吳婷
（天津天鐵冶金集團熱軋板有限公司）
1 引言
天鐵熱軋1750mm立輥軋機位于R2四輥可逆粗軋機之前，與R2軋機配合形成萬能式粗軋機，其中側壓裝置是立輥的主要組成部分，其作用主要是對加熱爐出來的板坯進行側邊軋制，并控制板坯寬度尺寸和形狀，同時將板坯邊部的鑄態組織變為軋態組織，避免在水平軋制過程中產生邊裂，影響板坯質量。
天鐵1750mm軋機投產7年多，前期設備運行良好，但隨著生產節奏的加快，設備磨損加大，精度降低，因此在生產過程中，小輪碎裂、球面墊掉落等側壓裝置頻繁出現故障，造成了立輥軋機傾斜的現象，直接影響了正常軋鋼工序。通過對事故現象的原因分析和改進，降低了立輥軋機傾斜故障率，保障了生產的順利進行。
2 立輥軋機側壓裝置的結構與工作原理
2.1立輥軋機側壓裝置結構
測壓裝置分布于軋機傳動側和操作側，全部采用液壓驅動，每側由平衡液壓缸（以下簡稱平衡缸）、兩個AWC液壓缸（以下簡稱AWC缸）和平衡梁等組成。AWC缸與平衡缸共同作用時，實現軋輥的開口度的設定，兩側側壓裝置可單動，也可聯動。AWC缸與平衡缸均固定在機架上。側壓裝置具體參數如下：
Z大軋制力矩（過載系數2.75，5s電機跳閘）：2×616kN·m；
軋制速度（Z大輥時）：±2.9～5.67m/s；側壓速度（單側）：80mm/s；
Z大側壓量：60mm（雙側，低碳鋼，厚度230mm）；
立輥開口度：720~1750mm；
AWC液壓缸：φ400/φ320×895mm，工作壓力27MPa；
平衡液壓缸：φ220/φ140×1925mm，工作壓力8~12MPa。
測壓裝置見圖1。
2.2側壓裝置工作原理
側壓裝置其共同作用可調整軋輥的開口度。該裝置配有短行程控制（SSC）功能＋自動寬度控制（AWC）功能。短行程控制（SSC）用于控制大側壓引起的頭、尾形裝誤差。自動寬度控制（AWC）主要用于修正軋制力變化引起的寬度誤差。SSC、AWC的控制是由液壓伺服系統實現的。
AWC缸通過球面墊與軋輥軸承座相接。其作用是：帶動軋輥裝配在機架內運動。AWC缸均帶位移傳感器，用于AWC缸位置檢測和同步控制。AWC缸可帶負荷調整。在AWC缸液壓伺服系統上裝有壓力傳感器，用于檢測軋制壓力。
平衡缸通過連接板與平衡梁相連，平衡梁上下鉤部分別與上下軋輥軸承座相接。平衡梁的側面裝有滑板，上部裝有小輪。平衡缸作用是：一方面在正常工作狀態下通過平衡梁始終將軋輥裝配拉靠在AWC缸頭部上，消除球面墊與AWC缸頭部之間、球面墊與軸承座之間的間隙。平衡缸帶位移傳感器，用于軋輥位置檢測。
3 立輥傾斜故障原因分析
由于軋線只有一架立輥軋機，每塊板坯軋制五道次，其中一、三、五道次帶有減寬軋制設定，二、四道次打開，因此軋機工作量較大，側壓裝置動作頻繁，很容易出現傾斜故障，從而影響正常生產。立輥傾斜原因主要是由立輥平衡梁小輪故障和球面墊掉落所引起。
3.1平衡梁小輪故障原因分析
平衡梁小輪如圖2所示，將平衡梁固定在機架內，并保證平衡梁在機架內往復運動。隨著設備精度的降低，在生產過程中，小輪經常會出現卡死、軸承碎裂等故障，造成平衡梁運行不平穩，平衡缸壓力過大，立輥軋機報傾斜，影響軋鋼生產。通過多次檢修更換檢查，分析其原因為：現場環境惡劣，立輥軋機前部裝有高壓水除磷裝置，粉塵、鐵屑較多，水量大，小輪無密封，僅有軸承擋圈，容易進入小輪軸承內部，造成軸承卡死或加劇軸承滾珠磨損，致使軸承損壞；潤滑不良或潤滑油孔堵塞，軸承長時間處于無潤滑油狀態，造成軸承卡死；小輪加油不方便，見圖2。
油孔1為加油孔，每次加油都需將固定螺栓拆除，且空間狹小，不利于加油；小輪滑道粉塵較多，容易堆積，從而增加小輪運行阻力，造成小輪受力不均，平衡缸壓力過大；小輪軸承強度不夠，滾珠容易碎裂；多次更換小輪軸，造成平衡梁固定孔與軸間隙加大，小輪往復擺動使固定孔形成橢圓形，致使小輪損壞。
3.2球面墊掉落故障原因分析
球面墊在軋鋼過程中，Z大軋制力為4000kN，遭受較大沖擊力，尤其是下缸，很容易使螺栓剪短、球面墊掉落，從而造成立輥報傾斜。分析其原因為：球面墊螺栓強度低，螺栓倒角處存在應力集中或應力經過熱處理未消散；螺栓經常斷裂，造成AWC缸缸頭螺紋?壞，與螺栓配合間隙大，螺栓晃動致使斷裂；滑板磨損，精度降低，平衡梁與牌坊的間隙增大，軋鋼過程中，平衡梁擺動，帶動球面墊，使螺栓斷裂；AWC缸依靠卡環固定在立輥牌坊上，軋鋼過程中，沖擊力大，尤其道次，造成AWC缸卡環與AWC缸體之間間隙大，且牌坊磨損（現場查看，發現軋機出口磨損較大，入口有輕微磨損），生產過程中，缸體不規則擺動，造成螺栓斷裂；上下AWC缸不同步，在工藝操作人員拍快開時（拍快開，平衡缸和AWC缸同時縮回），平衡梁傾斜，造成某一個球面墊承壓過大，致使螺栓斷裂。球面墊見圖3。
4 立輥傾斜故障改進措施
為了降低立輥傾斜故障率，結合現場實際情況，制定了具體改進措施。
小輪定期潤滑，將變質潤滑油和粉塵擠出；安裝小輪時，安裝正確，確保油道暢通，防止雜物進入軸承內部，軸承擋圈牢固；小輪前方增加刮塵板，在小輪運行過程中，提前將堆積粉塵清除，便于小輪運行平穩；小輪軸承改用進口SFK軸承，提高軸承強度；更改小輪潤滑油道，同時在軸上開槽，便于小輪加油；利用大修時間，對平衡梁固定小輪孔進行修復；定期檢查小輪運轉情況，便于提前發現問題，及時處理。
球面墊螺栓采用高強螺栓，螺栓倒角改為圓角，并進行熱處理消應；對AWC缸缸頭螺孔螺紋進行修復，或者加大螺紋，更改螺栓；定期測量牌坊與平衡梁之間的間隙，過大時滑板適當加墊，保證牌坊與平衡梁的尺寸配合在1.4~2.1mm；AWC缸卡環實行一對一制度，下線后，根據AWC缸測量尺寸進行修復，保證公差配合，從而使AWC缸固定良好；牌坊磨損處定期進行修復，保證安裝精度；球面墊下方加焊托架，這樣即使球面墊螺栓斷裂，也可保證不掉落，維持正常生產；定期檢測油缸信號和伺服閥信號反饋，確保油缸同步。
5 改進后效果
經過對側壓裝置采取的一系列改進，改善了小輪工作環境及小輪強度，使小輪故障率大大降低，由每年5～6次降低到每年1～2次，取得了良好的效果；在保證設備精度的情況下，球面墊掉落次數明顯減少。平衡梁小輪和球面墊的改善，減少了立輥傾斜故障率，保障了生產的順利進行，同時降低了備件損耗，節約成本。
6 結束語
通過對立輥軋機傾斜故障進行分析，找出了故障原因，提出了具體改進方案，改進后降低了立輥軋機傾斜故障率，保障了生產的順利進行。設備精度是保障設備正常運行的重要因素之一，尤其到設備后期，設備磨損加劇，精度嚴重降低的情況下，更應保證精度，同時也要加強設備點檢制。
來源：《天津冶金》2014年第003期
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