熱軋粗軋機牌坊空間精度交叉分析及調整

趙志波

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，河北唐山 063200）

1 問題的提出

某熱軋廠粗軋共布置有R1和R2的2架粗軋機，R1為2輥軋機，R2為4輥軋機。R2軋機是粗軋段壓下量的主要承擔機架，其功能具有不可替代性，是整條軋線的核心設備。R2軋機精度的優劣決定著軋機狀態是否可控，尤其是軋輥與牌坊配合精度的好壞，對于整條熱軋線穩定生產起著至關重要的作用。軋輥與牌坊配合精度按分布分為水平間隙精度和垂直間隙精度，現重點分析水平間隙精度對于軋機狀態的影響。

（1）水平間隙精度主要體現在軋輥軸承座與牌坊窗口間的橫向間隙，橫向間隙由16個滑板接觸面共計32塊滑板來保證。

（2）正常情況下，軋機的輥系處于軋輥和軋輥之間的線接觸，但由于咬鋼沖擊、腐蝕及磨損的工況影響，加速了滑板的正常磨損，導致滑板間間隙變大，且這種尺寸變化是不均勻的，造成輥系在牌坊內穩定性降低，甚至失穩造成軋輥交叉，軋輥交叉后輥系的線接觸變成了點接觸。接觸狀況的差異帶來軋機剛性特性（軋機剛度）的變化，和軋機剛度有直接關系的軋制力、輥縫、零調精度等也會出現失真，最終體現到軋制穩定性上。此外軋輥交叉對于相關聯設備也會造成影響，如R2電機下工作輥電機推力盤撞擊推力瓦即是由于軋輥交叉造成軋輥咬鋼時存在軸向分力所致。故與軋輥軸承座相配合的軋機牌坊面的對中度、傾斜度，平面度等精度是影響軋輥交叉的決定性因素。

2 激光追蹤測量技術介紹

近幾年來隨著激光跟蹤儀在冶金制造業的廣泛應用，利用激光跟蹤儀對軋機牌坊檢測也越來越普遍。激光跟蹤儀能對牌坊滑板配合面的形位公差進行精確測量，克服了傳統牌坊測量方法無法檢測牌坊空間位置精度的不足與缺點。激光檢測技術有3個優點。

（1）測量精度（平面度、平行度、對稱度、垂直度等形位公差）較傳統的人工測量精度高，測量精度能達到0.05 mm/m。

（2）可靠性及抗干擾性與傳統的人工測量相比，基本可排除人工測量的操作誤差。

（3）對檢測對象有3D圖形顯示功能，能夠直觀顯示測量對象的空間位置狀態，為牌坊滑板偏差的調整提供解決方案。

3 粗軋機牌坊交叉狀態的檢測及調整

3.1 檢測診斷結果

2017年7月R2軋機軋制穩定性較差，主要表現是軋機往復軋制時頻繁出現主電機推力盤撞擊推力瓦情況，電機轉子竄動量約達4 mm；生產方面表現在R2軋制后鐮刀彎問題比較突出，中間坯達到精軋機入口時，頻繁撞擊飛剪前側導裝置以及精軋立輥，嚴重影響精軋機對板形的控制以及軋制穩定性。借助激光追蹤測量技術對軋機牌坊交叉狀態進行了檢測診斷，結果見表 1～表 5。

表1 牌坊窗口實測平均值

表2 牌坊窗口對中度實測平均值

表3 牌坊滑板平面度

表4 牌坊滑板加減墊方案

表5 牌坊狀態評價

3.2 牌坊狀態分析

（1）根據上述測量數據可知，操作側上支撐輥窗口較設計值大，存在滑板磨損的情況，建議上支撐輥操作側入口滑板增加0.8 mm墊片補償磨損，實際拆除OS側入口滑板后，測量滑板較標準尺寸磨損量為0.75 mm，建議調整方案與現場實測數據對應，且與支撐輥在軋制狀態時入口側滑板屬于受力面容易磨損的情況吻合。

（2）工作輥區域，同樣對滑板進行拆除測量實際厚度值，較設計標準尺寸磨損0.4 mm，數據上吻合，且與工作輥在軋制狀態時出口側滑板屬于受力面容易磨損的情況吻合。

（3）根據調整方案實施了兩方面調整工作：①對操作側入口上支撐輥牌坊滑板進行了換新；②對牌坊操作側出口滑板增加0.3 mm墊片，補償滑板磨損量。調整后，對牌坊狀態進行復測，結果見表6～表10。

表6 調整后牌坊現場檢測結果

表7 牌坊窗口對中度

表8 牌坊滑板平面度

表9 牌坊滑板加減墊方案

表10 牌坊狀態評價

對牌坊進行調整后，利用激光跟蹤儀再次進行牌坊交叉情況檢測，根據檢測報告，牌坊上支撐輥區域、工作輥區域的滑板仍需進行精密調整，綜合考慮現場停機時間、調整量、目前牌坊狀態等因素，且從牌坊狀態分值和受力面交叉指數兩個指標來看，牌坊交叉問題已得到較大改善，故不再對牌坊進行進一步精調。

4 效果評價

（1）設備方面：對軋機牌坊調整后，現場對R2下電機編碼器處架設百分表測量電機轉子軸向竄動情況，通過觀察不同道次電機轉子軸向竄動情況，下電機轉子竄動量都＜1 mm（表11），未超電機轉子本身推力盤與推力瓦之間最大設計間隙量6 mm，且并無明顯撞擊聲音，牌坊交叉問題導致的電機轉子軸向竄動問題得到解決。

表11 電機轉子竄動量跟蹤結果

（2）R2軋機剛度情況（表 12）。

表12 R2軋機剛度 kN/mm

對牌坊調整完畢后，中間坯鐮刀彎狀態得到明顯改善，未出現中間坯撞精軋機入口側導板和立輥的問題。另外對軋鋼過程中的數據進行了采集，經過數據處理后對反映軋機狀態的關鍵指標-剛度進行測試，并與調整前剛度數據比較，軋機兩側剛度差由調整前的16%提高到調整后4%，軋機狀態改善效果明顯。