熱連軋粗軋R1 下工作輥溜位分析及其解決方法

朱志鵬，鞏 賀，黃 爽，劉京濤，汪 濤，吳新嶺，李萬京

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

1580 產(chǎn)線R1 工作輥提升缸，通過提升/ 落下下工作輥，參與實現(xiàn)換輥功能。而帶鋼正常軋制時，缸桿縮回，電磁閥回中位，提升缸不參與軋鋼。

1 提升缸的布置、液壓控制原理

圖1 提升缸布置圖

工作輥提升缸在線裝容量4 個，其中下工作輥操作側(cè)、傳動側(cè)軸承座下的出口、入口各布置1 個。提升缸通過定位止口、雙頭螺栓（8 條/ 缸）固定在軋機牌坊上，R1 軋機操作側(cè)提升缸布置圖如圖1 所示。

R1 更換工作輥過程中，電磁閥b 閥得電時，提升缸缸桿伸出，抬起下工作輥；當(dāng)（缸桿伸出到極限位）塞腔壓力上升到32bar 時，則認(rèn)為下工作輥提升到位，此時電磁閥退回中位，由液控單向閥將工作輥鎖定在上位。電磁閥a 閥得電時，缸桿縮回，下工作輥下降；當(dāng)（缸桿縮回到極限位）桿腔壓力上升到26bar 時，則認(rèn)為下工作輥下降到位，此時電磁閥退回中位，在缸桿自重或液控單向閥作用下即可將下工作輥鎖定在下位。

2 工作輥提升缸的工作現(xiàn)狀

1580 產(chǎn)線R1 工作輥更換要求時長<40 分鐘，若延時則計入設(shè)備非計劃停機時間。

在工作輥更換過程中，我們發(fā)現(xiàn)下工作輥下降正常、提升溜位。提升缸將下工作輥提升到上位（此時下滑車定位銷、下工作輥脫離）后，工作輥立即向下溜位，待程序執(zhí)行到（推拉缸）抽滑車命令時，下工作輥底部( 定位孔) 已落到定位銷上，由于機械干涉（推拉缸）無法拉出下滑車，造成自動換輥終止，之后轉(zhuǎn)手動換輥。操作工聯(lián)動配合，多次手動提升下工作輥后，拉出下滑車，完成抽舊輥任務(wù)；回裝新工作輥，重復(fù)前面的手動操作，最終完成換輥任務(wù)。綜上所述，雖能完成換輥任務(wù)，但存在以下問題：需要多人聯(lián)動配合、現(xiàn)場確認(rèn)，耗費較大人力；且每次換輥都會延時。

3 提升缸溜位原因分析

R1 工作輥更換中，提升缸本體無滲漏油現(xiàn)象（提升缸不外泄），液壓管路、液壓元件、閥門無滲漏油現(xiàn)象，電磁閥得電、失電動作正常，故從以下2 個方面進行分析。

3.1 液壓控制原理分析

圖2 提升缸液壓控制原理圖

工作輥更換過程中，電磁閥 b 閥得電時，提升缸缸桿伸出，抬起工作輥，待（杠桿伸出到極限位）塞腔壓力上升到32bar 時，則認(rèn)為下工作輥提升到位，電磁閥按程序指令回中位，即斷開P口，由液控單向閥將缸桿鎖定在最大行程位。此時下工作輥溜位，其原因可能是液控單向閥損壞，斷開P 口后液控單向閥無法鎖住管路內(nèi)的液壓油。

3.2 缸本體結(jié)構(gòu)分析

圖3 提升缸本體結(jié)構(gòu)圖

工作輥溜位可能是由于缸內(nèi)泄造成的。內(nèi)泄有以下2 種可能：缸筒內(nèi)壁劃傷、（缸桿頭部）密封失效。

3.2.1 缸內(nèi)泄對其提升能力影響程度的分析

若提升缸完好、功能正常投入時，其提升能力分析如下。

提升缸（系統(tǒng)）工作壓力P=16MPa=16X106Pa。

缸筒內(nèi)徑r=φ/2=160mm/2=0.08m。

單條提升缸提升能力M1=F/g=P*πr2/g =32.826t，4 條缸提升能力M=4 M1=131.304t。

下工作輥自重M2=60.4t。

可見M>2M2，即4條缸內(nèi)若2條對角線上的缸完好、不內(nèi)泄，就能將下工作輥提起。

若4 條提升缸都內(nèi)泄，其提升能力分析如下。

提升缸（系統(tǒng)）工作壓力P=16MPa=16X106Pa。

缸塞腔、桿腔受力面積差S= r12π=（0.07m）2π，（r1為缸桿外徑）。

單條內(nèi)泄缸提升能力M11=PS/g= 25.132t，4 條內(nèi)泄缸提升能力M10=4 M11=100.528t。

下工作輥自重M2=60.4t。

可見M10>M2，即4 條缸內(nèi)泄，也可將下工作輥提起。

綜上所述，若提升缸內(nèi)泄（無論幾條提升缸內(nèi)泄），下工作輥都能提升到上位；但下工作輥提升到位、電磁閥回中位后，在下工作輥自重作用下，下工作輥會向下溜位。

3.2.2 缸內(nèi)泄測試分析

若提升缸中間位內(nèi)泄，此時P 口接通液壓油口A，液壓缸仍能將下工作輥提到上位，滿足提升功能要求。故此次研究，不關(guān)注液壓缸中位是否內(nèi)泄，只關(guān)注上位即最大行程位是否內(nèi)泄（即下工輥上位是否溜位）。

缸上位時內(nèi)泄測試有2 種方法。

（1）液壓缸缸桿完全伸出，要求電磁閥b 閥持續(xù)得電，P 口接通液壓油口A，現(xiàn)場人員通過五感的方法，查看缸體、液壓管路（硬管）是否震動，并伴隨一定的異音，缸體、管路是否發(fā)熱。

（2）關(guān)閉閥臺主閥門，主閥門回中位，將提升缸桿腔泄壓后，拆開液壓油口B。打開主閥門，要求電磁閥b 閥持續(xù)得電，即P口接通液壓油口A，待缸桿完全伸出停在極限位兩三分鐘后，查看液壓油口B 是否仍有液壓油不斷流出。

由于上述第一種方法，需要一定的現(xiàn)場經(jīng)驗，存在一定的主觀性，故采用第二種方法驗證提升缸是否內(nèi)泄。

4 提升缸溜位解決方法

綜上所述，R1 下工作輥溜位原因可能為液控單向閥損壞，也可能為提升缸內(nèi)泄。

作為設(shè)備人員，必須為生產(chǎn)順穩(wěn)保駕護航，減少因設(shè)備問題造成的非計劃停機時間。具體到工作輥提升缸，我們要做好以下工作。

（1）保障提升缸功能精度達標(biāo)，即能夠?qū)崿F(xiàn)工作輥提升/ 下降、上位鎖定功能，4 條缸缸桿伸出/ 縮回到位且動作同步。

（2）在個別缸內(nèi)泄的特殊情況下，保障提升缸功能投入，能正常更換工作輥。

4.1 控制原理優(yōu)化

為避免出現(xiàn)非計劃停機，在無法判斷R1 工作輥溜位原因的情況下，保障提升缸功能精度達標(biāo)，采用以下方法。

修改程序（舊程序備份），當(dāng)提升缸伸出到最大行程位，電磁閥不回中位，保持b 閥得電，P 口接通塞腔液壓油口A ；由于下工作輥下降功能正常，故缸桿縮回后，電磁閥仍回中位（避免執(zhí)行機構(gòu)、液壓管路長期帶載，延長執(zhí)行機構(gòu)、液壓管路使用壽命；無論液控單向閥是否損壞，此時電磁閥回中位，在缸桿自重或液控單向閥作用下即可將下工作輥鎖定在下位）。

控制原理優(yōu)化后，溜位現(xiàn)象消失。我們在沒有計劃檢修時間、未停機、未更換設(shè)備件的前提下，消除了工作輥溜位引發(fā)的換輥延時，實現(xiàn)了R1 工作輥的正常更換，后續(xù)再利用計劃檢修進行以下的檢查測試。

4.2 液壓缸內(nèi)泄檢測

采用排除法，比較液控單向閥功能檢測、提升缸內(nèi)泄檢測，選取提升是否內(nèi)泄進行檢測。原因如下。

理論上，液控單向閥能完全鎖定管路內(nèi)的液壓油；實際上，液控單向閥都存在或多或少的泄漏現(xiàn)象。而泄漏程度對工作輥溜位會造成多大的影響，難以準(zhǔn)確判斷。

液壓缸內(nèi)泄檢測操作相對方便、快捷，方法也較成熟。

提升缸上位（最大行程位）是否內(nèi)泄，具體檢測步驟如下。

測試結(jié)果：油口A 持繼接通P 口時，油口B 腔內(nèi)油流凈后，再無液壓油流出，證明提升缸最大行程位無內(nèi)泄。

綜上所述，工作輥溜位為液控單向閥損壞造成，現(xiàn)場更換液控單向閥后，下工作輥溜位現(xiàn)象消失。

為了避免執(zhí)行機構(gòu)、液壓元件/ 管路長期帶載，延長執(zhí)行機構(gòu)、液壓元件/ 管路使用壽命，現(xiàn)場更換液控單向閥后，取消4.1優(yōu)化程序，工作輥上位、下位到位后，電磁閥退回中位。

5 結(jié)語

隨著鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展，設(shè)備運維也在不斷進步。我們在精細(xì)點檢、降低運維風(fēng)險/ 難度的同時，也要不斷提高運維水平，充分利用專業(yè)知識確保設(shè)備的功能投入和軋鋼的生產(chǎn)順穩(wěn)，本研究的打開旨在能夠?qū)Υ笮桶鍘к垯C工作輥提升缸等設(shè)備隱患的分析、快速解決提供一定的借鑒作用。