軸承應無損傷、無銹蝕，轉動靈活及無異常響聲。采用溫差法裝配軸承時，軸承被加熱溫度應≤120℃。軸承與軸肩或軸承座擋肩應靠緊，軸承與軸肩的間隙≤0.05 mm，其他軸承的間隙≤0.1 mm。軸承蓋與墊圈應平整，并應均勻的緊貼在軸承端面上。裝配密封圈時應注意密封圈的安裝方向。裝配后應在軸承空腔內注入65%～80%空腔容積（約2 L）的清潔潤滑脂（圖 2）。

（2）整體輥道恢復輥身冷卻水。根據現場需要，輥身外冷水采用低壓濁環水對輥身進行冷卻，從Φ425管路低壓濁環水主水管處引出Φ108 mm的支管路到機旁，再由軟連接實現每個Φ25 mm的分管與支管路的對接，確保每處冷卻水對每個用點的有效冷卻。事實證明，有冷卻水的輥道溫度在（65～70）℃，而缺少冷卻水的輥身溫度則＞110℃，二者相差近40℃（圖3）。

圖1 輥道設備

圖2 在潤滑泵出口處安裝潤滑脂流量計

（3）保證輥道軸承可的靠潤滑。通過對現場實際尺寸的測量，在現場軸承座與軸脖處安裝擋水膠皮，使進入軸承座腔體內的水能夠被二次過濾，從而保護軸承的潤滑脂。

圖3 恢復輥道的外冷水

同時將整個部位的輥道按照生產使用頻次的不同分成2組，分別制定不同的潤滑周期，保證軸承的使用壽命。

（4）恢復輥道的安裝精度。利用定修時間對電機—輥道通過安裝調整墊片進行對中打表找正，嚴格將同軸度控制在≤0.5 mm。再利用中修或大修時間對輥道架進行整體更換，以保證輥道架對輥道的止口定位尺寸。

經過改善，在一定程度上減小了生產時板坯對輥道的徑向沖擊，從而規避了調心滾子軸承不承受徑向沖擊的情況，也延長了設備使用壽命。

4 結束語

通過采取上述措施，3500 mm精軋機組輥道癱鋼問題基本得到控制，運行1年多以來，再未發生輥道癱鋼事故，輥道等設備的使用壽命得到了延長。輥道的更換量由每月3件減少到每月1件，每年節省輥道備件費用約120多萬元人民幣。

［1］袁建路，陳敏.軋鋼機械設備維護［M］.北京：冶金工業出版社，2012.

［2］成大先.機械設計手冊（第六版）［M］.北京：化學工業出版社，2016.