中厚板熱矯直機(jī)故障分析及解決方案

唐運(yùn)章

（南京鋼鐵聯(lián)合有限公司板材事業(yè)部設(shè)備處，江蘇南京 210035）

0 引言

中厚板生產(chǎn)線一般配置有預(yù)矯直機(jī)和熱矯直機(jī)，目的是消除鋼板在軋制和冷卻過程中產(chǎn)生的板形缺陷和內(nèi)部應(yīng)力。目前，經(jīng)常出現(xiàn)矯直機(jī)矯直輥帶來的鋼板表面壓痕、鋼表表面油污等問題，造成批量質(zhì)量缺陷。只能臨時更換矯直輥，造成非計劃停機(jī)。有時矯直輥問題頻發(fā)，出現(xiàn)沒有可備用矯直輥的情況，影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)。由于矯直機(jī)矯直輥數(shù)量多，裝配精度要求高，一套矯直輥正常裝配時間為2周。為保證矯直輥使用，投入大量維修人員進(jìn)行搶修，增加維修人員工作量。拆檢裝配過程中增加備件消耗量以及維修成本。為此，找到矯直機(jī)故障主要原因，盡早預(yù)防和消除矯直機(jī)故障，顯得尤為重要。

1 矯直輥故障分析

某鋼廠一年之中矯直機(jī)故障如圖1所示，從圖中可以看出矯直機(jī)故障總時間為4967 min，約82.78 h，年損失約600萬元。矯直機(jī)故障主要原因是壓痕、軸承問題和油污，占故障總時間的96.25%。

圖1 某鋼廠一年之中矯直機(jī)故障分析

2 矯直機(jī)故障原因分析

2.1 矯直輥造成鋼板壓痕故障原因分析

鋼板壓痕的形態(tài)有以下3種。

（1）點(diǎn)狀壓痕。壓痕在鋼板上呈點(diǎn)狀不規(guī)則分布。造成點(diǎn)狀壓痕的原因是鋼板翹頭對矯直輥輥面沖擊形成的缺陷，在矯直機(jī)入口第一和第二根上矯直輥面最多。另外就是矯直輥漏油、漏水后氧化鐵皮堆積和設(shè)備上掉下的異物，在矯直過程中壓入鋼板表面形成點(diǎn)狀壓痕，在上矯直輥面最多。

（2）線狀壓痕。壓痕在鋼板上呈線狀規(guī)則分布，位置相對固定。造成線狀壓痕的原因是新裝配上線的矯直輥，由于裝配精度不夠或輥徑大小差異，支承輥兩側(cè)與工作輥局部接觸，導(dǎo)致矯直輥表面劃傷，矯直過程中壓入鋼板表面形成的線狀壓痕。還有就是軋廢的鋼板強(qiáng)行通過矯直機(jī)，鋼板局部高點(diǎn)對矯直輥輥面造成的劃傷。

（3）面狀壓痕。壓痕在鋼板上呈帶狀規(guī)則分布，位置相對固定。造成面狀壓痕的原因是支承輥卡阻或不轉(zhuǎn)，軸承損壞，導(dǎo)致工作輥表面大面積劃傷。

2.2 矯直輥軸承故障原因分析

從拆檢的原因來看，矯直輥軸承失效主要是軸承潤滑不良或缺油造成，原因有供油油路不暢或堵塞，油量供油頻次或供油時間不夠。

2.3 矯直輥漏油故障原因分析

熱矯直機(jī)支撐輥多數(shù)設(shè)計采用油氣潤滑方式，在設(shè)備運(yùn)行過程中由于高溫烘烤，軸承密封容易發(fā)生變形或破壞，從而出現(xiàn)油泄漏或油潤滑不良等情況。由此可能造成軸承損壞、鋼板表面壓痕和油漬殘留在鋼板表面等情況。

3 矯直機(jī)故障解決方案

上述分析的各種情況是矯直機(jī)故障的一些主要原因。針對這些原因，通過長期摸索和積累，提出一系列切實(shí)可行的具體措施，在生產(chǎn)中取得了非常好的效果。

（1）鋼板翹頭對矯直機(jī)輥面損壞的措施。對鋼板頭部超出標(biāo)準(zhǔn)要求的鋼板，打開矯直機(jī)輥縫，鋼板頭部空過矯直機(jī)。頭部過矯直機(jī)后輥縫壓下來進(jìn)行反矯，減少鋼板翹頭咬入時損傷矯直機(jī)輥面，根據(jù)鋼板頭部的形狀可以適當(dāng)增加反矯次數(shù)。為減輕操作工勞動強(qiáng)度，整個過程通過程序優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)自輥返矯，無需人工干預(yù)。

（2）矯直輥漏油、漏水的措施。為避免矯直輥輥面有水粘氧化鐵皮，一方面矯直輥輥面冷卻采用內(nèi)冷水，另一方面在矯直機(jī)前增加空氣吹后裝置，主要用于對鋼板表面冷卻水及氧化鐵皮的吹掃。對于矯直輥漏油，定期更換密封及采用耐高溫密封，減少密封變形或損壞。

（3）異物壓入的措施。異物主要是設(shè)備長期沒有清掃和防腐，氧化鐵皮堆積或設(shè)備長期在高溫、水汽環(huán)境下腐蝕結(jié)塊。生產(chǎn)過程中振動掉落在鋼板表面。沒有特別好的辦法，只能定形清理清掃并做好設(shè)備防腐工作。

（4）線狀壓痕的措施。主要控制軋廢的鋼板不要進(jìn)入矯直機(jī)矯直。當(dāng)軋廢鋼板高度超過矯直機(jī)輥縫且板形差時，廢鋼板只能在矯直機(jī)機(jī)前處理下線。對于新裝的矯直輥，一定要對矯直輥輥面、輥徑、裝配精度進(jìn)行全方位檢測，減少矯直機(jī)支承輥與工作輥接觸不良的情況。

（5）軸承失效的措施。為保證軸承潤滑，安裝時檢查潤滑油路，保證油路暢通。同時根據(jù)軸承油量的消耗，適當(dāng)調(diào)整潤滑的油量及頻次，保證軸承密封效果，避免漏油后潤滑不良造成的軸承失效。

上述措施操作難度較大，只能適當(dāng)緩解故障發(fā)生頻次，很難從根本上解決問題。下面通過創(chuàng)新思路解決矯直機(jī)故障，方案如下：總結(jié)的歷次故障中，軸承設(shè)計和輥系裝配及修復(fù)質(zhì)量是造成輥系故障的主要原因。通過特制的密封，可以擺脫由于油氣潤滑系統(tǒng)供油不足或漏油造成軸承損壞帶來的鋼板表面問題。在軸承內(nèi)加裝特殊的高溫潤滑脂，用特制密封進(jìn)行封堵，生產(chǎn)過程中不需要加油，確保矯直輥無憂運(yùn)行，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。技術(shù)方案由以下部分組成。

（1）軸承由清潔、堅固的軸承鋼制作而成，經(jīng)過了特殊熱處理，軸承套圈的熱穩(wěn)定性至少可達(dá)200 ℃。得益于其內(nèi)部設(shè)計，軸承可以承受較大的軸向載荷。

（2）特殊軸承預(yù)填充高溫油脂。優(yōu)異的抗氧化性和抗腐蝕性，在重載運(yùn)行環(huán)境下具有良好的擠壓性能，可承受200 ℃的瞬時高溫。

（3）特殊軸承采用高性能接觸式密封件進(jìn)行密封，這些內(nèi)置鋼骨架的特制密封可防止?jié)櫥孤┖臀廴疚镞M(jìn)入軸承內(nèi)部，避免軸承提前失效。

特殊軸承解決方案既保證了軸承在高溫、重載工況下的潤滑效果，又減少或杜絕了油脂泄漏對鋼板表面質(zhì)量的影響。可以取消現(xiàn)有的油氣潤滑系統(tǒng)，完全采用免維護(hù)潤滑方式，降低總體運(yùn)行成本。

另外，軸承座采用的裝有彈簧的動態(tài)密封唇，可以有效解決跳動問題。即使在密封唇嚴(yán)重磨損情況下，仍可高效發(fā)揮密封性能。密封唇和腰部經(jīng)過優(yōu)化平衡，以承受高的動態(tài)跳動和軸與孔的不對中。這些密封件的廓形，使其可承受高加速度和頻繁制動，同時還能保證密封性能。

4 結(jié)語

通過采用高溫潤滑油的自潤滑方式，可有效解決稀油潤滑漏油和堵塞問題，同時減少維護(hù)工作量，基本實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。矯直機(jī)故障次數(shù)大幅下降，矯直機(jī)矯直輥更換頻次由1個月2～4次下降為4～6個月1次，故障時間下降82.6%，提高了設(shè)備作業(yè)率，增加了產(chǎn)量，減少次品率，經(jīng)濟(jì)效益明顯。