石橫特鋼軋機設備裝配改造實踐

曹文強

（石橫特鋼集團有限公司，山東 肥城271612）

1 前 言

隨著鋼鐵業的發展和用戶對鋼材質量要求的提高，對軋機的精度要求也越來越高。目前棒材生產線主要采用短應力線軋機，該類型軋機具有剛度大、精度高、設備重量輕、操作簡單、在線快速更換的特點。其軋機結構主要由輥縫調整裝置、軸向調整裝置、拉桿、輥箱、軋機底座和導衛梁等構成。

石橫特鋼第一棒材車間是一條年產50 萬t 的棒材生產線，2005年投產。全線采取高強度無扭軋機，共布置18架軋機。其中，粗軋、中軋和精軋各6架。工藝流程：備料→裝爐→加熱→高壓水除鱗→夾送輥夾送→6 架粗軋機組→1#飛剪剪頭尾→6 架中軋機組→2#飛剪剪頭尾→6架精軋機組→飛剪倍尺分段（3#、4#剪子）→精整收集。目前，隨著軋機磨損老化，軋機的強度和剛度逐漸下滑，通過對軋機關鍵結構的改造和提高裝配質量，達到改善軋機狀態，降低對生產穩定性和產品質量的影響。

2 軋機存在的問題分析及影響

2.1 軋機彈跳增加

軋制過程中，軋輥、軋機軸承、輥箱、銅螺母、拉桿等各受力部件均承受著不同程度內應力。軋機長時間使用后，軋機彈跳增加，主要體現為軋機拉桿間隙增大。拉桿連接上下輥箱和機架，一臺軋機通過4 根拉桿將輥箱連接在一起，拉桿裝配如圖1所示。長期使用后，拉桿與機架、拉桿與輥箱接觸處因磨損尺寸減小產生間隙。生產軋制軋件時，因軋機彈跳造成料型尺寸比預設值增加，導致料型尺寸偏差，影響生產穩定，嚴重時導致堆鋼故障。

2.2 軋輥軸向竄動

圖1 拉桿裝配圖

目前形式的軋機依靠軸向調整裝置來實現軋輥的軸向移動。通過研究軋機在軋制過程中的狀態，結合圖紙分析，軋輥的軸向竄動主要原因為軋機的結構缺陷：（1）維修拉桿時需將螺母從軸承座拆卸或安裝進軸承座，軋機軸承座與拉桿螺母之間的配合存在間隙；（2）軋輥軸向調整裝置內存在間隙，間隙存在于蝸輪蝸桿及帶動軋輥軸向移動的螺紋副之間［1］。生產中因軋輥軸竄造成料型變化，形狀不規則難以控制。成品輥軸竄動容易出現鋼材表面缺陷，切分軋輥軸竄容易導致導衛切偏造成堆鋼故障。

2.3 軸承損壞故障頻繁

軋機軸承作為軋機傳動的關鍵部件，軋制過程中承載軋機的軸向力和徑向力。軸承損壞是軋機軸承常見的故障，其主要形式為軸承外圈斷裂和保持架斷裂，可導致軸承報廢，嚴重時軸承內圈與軋輥輥頸黏連造成軋輥報廢。主要原因：（1）潤滑不良，冷卻水、雜質等進入軸承造成潤滑油乳化，影響軸承潤滑效果，載荷區易形成金屬摩擦，造成軸承疲勞剝落；（2）輥箱剛性差，在承受軋制力的過程中容易出現較大變形，造成軸承損壞；（3）軸承更換不及時，軸承長期使用，滾動體點蝕、松動及保持架磨損導致軸承運轉受阻發熱。

2.4 壓下裝置失效

壓下裝置即輥縫調整裝置，作用是調節輥縫大小。其結構為錐齒輪+錐齒輪軸形式，如圖2所示。調整輥縫時蝸輪傳動至錐齒輪軸，錐齒輪軸帶動錐齒輪轉動，從而實現上下軋輥的移動改變輥縫大小。生產中因操作和維護不當常出現錐齒輪打齒現象，造成壓下裝置損壞無法調整輥縫。

圖2 輥縫調整裝置裝配圖

3 解決措施

3.1 消除軋機彈跳

拉桿與壓蓋接觸摩擦，長期使用后，拉桿與壓蓋接觸凸臺處磨損產生間隙，磨損位置如圖3 所示。通過對拉桿磨損部位采用激光處理，提高拉桿的強度。

圖3 拉桿磨損位置示意圖

通過修磨壓蓋尺寸L，消除與拉桿接觸處的間隙，進而消除彈跳。實施步驟：首先測量出壓蓋深入機架槽的深度，修磨壓蓋與機架的接觸面，減小壓蓋尺寸L，達到消除壓蓋和拉桿的間隙目的。壓蓋結構如圖4所示。

圖4 壓蓋尺寸示意圖

3.2 改善軋輥軸向竄動

由于軸承座與拉桿螺母以及軸向調整裝置之間的間隙是難以取消的，但在現有軋機的軸承座上進行部分改造，可以消除或減少間隙。根據目前軋機老化現狀，在機架上增加軸向固定裝置。見圖5。

實施步驟：在機架上增加頂緊螺栓，每個機架的兩個螺栓對稱頂緊輥箱，彌補了拉桿長期使用軋機剛度下降導致的軸竄。

3.3 降低軸承故障

圖5 加軸向固定裝置軸承座示意圖

根據氣溫變化，不同季節采用不同型號的鋰基脂。一般來說，秋冬季節使用粘稠度低的1#、2#鋰基脂，春夏季節使用黏稠度高的3#鋰基脂；選用氟膠材質密封，確保密封唇口與迷宮環的配合尺寸，提高密封性；建立輥箱密封管理制度，軸承進水、進臟必須對密封圈徹底檢查、更換；檢測軸承箱尺寸，定期測量箱體磨損是否超差，確保軸承座尺寸精度。參照軸承壽命，對保持架變形、滾動體點蝕的軸承及時更換，裝配時確保軸承的清潔。

3.4 消除壓下裝置故障

根據氣溫變化，不同季節采用不同型號的鋰基脂。一般來說，秋冬季節使用黏稠度低的1#、2#鋰基脂，春夏季節使用黏稠度高的3#鋰基脂；選用氟膠材質密封，確保密封唇口與迷宮環的配合尺寸，提高密封性；建立輥箱密封管理制度，軸承進水、進臟必須對密封圈徹底檢查、更換；檢測軸承箱尺寸，定期測量箱體磨損是否超差，確保軸承座尺寸精度。參照軸承壽命，對保持架變形、滾動體點蝕的軸承及時更換，裝配時確保軸承的清潔。

嚴格規范壓下裝置的使用，杜絕過鋼軋制過程中采取壓下操作，以消除對錐齒輪和錐齒輪軸的沖擊；提高壓下裝置的裝配精度，尤其是錐齒輪軸上的調整墊和擋圈必須確保安裝到位，保證錐齒輪軸和錐齒輪的有效配合。做好錐齒輪箱和蝸桿箱的密封，消除氧化鐵皮等雜物進入箱體影響齒輪運轉。

4 結 語

通過改善拉桿強度，修復壓蓋尺寸，消除軋機彈跳；增加軋機軸向固定裝置，彌補軋機剛度不夠導致的軸竄；嚴格、規范軋機軸承裝配和維護，杜絕燒軸承和壓下裝置故障。軋機的狀態得到明顯改善，生產穩定性增強，降低了故障率。