純鈦軋制用多輥軋機側支撐受力調節研究分析

伍尚仕，唐振光，農 嵩

（北海誠德鎳業有限公司，廣西 北海 536017）

北海某冶煉企業使用多輥軋機近期經常出現軋制過程中側支撐背襯軸承破裂、軋機起軋或者軋制過程中受力過大觸發快停等一系列側支撐問題。長期側支撐受力過大會使得側支撐背襯軸承在軋制過程中容易爆裂，背襯軸承爆裂會對輥系和側支撐輥箱造成嚴重損壞，這種故障處理時間往往較長，嚴重影響生產效率。而且側支撐受力過大頻繁觸發快停，不僅影響生產效率還會造成輥系磨損影響冷軋鈦板表面質量。如何根據十八輥軋機結構特點和軋制工藝解決側支撐受力問題，已是迫在眉睫的事情。

1 純鈦軋制用的多輥軋機結構介紹

純鈦軋制用的多輥軋機輥系由2根直徑1100mm～1200mm支撐輥、2根直徑330mm～355mm中間輥、2根直徑120mm～150mm工作輥和4組側支撐構成，其中每組側支撐由1根119mm～122.5mm側支撐輥和2排各6個直徑97mm的背襯軸承組成。

圖1 多輥軋機結構圖

軋機結構如圖1所示。軋機主要由2個HGC壓下缸、4個支撐輥平衡缸、4個彎輥缸、4個竄輥缸、4組側支撐調節裝置、1組軋制線調節裝置構成。HGC壓下缸主要作用是對金屬純鈦板的軋制時提供軋制力，通過調整軋制力達到軋制目標厚度。支撐輥平衡缸作用是支撐起支撐輥，使支撐輥能隨著HGC缸縮回時抬起來。彎輥缸作用是軋制時提供中間輥彎輥力，用于調整純鈦金屬板的板形。竄輥缸作用是提供中間輥竄輥力，使中間輥能往操作側和傳動側移動。側支撐調節裝置作用是調節側支撐輥位置，軋制時用于支撐工作輥預防其跑位和變形。軋制線調節裝置作用是調節下輥系的高度，可以用于輥系更換后對軋制線進行補償保證軋制線高度不變。

2 軋制力對側支撐受力影響分析

軋制力是軋制過程的主要作用力，對軋制力怎么傳遞到側支撐上進行分析，并找出影響側支撐受力的因素，才能有效預防側支撐受力過大。我們對軋制力傳遞到側支撐進行分析，受力分析如圖2所示。

圖2 受力分析圖

根據圖2可知：

綜合（1）（2）（3）公式得 ：

根據圖2可知：

由公式（4）可知：α角增大F側支撐增大，β角增大F側支撐減小；

由公式（5）可知：L偏增大α角增大，那么F側支撐增大；

由公式（6）可知：H厚增大β角減小，那么F側支撐增大；

D工作輥增大β角減小，那么F側支撐增大。

注：F軋制力為軋制力，R中間輥為中間輥半徑，R工作輥為工作輥半徑，L偏為工作輥偏心量，H為側支撐輥箱固定高度，H厚為帶材軋制厚度，R輥箱為側支撐輥箱擺臂半徑。

3 側支撐受力調整

已知α角和β角的大小影響側支撐受力，α角和β角又受到工作輥偏心量、工作輥輥徑、中間輥輥經、軋制帶材厚度的影響。工作輥輥徑和中間輥輥徑可根據軋制過程中實際受力情況更換合適的輥徑，那么工作輥與中間輥的偏移量我們如何控制。我們知道，軋制時工作輥受熱后膨脹，為了避免造成出、入口兩側的側支撐輥都與工作輥接觸產生相互作用力而增大側支撐受力，所以軋制時工作輥與出、入口兩側的側支撐輥理想狀態是單邊接觸。如果工作輥與側支撐輥單邊間隙過大，也會造成工作輥受張力或其他因素影響后向軋制方向前后擺動，對側支撐輥造成巨大沖擊導致側支撐瞬間受力過大。我們的理想狀態是工作輥與軋制中心的偏移量為5mm，靜態下工作輥與側支撐的單邊間隙0.25mm。

側支撐對中設定值調節步驟：①先把工作輥5mm的偏移量取消（即4個側支撐對中值都一樣）。②修改軋機最小軋制力為2MN（為了方便軋機靜壓時觀察側支撐受力狀態）。③不斷調節側支撐對中設定值，每次調整后將軋機壓到最小軋制力并觀察側支撐受力狀態，直至4個側支撐都同時受力（即側支撐剛好與工作輥接觸）。④軋機最小軋制力狀態下，用繩子掛著在工作輥輥頭上，通過掛繩查看上下工作輥偏移量。⑤調整側支撐對中設定值，使上下工作輥在同一中心上。⑥4個側支撐對中設定值減0.25mm（即側支撐輥與工作輥單邊間隙0.25mm）。⑦恢復工作輥5mm偏移量和正常軋制時最小軋制力。

4 結論

軋機軋制過程受到軋制力、張力、帶材作用力等多個力影響，所以側支撐承受的是綜合各種作用力后的合力，雖然影響側支撐受力因素較多，但只要控制好工作輥偏心量、側支撐輥與工作輥的接觸點，就能有效控制側支撐受力，避免出現側支撐受力過大造成設備損傷，從而影響生產效率的情況發生。