精軋機彎竄輥系統研究

李云飛

（河鋼股份有限公司承德分公司熱軋卷板事業部，河北 承德 067001）

熱軋板材的板形質量是衡量熱軋板材，尤其2.0mm以下薄規格產品質量的主要指標之一，而精軋工作輥竄輥系統對于改善板形有至關重要的作用，因而對精軋竄輥系統精度控制已經成為了一個重要的研究課題。

目前1780生產線在品種鋼研發和軋制規格上進一步的升級，軋制薄規格產品日益增多的情況下，精軋機組的軋制穩定性、板形控制更進一步凸顯出它的重要性，所以精軋竄輥系統精度的控制變的尤為重要。

為更好的適應當前的市場形勢，增強市場競爭力，2.0mm以下高強薄規格產品日益增多。所以彎竄輥系統的高頻次使用，造成了精軋機竄輥結構磨損加劇，竄輥間隙增大，竄輥精度無法得到保證，嚴重影響了薄規格產品的板形。產品質量異議和降級品也不斷增加，對公司的產品計劃排布和產品結構產生了很大影響。為提高產品質量及軋制穩定性，急需改進竄輥系統結構，提高竄輥精度。

1 竄輥系統介紹

竄輥系統主要由固定塊、移動塊、竄輥液壓缸等部件組成。一架軋機裝有4個竄輥液壓缸，分別安裝于軋機入口側與出口側，通過4個伺服閥分別控制，以此帶動4個移動塊來實現工作輥的軸向竄動。竄輥缸裝有位移傳感器，用來精確控制上下工作輥的相對位置。竄輥缸活塞桿通過球面座、球面套及圓螺母鎖緊到固定塊上，竄輥缸缸體通過銷軸及關節軸承連接到移動塊上。

板形控制就是消除帶鋼纖維內應力或控制在彈性范圍內，使帶鋼的縱向纖維內應力值趨近于零，從而得到良好的凸度和平直度。竄輥裝置可以通過擴大帶鋼凸度的控制范圍，減小帶鋼橫斷面上的邊部減薄和重新分布邊緣附近的軋輥磨損來實現對帶鋼的板形控制，還可以提高軋輥的使用效率，延長軋輥壽命。竄輥系統與彎輥系統配合，就會在保持良好的平直度的同時得到一定的、合乎要求的板形。竄輥液壓缸通過帶動工作輥軸向竄動，能夠直接改變輥縫形狀。輥縫形狀是軋機控制板形的一個關鍵因素，竄輥精度的好壞直接影響到最終板形質量，影響到帶鋼的單邊浪、1/4浪和甩尾等板形缺陷。

2 精軋機竄輥精度研究

精軋機工作輥為CVC輥型，竄輥分為正竄輥和負竄輥。軋機接收通過現場HMD跟蹤信號反饋的板坯軋制信息后，根據成品凸度要求，通過二級程序運算得到每個機架的竄輥設定位置，通過通訊由一級執行給出動作信號，在工作輥與支撐輥轉動過程中通過竄輥液壓缸將軋輥軸向移動到需要的位置。竄輥時要克服工作輥與支撐輥之間，彎輥塊與固定塊之間的雙重摩擦力，使竄輥缸缸頭受力較大。在軋制過程中，由于受到CVC輥形影響，工作輥會受到較大的軸向力，該軸向力與液壓缸提供的液壓力相平衡。液壓缸桿側圓螺母鎖緊處與銷軸處都會受到正負軸向力反復作用。

竄輥缸活塞桿側鎖緊方式為球面套用圓螺母鎖緊到杠桿上后,將球面套鑲嵌在固定塊上的上下球面座內，球面套與球面座緊密配合。軋鋼過程中，工作輥的正竄或負竄會對球面套與圓螺母不斷施加正反兩個方向的力，導致球面座與球面套之間極易磨損產生間隙，同時圓螺母也會出現松動現象，且圓螺母的緊固需要拆下下球面座、磁尺及磁尺保護罩，非常不易緊固，如不及時緊固就會導致螺紋失效，造成竄輥缸桿側間隙越來越大，無法保證竄輥精度。

3 竄輥結構改進措施

通過對當前應用的竄輥結構的研究，針對竄輥缸桿側球面座、球面套、圓螺母的這種易產生間隙且不易調整更換的鎖緊方式，對其進行改造，使該處不易產生間隙，或產生間隙后可隨時調整，從而實現精軋工作輥竄輥位置的精確控制。

3.1 鎖緊結構改造

上文已經說過，當前現場正在使用的精軋機竄輥系統中竄輥缸桿側鎖緊方式易產生間隙且調整和更換困難，非常不利于竄輥的精度管理及板形的控制。經過多次論證及現場試驗，現將該結構中的球面座、球面套及圓螺母全部取消，將球面套改為內孔尺寸相等的回型板，鎖緊圓螺母改為外六角的鎖緊螺母，且與磁尺保護罩合成為一體，用扳手將鎖母鎖緊后，鎖母上的六角螺帽與回型板將夾緊在固定塊的兩側，如圖1所示。當軋輥按照設定位置向正方向竄輥時，軸向力將由回型板承受；向負方向竄輥時，軸向力由鎖母螺紋承受，這樣就避免了螺紋反復受到正、反兩個方向軸向力的作用，有效地降低了螺紋的磨損。如果因軋機振動等其它因素導致了間隙的產生，通過六角鎖緊螺母，可隨時進行緊固調整。

此鎖緊結構于2017年5月份開始在F2精軋機架上試運行，連續近8個月對竄輥缸桿側間隙進行跟蹤測量，合格率保持在95%以上。

圖1 竄輥鎖緊結構改造后

3.2 固定塊、移動塊襯板改造

固定塊、移動塊接觸面襯板原設計為帶自潤滑的銅襯板，由于受軋鋼過程中的高溫和冷卻水的影響，磨損較為嚴重，每月大約磨損1.5mm左右，襯板上的石墨潤滑點磨損掉以后，竄輥過程中摩擦力增大，竄輥缸通過伺服閥輸出的壓力也將隨之增大，這樣就會加劇竄輥系統連接結構的磨損而產生間隙。磨損不均勻會造成上下工作輥不平行，導致輥系交叉，軋鋼過程中軋輥會受到較大的軸向力，竄輥保持不住設定位置，伺服閥輸出持續增大，這樣也會加劇竄輥系統結構的磨損，使間隙增大，并造成軋機剛度指標下降或兩側剛度差值變大，使軋制不穩定，所以襯板的更換周期為3個月。

2017年5月年修，F2精軋機架固定塊和移動塊襯板改為corts襯板，且在襯板上加裝干油潤滑。corts襯板上線后，連續跟蹤測量8個月，每塊襯板的磨損量幾乎可以忽略不計，按照當前的襯板磨損速度，保證良好潤滑的情況下，以后將無需再更換襯板。且根據這8個月觀察，傳動側與操作側兩側剛度差一直保持在30T以內，保證了軋制的穩定性。

3.3 彎輥液壓缸壓蓋改造

彎輥液壓缸塵封易脫落導致缸桿劃傷，密封易損壞導致漏油，是造成彎輥系統故障率高的主要原因，經過長期的觀察和試驗，我們對彎輥液壓缸壓蓋做了幾點改進。在壓蓋上端面增加12mm高的凸臺，用以保護塵封；將原設計中的塵封凹槽加深1mm，使塵封能充分嵌入凹槽內，防止塵封被活塞桿帶出，進入雜物后從而損壞活塞桿；在壓蓋原有唇形密封基礎上增加一道OD密封，增強其密封能力。

改造后的壓蓋上線使用后，基本杜絕了塵封易脫落的問題；增加OD密封，使彎輥液壓缸漏油量由改造前的每月8桶降低到每月1桶以下，更換密封由改造前每月平均15個降低到每月1～2個。

4 結語

通過對精軋機彎竄輥系統結構的改進，有效地控制了竄輥系統的磨損間隙，提高了竄輥精度，降低了彎竄系統的故障率。在軋鋼過程中出現浪形的情況明顯減少，凸度和平直度更加容易調整，軋制穩定性明顯提高。薄規格產品月產量提高了近一倍，因板形問題出現的降級產品減少了近90%。

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