2150軋線R2工作輥竄動與下沉的研究

林圣平，張軍，胡富生，宋富斌

（日照鋼鐵有限公司，山東 日照 276800）

2150mm熱軋帶鋼生產線R2四輥可逆粗軋機主電機通過十字萬向接軸直接傳動上、下工作輥（圖1）。支承輥采用油膜軸承，工作輥采用四列圓錐密封滾子軸承。R2軋機工作輥軸向竄動問題已存在較長時間，下工作輥竄動量最大量MAX13.4mm,上工作輥竄動量最大量MAX12mm，其特點是：當板坯軋制奇道次，上下輥主電動機轉子都向操作側竄動，至拋鋼時竄動達到最大；板坯軋制偶道次，上下輥主電動機轉子逐漸向傳動側復位，至拋鋼時竄動達到最大（圖2）。同時在軋機咬鋼瞬間下工作輥存在下沉5～15mm現象，拋鋼后回彈恢復，并出現安裝在軋機牌坊底部的應變式軋制力傳感器和均壓板壓碎（圖3）情況。正常情況下，主電機軸向靜壓軸承存在間隙(設計間隙為0.65mm以內)。工作輥竄動同時帶動接軸及主電機轉子竄動。由于竄動產生較大的軸向力，竄動量過大會使止推軸承負載過大引起軸瓦加速磨損，有可能時會在咬鋼時使軸瓦產生“抱軸”現象。嚴重影響到主電機的使用安全性、壽命和中間坯軋制質量，同時影響粗軋機穩定軋制。

圖1 主傳動結構示意圖

1 原因分析

R2四輥粗軋機采用的是往復軋制可逆式軋機，從對竄動的數據跟蹤來看，在軋制過程中，軋輥竄動隨著軋制方向的變化成雙向交替竄動,奇數道次和偶數道次時工作輥竄動的方向成反向，也就是工作輥所受的軸向力方向隨著軋制方向的變化而變化。由于軋機牌坊在制造及裝配上存在的誤差，板坯在軋制過程中存在的橫向厚差，軋輥軸線在空間存在的異面交叉角，下支撐輥水平差，都會導致帶鋼軋機在軋制過程中產生軸向力。

通過對R2R2四輥軋機生產過程中的跟蹤、觀察、測量、分析、認為為造成軋輥竄動的主要原因：（1）下支撐輥應變式軋制力傳感器裝置兩側存在高度差，經專業隊伍檢測，牌坊底面兩側高度差Max2.3mm，并且拆檢應變式軋制力傳感器裝置過程中發現應變式軋制力傳感器和均壓板都壓裂破碎了；（2）輥系軸線交叉不平行，從專業隊伍檢測牌坊窗口數據分析滑板和牌坊都存在磨損。下輥系下沉主要是應變式軋制力傳感器裝置各零件之間存在變形，以及階梯墊裝置滑座及步進板強度偏低。

2 改善措施

2.1 牌坊底面修復

通過對牌坊底面檢測，發現傳動側和操作側高度差最大達到2.2mm,單側平面度≥2.3mm,對底面使用激光熔覆焊接，機床加工修復，尺寸達到設計精度（兩側高度差≤0.2mm,單側平面度≤0.1mm）

2.2 應變式軋制力傳感器裝置技改

在實際使用過程中，應變式軋制力傳感器裝置無法正常投用，使用油壓模式進行軋制。因此為了改善下輥系下沉現場，決定用一個整體墊板代替應變式軋制力傳感器裝置，墊板使用高強度、耐磨、耐腐蝕的材料加工，硬度為調質處理HB=350-370。

2.3 更換滑板并優化滑板材質

設計使用的窗口襯板材質為3Cr13，有較好的耐腐蝕性和耐沖擊，但由于粗軋機架內工作環境相當惡劣，潮濕 、高溫等，窗口襯板除了磨損，腐蝕現象是關鍵因素，從每次抽輥時的觀察來看，窗口襯板表面呈嚴重生銹狀態。為了保證軋機軋制穩定性，此對窗口滑板改為進口復合滑板（目前在線使用的供貨商是ROMANI），產品硬度達到HRC50-55，優點為高強度、高耐磨，抗腐蝕、抗沖擊性。

2.4 配合間隙優化

（1）根據上述表1中牌坊本體測量數據和表2中更換支撐輥滑板測量數據可知，上支撐輥傳動側窗口比設計精度控制標準1970（0～1.6mm）大，存在牌坊磨損的情況，建議上支撐輥傳動側入口和操作側出口滑板各增加0.6mm墊片補償磨損，因在軋機滑板增加墊片所需時間長，最后決定把上支撐輥傳動側軸承座入口側滑板增加0.6mm。（2）工作輥區域，影響滑板窗口尺寸因素有滑板的磨損、工作輥壓緊缸與滑板及牌坊接觸2個面磨損、軋機牌坊磨損。通過檢查發現工作輥滑板與工作輥壓緊缸之間有調整墊，建議把上工作輥傳動側入口調整墊去掉0.5mm，傳動側出口滑板增加0.5mm墊片。（3）通過調整觀察一段時間后，設定R2四輥軋機工作輥配合間隙標準（0.8～1.2mm），支撐輥配合間隙標準（0.8～1.6mm）,工作輥窗口尺寸測量周期為每個定修周期，支撐輥窗口尺寸測量周期是90天，超出配合間隙標準的通過調整工作輥軸承座滑板尺寸來滿足。

表1 軋機牌坊窗口測量尺寸

表2 軋機滑板窗口測量尺寸

3 結語

通過對R2四輥軋機工作輥竄動的跟蹤、觀察、測量、分析，目前2150軋線R2四輥軋機工作輥竄動問題基本得到控制，下工作輥沒有出現下沉現象。但工作輥竄動的問題會一直存在，我們需要解決的是使電機竄動量控制在設計值之內，所以還需技術人員不斷調整控制軋機間隙精度，確保設備的穩定運行,保證R2四輥軋機軋制中間坯質量，更好穩定整個軋線節奏。另外，通過以上的分析，為以后在生產中解決工作輥竄動的問題提供了一些思路和方法，提高了工作效率，減小企業生產經營的損失。