軋機窗口尺寸精度檢測與調整

陸亞軒

唐鋼檢修分公司 河北唐山 063000

某鋼廠現有熱軋板帶線1580、1700、1810三條，其中1700HSM和1810UTSP以PC軋機為主，1580HSM為軋輥可軸向串動的軋機。軋機設備長期在高負荷狀態運行，同時在磨損、腐蝕、沖擊、振動等的作用下，設備劣化，牌坊或者襯板磨損、變形，間隙增大，功能精度降低。軋機零調精度、軋制穩定性逐漸降低，引起軋件跑偏導致廢鋼，產品質量下降。間隙超差或者異常時會形成輥系交叉、輥縫不平行狀態，進而產生軸向力和軋制力靜偏差，影響軋機剛度和零調精度進而影響板形及板凸度。因此，控制板形及板凸度的關鍵在于軋機間隙控制管理。

對軋機精度進行科學有效的控制管理，是全球范圍內冶金企業共同面對的難題。通過多年的運行實踐，各鋼鐵企業和科研院校對影響軋機精度和剛度的尺寸偏差、輥系交叉產生的軸向力、輥系交叉的控制范圍都有系統的理論成果。但是對于影響軋機精度的間隙、輥系交叉檢測以及控制管理一直未有定論[1]。

1 三維檢測技術的優勢

軋機系統的精度控制基礎在于檢測，而傳統的精度檢測方法及工具只能進行點到點測量，無法確定軋機、軋輥軸承座的中分面，也就不能從空間整體上去檢測軋機精度，進而確定輥系交叉量；無法有效檢測確認影響軋機精度的間隙，也就無法消除間隙、輥系交叉。

隨著現代三維空間測量技術的發展，鋼鐵企業設備精度檢測由傳統測量方法向以激光跟蹤儀為代表的三維高精度測量方式轉變。設備精度恢復也轉向在線加工設備進行修復。三維空間測量能高效、精確地定位設備的空間三維坐標，并能將設備進行整體建模測量，避免人工測量誤差、累積誤差的產生。

2 軋機窗口檢測方案

針對不同類型軋機系統，研究采取相應的、正確有效的檢測方法，包括儀器校驗、安裝、調平、取點、坐標系建立、幾何體構造、數據處理等，并將其標準化，制定標準檢測流程。

運用三維高精度空間檢測、計算機軟件模擬建模技術，解決PC軋機牌坊檢測、普通四輥軋機檢測。

2.1 PC軋機牌坊精度檢測方法

①將激光跟蹤儀放置在軋機操作側外的固定平臺上，進行出、入口基準點測量，進行支撐輥、工作輥牌坊襯板取點，支撐輥每排6點，6排，工作輥每排4點，4排；取點均布，由WS向DS側、由上向下順序取點。

②進行平面模擬建模，準確建立出入口基準大面，選取平面度較好的平面，平移基準檔距的一半，作為中分平面。

③模擬建立工作輥、支撐輥16個平面，并進行擬合誤差、平面度矢量分析，建立面心，舍掉超差點。

④標注各模擬平面到對應平面、各模擬平面面心到中分面距離，面心到軋機中分面的距離，即為牌坊襯板檔距和單側對中距離；在支撐輥和工作輥平面上按上下、左右再均分四個平面，模擬面心，上下、左右分別和中分平面對比即可知襯板平面傾斜情況。

⑤標注各模擬單元尺寸，出具軋機牌坊檢測報告，如標注各單元平面度及傾斜情況，計算各部間隙及調整量，計算機模擬實際狀態，出具軋機運行輥系交叉圖。

⑥根據軋機檢測報告和輥系交叉示意圖，確定間隙調整方案；帶PC端只調整絲杠即可，非PC端按間隙管理標準加減墊片即可。

圖1 基準評分面的模擬

2.2 普通四輥軋機牌坊帶襯板檢測方法

普通四輥軋機帶襯板窗口尺寸的檢測關鍵在基準面的建立，即中分平面的建立。

首先按照PC軋機取點方法進行所有襯板取點，模擬建立工作輥、支撐輥16個平面，并進行擬合誤差、平面度矢量分析，建立面心，舍掉超差點；

按檔距偏差將WS、DS支撐輥傳動側各點沿平面法線方向平移至與操作側同一平面上，再用支撐輥出口、入口所有點分別進行模擬建立平面，選取平面度較好的面，平移兩標準檔距的一半，即為中分平面[2]。

其余檢測步驟與PC軋機相同，檢測報告與PC軋機不同。

3 PC軋機窗口的調整

根據檢測報告數據，以恢復襯板檔距尺寸、消除輥系交叉為目的，制定現場調整方案。

襯板調整分為兩部分：一是固定端襯板調整，根據調整方案，通過調整襯板后部的墊片組進行調整，調整時注意襯板底面必須打磨處理；二是PC端襯板調整，由于PC結構的存在，襯板出現傾斜的情況比較多，為了減少襯板傾斜的影響，通過調整PC軋機交叉頭后部的絲杠進給或縮回，控制襯板上下傾斜情況，調整量計算方法大致如下：

調整過程中，當改動一根絲杠時，另一根必須保持接觸，所以拉回缸處于拉回狀態，因此未調整絲杠即為交叉頭旋轉支點，根據1700線和1810線PC軋機交叉頭圖紙理論尺寸，具體情況分為以下四種情況：

按照從上到下，變化量分為A，B，C，D，調整量為M，單位：mm

（A、B為交叉頭支承輥襯板上下位置，C、D為交叉頭工作輥襯板上下位置）

（1）調整傳動側PC上絲杠：

A=M+M＊265/1400=1.1893＊M(mm)

B=M＊515/1400=0.3679＊M(mm)

C=M＊95/1400=0.0679＊M(mm)

D=-M＊295/1400=-0.2107＊M(mm)

其中“-”代表移動方向相反，“+”正為窗口檔距減小，“-”窗口檔距增大。

（2）調整傳動側PC下絲杠：

A=-M＊265/1400=-0.1893＊M(mm)

B=M＊885/1400=0.6321＊M(mm)

C=M＊1305/1400=0.9321＊M(mm)

D=M+M＊295/1400=1.2107＊M(mm)

其中“-”代表移動方向相反，“+”正為窗口檔距減小，“-”窗口檔距增大。

（3）調整操作側PC上絲杠：

A=M+M＊245/1600=1.1531＊M(mm)

B=M＊1455/1600=0.9094＊M(mm)

C=M＊685/1600=0.4281＊M(mm)

D=-M＊115/1600=-0.0719＊M(mm)

其中“-”代表移動方向相反，“+”正為窗口檔距減小，“-”窗口檔距增大。

（4）調整操作側PC下絲杠：

A=-M＊245/1600=-0.1531＊M(mm)

B=M＊145/1600=0.0906＊M(mm)

C=M＊915/1600=0.5719＊M(mm)

D=M+M＊115/1600=1.0719＊M(mm)

其中“-”代表移動方向相反，“+”正為窗口檔距減小，“-”窗口檔距增大。

4 結語

將以上檢測技術應用到1810線PC軋機，并實施動態監測，利用定修或換輥時間定期對軋機狀態進行檢測，如發現間隙超差，根據間隙管理標準進行調整，保證牌坊的間隙尺寸及輥系交叉狀態。對1810產線軋機剛度近一年的數據進行統計，軋機兩側剛度差減小到5%，達到最好水平。軋機剛度得到控制，保證了軋機的穩定運行，為板帶的板型及厚度控制提供了保障[3]。

軋機在軋制過程中，輥系位置約束限制不理想，將導致輥系處于不穩定工作狀態，軋機剛度失控，進而影響帶鋼的表面質量，常造成堆鋼或甩尾事故。

現代化軋機檢測技術的研發與應用對軋機的間隙管理起著重要作用，只有精確的檢測，才能反映出軋機的真實狀態，從而制定有效的改善措施。運用三維高精度空間檢測技術、計算機軟件模擬建模技術，為軋機精度恢復提供基礎數據保障。