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基于兴澄特钢4300mm中厚板轧机机械压下的装置问题解析
徐伟明
(江阴兴澄特种钢铁有限公司)
  摘 要:在当今社会中,钢铁是一种非常重要的材料,在很多领域当中,都有着广泛的应用。以兴澄特钢为例,4300mm中厚板轧机的机械压下装置存在着一定的问题,对钢厂生产效率产生了一定的影响。基于此,本文首先对兴澄特钢4300mm中厚板轧机机械压下装置的结构原理进行了介绍,分析了其中存在的问题,进而对其改进措施进行了探讨。
  关键词:兴澄特钢;4300mm中厚板轧机;机械压下装置;问题分析;改进措施
  0 前言
  兴澄特钢4300mm中厚板轧机是由Danieli公司设计制造,设备投产时间为2012年,在日常运行中,能够维持稳定的运行,年设计产量为160万吨,月均产量在8~10万吨左右。不过,在实际运行中,轧机机械压下装置中存在着一定的问题,影响了轧机的运行效率。对此,通过对装置存在的问题,提出了一些改进措施,以期进一步提高轧机的生产效率。
  1 轧机的结构原理
  在兴澄特钢4300mm中厚板轧机中,机械压下装置在机架顶部操作侧及传动侧,作用是调整辊缝。在装置中,包括了压头装配、压下螺母、压下螺丝、蜗轮蜗杆减速机、液压回送装置、制动器、联轴器、电动机等部分。在运行当中,电动机通过联轴器对蜗轮蜗杆旋转进行带动,配合花键齿带动压下螺丝在压下螺母中旋转,从而完成升降移动的动作,通过压头装配对上支承辊轴承座中发挥作用,从而对辊缝进行调节[1]
  2 轧机机械压下装置的问题
  在设备投入使用之后,在逐渐释放产能的情况下,其机械压下装置出现了一定的问题。在装置伸缩罩的运行当中,会发生爆裂的情况,对各类不同品牌伸缩罩进行尝试使用,均未取得理想的效果。在压头装配中,容易发生压盖堆焊铜层脱落的情况,可能损坏唇形密封圈。在压头装配止推轴承滚子的位置,存在较多铜沫,会影响轴承的使用年限[2]。机械压下装置在抬升、压下的动作中,效率较为缓慢。在实际运行中,电动机压下速度最高为每分钟987转,而抬升速度最高为每分钟1000转,因而压头装配的上下移动线速度约为每秒30毫米,不符合每秒50毫米的设计速度要求。
  3 轧机机械压下装置的改进
  (1)伸缩罩。伸缩罩在压下螺丝运动当中,会不断的被压缩和拉伸,因而伸缩罩内部气体也会不断被压缩。但在压缩罩设计中,没有预留排气孔,因而由于伸缩罩内部气体的压缩,其中压强也会增大,因而容易造成伸缩罩的爆裂。针对这一问题,应当在伸缩罩上设计相应的排气孔,这样在气体被压缩时,能够通过排气孔及时排出,避免了压强过大造成伸缩罩爆裂的情况。
  (2)压头装配。在压头装配结构当中,初始设计存在一定的不足。在机械压下装置运行当中,外罩压靠在上支承辊轴承座,压下螺母对压下螺丝产生作用,压下螺丝的旋转运动,被止推滚子轴承转变成上下运动。而在止推滚子轴承、压下螺丝、外罩之间,不存在轴向约束,因而在设备运行中,压下螺丝和外罩可能发生不同轴的现象[3]。在设备运行中,可能发生支承辊轴承座倾斜,因而造成压头装配外罩倾斜,导致压下螺丝对堆焊铜层发生啃咬效应,导致铜层的脱落,损坏唇形密封圈。在压头装配当中掉落的铜沫,会在止推滚子轴承附着,进而使轴承的使用年限受到影响。
  由此能够看出,在止推滚子轴承中,压头外罩没有实现定心,因而在设备运行中,外罩的是轴向自由的状态。基于此,重新设计压头装配的内部结构,确保在止推滚子轴承上实现外罩定心。在设计中,将压盖和堆焊铜层分离,在外罩上对压盖进行紧固,并与压下螺丝间保持一定的距离。在压盖上方进行密封操作,避免压下螺母研磨产生的铜沫落入到压头装配当中。将导向机构设置在外罩和止推滚子轴承外圈之间,确保止推滚子轴承与外罩的定心。在外罩位置进行密封设计,避免铜沫进入止推滚子轴承,同时对回油口进行设置,确保掉入的铜沫润滑油能够及时排出。
  (3)压下抬升速度。在压下抬升过程中,由于速度缓慢,因而推断可能是压下电机的功率不足,因而校核压下电机的功率[4]。压下电机带动蜗轮蜗杆减速机运动,从而使螺丝旋转,配合压下螺母完成压下抬升的动作。工作辊弯辊缸、支撑辊平衡缸的过平衡力,由压下螺丝端部承担,因此,在压下螺丝的转动过程中,需要对这种过平衡力带来的摩擦静力矩,以及启动加速度带来的动力矩进行克服。在改进过程中,采用公式Qbg=Qb-Gb计算上支承辊过平衡力,其中Qb为上支撑辊平衡力,Gb为上支撑辊平衡力平衡部件总重量;用公式Qwg=Qw-Gw计算上工作辊平衡力,其中Qw为上工作辊平衡力,Gw為上工作辊平衡力平衡部件总重量。根据设备各项已知参数进行计算,能够得出Qbg=598kN,Qwg=874kN,所以,总平衡力为1472kN。设备电动机具有2.5倍的最大过载系数,在实际运行中无法实现最大的输出力矩。按照2.5倍电动机最大输出力矩,机械压下装置的理论最大压下速度也仅为每秒45毫米,最大抬升速度为每秒50毫米。经过检测,发现电器调试人员将电动机启动力矩控制位1.7倍额定力矩。对此,进行变频检测,允许电机过载达到2.5倍,就能够对压下抬升速度慢的问题进行解决。
  4 结论
  4300mm中厚板轧机是兴澄特钢日常生产中最为重要的机械设备之一,为钢厂的产量提供了有力的保证。经过分析发现兴澄特钢4300mm中厚板轧机的机械压下装置存在一定的问题,对此,结合其具体的结构原理,分析了其中存在的问题,采取有效的措施进行了改进设计,使得装置存在的问题基本得到解决,工作稳定性进一步提高,工作效率也大大增加。
  参考文献:
  [1]熊涛,王世森,李德发,洪君,梁宝珠.基于人工神经网络的4300mm宽厚板精轧机轧制力矩预报的研究[J].热加工工艺,2012(19):124-126.
  [2]陈军平,李凡,丛津功,苏万涛,王晓强,王超.鞍钢4300mm厚板线超快速冷却系统的研发[J].钢铁研究学报,2011(S1):6-10.
  [3]刘永锋,高新,赵春江,熊杰.轧机压下螺母承载特性的有限元计算和分析[J].机械设计与制造,2015(03):225-228.
  [4]柳希泉,袁小康,孟帅,王卫芳.莱钢4300mm宽厚板厚度控制及优化[J].信息技术与信息化,2013(04):64-67+71.
来源:《山东工业技术》2017年10期
发布时间:2018-01-10


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