連鑄連軋生產線輥道結構特點分析

張先余

（日照鋼鐵有限公司，山東 日照 276808）

日照鋼鐵連鑄連軋板帶生產線引進于PRIMETALS（原SIEMENS冶金工業），鑒于該種軋線可生產極薄規格帶鋼比例高[1]，具有良好的市場前景。極薄規格的帶鋼產品具有廣闊的市場，但是同時也對設備功能精度提出了更高要求。輥道作為軋線上重要的輸送設備，對產品質量影響巨大，分析連鑄連軋軋線輥道的性能特點及維護要點對保證連鑄連軋軋線產品質量具有重要意義，本文主要介紹連鑄連軋軋線除工作輥、支撐輥、側導輥以外的其他種類的輥道。

除工作輥、支撐輥、側導輥外，連鑄連軋軋機熱區輥道從功能方面分類主要分為輸送輥、張力輥、夾送輥三類。輸送輥類的功能是將帶鋼從上機架輸送至下機架，起輸送帶鋼的作用，主要有粗軋區域輸送輥除、鱗箱輸送輥道；張力輥類主要有粗軋機架間張力輥、精軋機架間張力輥（以下稱活套輥）、套量檢測輥；夾送輥類是張力輥類的變種，除了提供張力之外根據位置不同還兼有其他功能，熱區有轉鼓剪夾送輥、加熱爐爐夾送輥、除鱗箱夾送輥。以下對于其結構功能分別介紹。

1 輸送輥類

1.1 一類普通輸送輥

連鑄連軋線中R3機后輥道、推廢輥道、廢料移除輥道其結構功能一致，均為電機減速機、梅花聯軸器及輥道裝配體組成，具體輥道分為軸承座、輥身、旋轉接頭（冷卻單元）。

圖1 普通輥道結構外形圖

軸承座由軸承座本體、調心軸承、定位環、軸封、鎖母等組成，其中軸承座本體上有內部冷卻水防止軸承運行環境溫度過高。

輥道本體設計內部通有內冷水，內冷水只能冷卻內部基體，輥皮與基體間無冷區水，正常生產時輥面溫度400℃~600℃，該種設計能夠防止生產中中間坯溫度過度損耗，輥身材質為奧氏體不銹鋼又能有效保證該溫度下的輥身強度。

冷卻單元保證輥身溫度低于600℃，輥身溫度超過850℃會導致輥身強度、硬度急劇降低，輥身變形及磨損加劇，進而導致輥道使用壽命降低，最終導致輥道異常下線。

1.2 二類特殊輸送輥道

熱區輸送輥道中除普通輸送輥外，還有一種具備抗磁性能，耐高溫要求更高的輥道，稱之為特殊輸送輥道感應爐輸送輥道整體結構與推廢輥道類似，其主要作用是輸送帶鋼，由于其工作環境的特殊性，要求其輥身材料耐高溫超1000℃，且輥身材料無磁，原設計采用的是美航標準中的高鎳、鉻合金的奧氏體不銹鋼,耐高溫等級為950℃，表面噴涂有鎳基合金粉末。后期國內轉化時輥面改為更高一等級的基體材質，同時采用特殊噴涂工藝。在輥子表面覆有一層耐高溫、抗磨、無磁材料，使該類輥道耐高溫等級到達1000℃以上，目前現場應用較好。

2 張力控制輥類

連鑄連軋軋機區域的張力輥類從功能結構方面分為粗軋機架間的張力輥、精軋機架間的活套輥、銜接粗軋區至精軋區的大活套測量輥，這三種輥道配合壓力傳感器或者磁尺位置波動用于控制帶鋼張力，對于產品寬度的精度有重要影響。

2.1 粗軋張力輥、精軋張力輥

粗軋張力輥、精軋活套輥分別作為粗、精軋機架間帶鋼張力的主要參與設備，其設計結構要求具備以下特點：

（1）檢測張力時徑向負荷大，要求具有良好的徑向承載能力。

（2）輥身精度直接影響帶鋼張力檢測，對產品寬度產生重要影響，要求具備良好的抗熱變形能力。

（3）必須保證輥道轉動正常，卡阻后會導致產品表面劃傷，要求具有良好的轉動穩定性。

（4）為了降低能源消耗，減少帶鋼熱量損失，避免使用外冷水冷卻輥身。

圖2 張力輥結構圖

該類輥道無驅動，生產時靠帶鋼摩擦力轉動，主要由軸承座、調心軸承、輥道本體、冷卻裝置組成。重點說明輥道本體，圖是活套輥的輥道本體，主要由輥套1和輥芯2組成，為了保證輥道的冷卻效率，在輥芯表面上沿軸線方向開有冷卻孔槽，沿輥芯圓周均布，冷卻水通過旋轉接頭進入輥芯后經過冷卻孔槽將輥道熱冷帶走，輥套與輥芯通長過盈裝配，保證了輥面冷卻的均勻性和冷卻效率，避免了輥道因高溫產生熱變形。輥套表面焊接有一定厚度的硬層，有效保證了輥道的耐磨性，此類輥道對輥面冷卻效果要求較高，冷卻不良極易產生輥面裂紋、變形等現象，對產品規格、質量產生制約。

2.2 大活套測量輥

如圖所示大活套測量輥位于粗軋機和精軋機之間，它的主要功能是測量精軋機和粗軋機之間的帶鋼張力，測量輥安裝在一個擺臂裝置上通過含有磁尺的油缸壓在帶鋼上表面，一級檢測到測量輥位置傳輸給二級，二級經過計算后通過調整精軋機的軋制速度來控制測量輥檢測位置的套量，避免出現堆鋼或者拉窄情況，該處是連鑄連軋生產線軋機速度控制的重點。

圖3 測量輥功能簡圖

由于測量輥本體短于帶鋼寬度，導致整個測量輥裝配位于帶鋼正上方，工作環境溫度700℃以上，由于該裝置在連鑄連軋生產線上的重要性及唯一性，一旦出現卡阻是無法繼續生產的，維持測量輥的正常轉動是設備維護的重點以及難點，關鍵是降低軸承的工作環境溫度，保證軸承潤滑充足。

2.3 夾送輥類

連鑄連軋軋機區（熱區）的夾送輥類與傳統板帶軋線的卷曲機夾送輥有較大區別，由于所處環境溫度不同（連鑄連軋軋線熱區帶鋼溫度900℃以上），其面臨的主要問題是高溫變形的問題，其結構設計也重點考慮了冷卻功能，保證夾送輥在高溫下的耐磨性。

2.3.1 轉鼓剪類夾送輥

轉鼓剪夾送輥在連鑄連軋軋線中的功能有：

（1）轉鼓剪事故碎斷剪切時為帶鋼提供張力。

（2）剪切后將碎斷的帶鋼輸送至廢料移除區域。

（3）生產過程中提供一定的后張力。

轉鼓剪夾送輥的裝配體，主要由3部分組成：冷卻單元、軸承座、輥道本體，輥道本體外層堆焊有5mm硬層，內部有螺旋導流板，能夠保證夾送輥輥面均勻、高效持續冷卻，生產過程中輥面溫度200℃以下，該夾送輥主要精度控制項目為輥縫及變形量，輥縫偏差超標或變形量超超標時夾送輥出口浪形明顯，會引起帶鋼浪形，影響大活套測量輥的張力檢測發生波動，進而引進精軋張力及速度波動。

2.3.2 感應爐夾送輥

感應爐夾送輥在生產中的功能：

（1）生產過程中提供一定的前張力。

（2）壓緊帶鋼，防止帶鋼上的冷卻水進入感應爐燒壞線圈。

圖4 感應爐夾送輥結構簡圖

感應爐夾送輥輥道結構與轉鼓剪夾送輥類似，也是由冷卻單元、軸承座、輥道本體組成，輥道本體外層堆焊有5mm硬層，內部有螺旋導流焊線，能夠保證夾送輥輥面均勻、高效持續冷卻，生產過程中輥面溫度200℃以下，該夾送輥的精度控制主要是變形量，入口夾送輥變形量如果超標，會引起大活套測量檢測位置波動，出口夾送輥變形量超標可能會導致除鱗箱入口夾送輥出現的反水進入感應爐加熱線圈引發故障。

2.3.3 卷取機夾送輥

卷取機夾送輥的功能：

（1）通過下夾送輥的位置調整實現帶鋼進鋼或直通功能。

（2）為卷取張力控制的重要組成部分。

卷取機夾送輥的結構特點：

區別于老式帶鋼產線，連鑄連軋帶鋼產線的夾送輥為搖臂試結構，此種結構簡單、更換作業高效，但是相應的也存在一些制約點。

（1）結構剛度不足，產品平整度、硬度對夾送輥使用壽命影響大，夾送輥橫紋問題突出。

（2）對夾送輥裝配、安裝精度要求高，操作人員調整窗口小。

總結：連鑄連軋生產線，其生產連貫性強，對熱區輥道的要求比傳統產線高，任何一個位置的故障都可能導致全線停機，充分了解各種輥道的功能特點對連鑄連軋生產線提高薄規格生產比例、提高產品質量具有重要意義。