吴婷

（天津天铁冶金集团热轧板有限公司）

1　引言

天铁热轧1750mm立辊轧机位于R2四辊可逆粗轧机之前，与R2轧机配合形成万能式粗轧机，其中侧压装置是立辊的主要组成部分，其作用主要是对加热炉出来的板坯进行侧边轧制，并控制板坯宽度尺寸和形状，同时将板坯边部的铸态组织变为轧态组织，避免在水平轧制过程中产生边裂，影响板坯质量。

天铁1750mm轧机投产7年多，前期设备运行良好，但随着生产节奏的加快，设备磨损加大，精度降低，因此在生产过程中，小轮碎裂、球面垫掉落等侧压装置频繁出现故障，造成了立辊轧机倾斜的现象，直接影响了正常轧钢工序。通过对事故现象的原因分析和改进，降低了立辊轧机倾斜故障率，保障了生产的顺利进行。

2　立辊轧机侧压装置的结构与工作原理

2.1立辊轧机侧压装置结构

测压装置分布于轧机传动侧和操作侧，全部采用液压驱动，每侧由平衡液压缸（以下简称平衡缸）、两个AWC液压缸（以下简称AWC缸）和平衡梁等组成。AWC缸与平衡缸共同作用时，实现轧辊的开口度的设定，两侧侧压装置可单动，也可联动。AWC缸与平衡缸均固定在机架上。侧压装置具体参数如下：

Z大轧制力矩（过载系数2.75，5s电机跳闸）：2×616kN·m；

轧制速度（Z大辊时）：±2.9～5.67m/s；侧压速度（单侧）：80mm/s；

Z大侧压量：60mm（双侧，低碳钢，厚度230mm）；

立辊开口度：720~1750mm；

AWC液压缸：φ400/φ320×895mm，工作压力27MPa；

平衡液压缸：φ220/φ140×1925mm，工作压力8~12MPa。

测压装置见图1。

2.2侧压装置工作原理

侧压装置其共同作用可调整轧辊的开口度。该装置配有短行程控制（SSC）功能＋自动宽度控制（AWC）功能。短行程控制（SSC）用于控制大侧压引起的头、尾形装误差。自动宽度控制（AWC）主要用于修正轧制力变化引起的宽度误差。SSC、AWC的控制是由液压伺服系统实现的。

AWC缸通过球面垫与轧辊轴承座相接。其作用是：带动轧辊装配在机架内运动。AWC缸均带位移传感器，用于AWC缸位置检测和同步控制。AWC缸可带负荷调整。在AWC缸液压伺服系统上装有压力传感器，用于检测轧制压力。

平衡缸通过连接板与平衡梁相连，平衡梁上下钩部分别与上下轧辊轴承座相接。平衡梁的侧面装有滑板，上部装有小轮。平衡缸作用是：一方面在正常工作状态下通过平衡梁始终将轧辊装配拉靠在AWC缸头部上，消除球面垫与AWC缸头部之间、球面垫与轴承座之间的间隙。平衡缸带位移传感器，用于轧辊位置检测。

3　立辊倾斜故障原因分析

由于轧线只有一架立辊轧机，每块板坯轧制五道次，其中一、三、五道次带有减宽轧制设定，二、四道次打开，因此轧机工作量较大，侧压装置动作频繁，很容易出现倾斜故障，从而影响正常生产。立辊倾斜原因主要是由立辊平衡梁小轮故障和球面垫掉落所引起。

3.1平衡梁小轮故障原因分析

平衡梁小轮如图2所示，将平衡梁固定在机架内，并保证平衡梁在机架内往复运动。随着设备精度的降低，在生产过程中，小轮经常会出现卡死、轴承碎裂等故障，造成平衡梁运行不平稳，平衡缸压力过大，立辊轧机报倾斜，影响轧钢生产。通过多次检修更换检查，分析其原因为：现场环境恶劣，立辊轧机前部装有高压水除磷装置，粉尘、铁屑较多，水量大，小轮无密封，仅有轴承挡圈，容易进入小轮轴承内部，造成轴承卡死或加剧轴承滚珠磨损，致使轴承损坏；润滑不良或润滑油孔堵塞，轴承长时间处于无润滑油状态，造成轴承卡死；小轮加油不方便，见图2。

油孔1为加油孔，每次加油都需将固定螺栓拆除，且空间狭小，不利于加油；小轮滑道粉尘较多，容易堆积，从而增加小轮运行阻力，造成小轮受力不均，平衡缸压力过大；小轮轴承强度不够，滚珠容易碎裂；多次更换小轮轴，造成平衡梁固定孔与轴间隙加大，小轮往复摆动使固定孔形成椭圆形，致使小轮损坏。

3.2球面垫掉落故障原因分析

球面垫在轧钢过程中，Z大轧制力为4000kN，遭受较大冲击力，尤其是下缸，很容易使螺栓剪短、球面垫掉落，从而造成立辊报倾斜。分析其原因为：球面垫螺栓强度低，螺栓倒角处存在应力集中或应力经过热处理未消散；螺栓经常断裂，造成AWC缸缸头螺纹?坏，与螺栓配合间隙大，螺栓晃动致使断裂；滑板磨损，精度降低，平衡梁与牌坊的间隙增大，轧钢过程中，平衡梁摆动，带动球面垫，使螺栓断裂；AWC缸依靠卡环固定在立辊牌坊上，轧钢过程中，冲击力大，尤其道次，造成AWC缸卡环与AWC缸体之间间隙大，且牌坊磨损（现场查看，发现轧机出口磨损较大，入口有轻微磨损），生产过程中，缸体不规则摆动，造成螺栓断裂；上下AWC缸不同步，在工艺操作人员拍快开时（拍快开，平衡缸和AWC缸同时缩回），平衡梁倾斜，造成某一个球面垫承压过大，致使螺栓断裂。球面垫见图3。

4　立辊倾斜故障改进措施

为了降低立辊倾斜故障率，结合现场实际情况，制定了具体改进措施。

小轮定期润滑，将变质润滑油和粉尘挤出；安装小轮时，安装正确，确保油道畅通，防止杂物进入轴承内部，轴承挡圈牢固；小轮前方增加刮尘板，在小轮运行过程中，提前将堆积粉尘清除，便于小轮运行平稳；小轮轴承改用进口SFK轴承，提高轴承强度；更改小轮润滑油道，同时在轴上开槽，便于小轮加油；利用大修时间，对平衡梁固定小轮孔进行修复；定期检查小轮运转情况，便于提前发现问题，及时处理。

球面垫螺栓采用高强螺栓，螺栓倒角改为圆角，并进行热处理消应；对AWC缸缸头螺孔螺纹进行修复，或者加大螺纹，更改螺栓；定期测量牌坊与平衡梁之间的间隙，过大时滑板适当加垫，保证牌坊与平衡梁的尺寸配合在1.4~2.1mm；AWC缸卡环实行一对一制度，下线后，根据AWC缸测量尺寸进行修复，保证公差配合，从而使AWC缸固定良好；牌坊磨损处定期进行修复，保证安装精度；球面垫下方加焊托架，这样即使球面垫螺栓断裂，也可保证不掉落，维持正常生产；定期检测油缸信号和伺服阀信号反馈，确保油缸同步。

5　改进后效果

经过对侧压装置采取的一系列改进，改善了小轮工作环境及小轮强度，使小轮故障率大大降低，由每年5～6次降低到每年1～2次，取得了良好的效果；在保证设备精度的情况下，球面垫掉落次数明显减少。平衡梁小轮和球面垫的改善，减少了立辊倾斜故障率，保障了生产的顺利进行，同时降低了备件损耗，节约成本。

6　结束语

通过对立辊轧机倾斜故障进行分析，找出了故障原因，提出了具体改进方案，改进后降低了立辊轧机倾斜故障率，保障了生产的顺利进行。设备精度是保障设备正常运行的重要因素之一，尤其到设备后期，设备磨损加剧，精度严重降低的情况下，更应保证精度，同时也要加强设备点检制。

来源：《天津冶金》2014年第003期