熱軋板帶軋機精軋入口側導衛缺陷分析及改進

熊杰

（湖南華菱漣源鋼鐵有限公司，湖南婁底 417009）

0 引言

湖南華菱漣鋼2250熱軋板廠于2009年9月份建成投產，年設計產能441萬t，可生產規格厚度1.5～25.4 mm、寬度900～2130 mm的熱軋帶鋼。軋線自投產以來，精軋入口側導衛磨損嚴重，兩側對中位置控制精度偏差超過20 mm以上，每周需對導衛襯板在線堆焊、修補、打磨，費時費力。因耐磨襯板與帶鋼邊部的滑動摩擦產生絲狀鐵屑或磨粒，這些鐵屑和磨粒部分被帶入軋機，造成表面壓入的質量缺陷；同時因導衛對中精度低，造成帶鋼在軋機內跑偏嚴重，極易造成帶鋼邊浪、中浪軋破廢鋼的風險。

隨著產品結構的不斷調整，以及公司差異化戰略實施推進，熱軋帶鋼品種鋼及薄規格比例不斷增加，對帶鋼板型、表面質量、邊部質量等提出了更高的要求，為提高產品質量，提升軋機作業率，減少故障，對精軋機入口側導衛進行改造。

1 精軋入口側導衛結構及功能簡述

在現代熱連軋板帶生產中，每個精軋機架的入口均設有導衛裝置，有些精軋機F1入口設有小立輥（精軋機區域一般為7機架連軋布置，F1是指對應的第1架精軋機，F2、F3…分別對應精軋第2架軋機、第3架軋機…）[1]，通過小立輥的輥縫設置來保證軋件的對中。導衛裝置主要用于板帶的導入導出，保證軋件對稱于軋制中心線逐次咬入各架軋機進行軋制，同時防止帶鋼纏繞在軋輥上。導衛裝置由導衛體、導衛框架、橫向導軌、縱向導軌及耐磨襯板等組成，其中橫向導軌垂直于軋制中心線，縱向導軌平行于軋制中心線。通過帶位移傳感器的調寬油缸，側導衛在寬度方向可自動調寬，一般操作側和傳動側各設計一個帶位移傳感器的油缸，通過液壓缸活塞桿的伸縮、位移傳感器讀數及液壓伺服系統的控制，可實現導衛任意寬度的自動調節。2250常規熱軋板帶軋機精軋入口側導衛最大開口度為2250 mm，最小開口度為880 mm。在軋制過程中，根據L2級（過程自動化控制）所下發的帶鋼寬度數據，精軋入口側導衛預設定一個寬度，一般預設定寬度為所軋制帶鋼寬度加50 mm。按工藝要求，精軋入口側導衛寬度對中精度標準見表1。

表1 精軋入口側導衛工作精度標準 mm

2 精軋入口側導衛存在的主要缺陷

目前，熱軋板帶軋機精軋入口側導衛普遍采用耐磨襯板與帶鋼邊部接觸進行帶鋼的對中。軋制過程中，導衛耐磨襯板與帶鋼邊部存在劇烈的滑動摩擦，且調寬油缸安裝在導衛體底部，所處環境惡劣，生產中存在以下幾個方面的主要問題：

1）帶鋼不可避免存在跑偏現象，導致耐磨襯板與帶鋼邊部發生劇烈滑動摩擦，造成耐磨襯板刮絲、毛刺等金屬碎屑，這些碎屑將部分落到帶鋼表面上被帶入軋機，壓入帶鋼表面造成帶鋼表面質量問題；同時該滑動摩擦造成帶鋼邊部刮爛等質量缺陷，嚴重影響產品外觀。

2）精軋入口側導衛調寬油缸接頭及鉸鏈連接處處于水浸及蒸汽等強腐蝕性環境中，接頭、銷軸等極易腐蝕和磨損。并且由于精軋區域設備多，設備布置緊湊[2]，調寬油缸裝置設置在導衛裝置底部（見圖1），幾乎沒有維修空間，磨損位置的維護及更換等難度較大，使用一段時間后，導衛對中精度下降，每次對中標定偏差均超出標準較多（見表2）。由表可見，導衛對中性偏差最大超過20 mm，遠超標準要求，經常造成帶鋼頭尾跑偏等邊浪、中浪的產生引起廢鋼的風險，以及帶鋼邊部刮爛等質量問題。

圖1 導衛調寬油缸移位改造前

表2 精軋入口側導衛改造前實測數據 mm

3）維護成本高，檢修強度大。每周需對導衛耐磨襯板磨損溝槽進行補焊打磨處理或更換，工作量大，制約了設備作業率的提高。如不及時處理，耐磨襯板上磨損溝槽過深還會造成帶鋼頭部卡入槽內引起機架內堆鋼的風險和隱患。

3 針對缺陷采取的技術改進措施

1）提高側導衛對中精度，降低側導衛維護難度，對導衛調寬油缸進行移位改造。導衛調寬油缸由安裝在導衛的底部改造移位至導衛的上部。導衛調寬油缸移至導衛上部后，既不能影響導衛的調寬功能，又需照顧生產操作人員上下導衛體的方便性；為此，油缸移至上部后，在導衛體的適當位置處增設上下平臺，并對導衛調寬油缸加裝保護罩。此改造可在線利舊進行改造，只需新制油缸鉸鏈底座、油缸活塞桿接頭底座以及錐銷錐套等，利用停產檢修時間（8～10 h）就可實施改造（見圖2）。當導衛調寬油缸移到上部改造后，油缸與導衛體接頭處的錐銷錐套以及油缸與導衛體框架的鉸鏈處維護人員做點檢時非常方便，且磨損后的錐銷錐套及銅基襯套等利用換輥時間即可進行更換，大大降低了點檢維護的難度，提高了導衛的對中精度（改造后經多次標定測量，對中精度均控制在5 mm以內，達到國內先進標準），維護強度及維護難度等均大大降低。為提高改造可靠性，降低改造成本，根據現場的對中及磨損情況，目前暫對精軋F2和F3機架的入口側導衛進行了改造。

圖2 導衛調寬油缸移位改造后

2）為減少導衛耐磨襯板的磨損，避免帶鋼表面異物壓入，對精軋入口側導衛耐磨襯板結構進行改進。在精軋入口側導衛喇叭段和平行段交接位置處的傳動側和操作側上各安裝1套立輥總成，使導衛與帶鋼邊部的摩擦機理發生質的變化，由原來的滑動摩擦轉為滾動摩擦，避免導衛耐磨襯板與帶鋼邊部劇烈的滑動摩擦。立輥總成設計成可快速拆卸更換的整體式結構，且安裝在導衛體的入口端，方便維修拆卸（立輥總成的拆裝更換時間控制在30 min以內）。為提高立輥導向可靠性，立輥總成采用雙立輥結構。立輥輥身采用耐高溫并經淬硬處理的特殊合金鋼（熱處理硬度不小于60 HRC）。立輥軸承的選用根據導衛體結構及帶鋼沖擊力大小進行選型，上端采用調心滾子軸承，下端采用推力滾子軸承[3]。立輥總成安裝時應確保立輥輥身凸出耐磨襯板平面8～10 mm（不會影響導衛的最大開口度2250 mm和最小開口度880 mm）[4]。為提高立輥的使用壽命及防撞沖擊，立輥總成在導衛體上設計成嵌入式結構，并用8個M30的螺栓把合在導衛體上（見圖3）。為提高立輥軸承的使用壽命，軸承座須增設自動干油潤滑及密封防水結構，因立輥采用垂直水平面安裝，因此立輥輥身和下軸承座之間采用凹凸錐面結構，可有效減少軸承進水風險。立輥軸承座采用內冷水結構，立輥輥身表面采用噴水冷卻，為避免輥身冷卻水對帶鋼邊部的影響，可對冷卻水量的大小進行控制。通過以上幾個方面的改進，立輥軸承的使用壽命可達到120 d以上。

圖3 立輥總成安裝示意圖

4 改進后效果評估

精軋入口側導衛的技術改進成功實施后，提高了導衛的對中精度（改造后實測數據見表3），避免因導衛對中精度差造成邊浪甚至中浪等廢鋼風險，提高了精軋機的軋制穩定性，降低了帶鋼頭部進入側導衛時和導衛襯板撞擊造成的頭部折彎風險。雙立輥結構的立輥總成在導衛體上的應用，解決了長期以來的產品質量缺陷和頻繁停機檢修的問題，解放了人力資源，從根本上杜絕了由于原有精軋入口側導衛結構設計的缺陷造成的產品質量下降，提高了經濟技術指標；另外設備工作穩定性的增強也間接保證了熱連軋的生產順行，降低廢鋼堆鋼風險、提高軋機有效作業率、降低生產成本。據測算，通過提高勞動生產率、提升產品質量、降低人工成本，年創經濟效益在500萬元以上。

5 結語

國內熱連軋板帶生產線精軋入口側導衛不可避免存在共性問題，如何提高導衛對中精度，降低導衛對帶鋼邊部刮爛等質量問題，國內某些鋼廠做了有益的償試，也取得了一定的效果。但利用優化導衛調寬油缸布置及在導衛入口端的兩側安裝雙立輥總成裝置來共同解決先天缺陷在國內尚屬首次，取得了良好效果，經濟效益可觀，具有較大推廣價值。

表3 精軋入口側導衛改造后實測數據 mm