鞍钢技术 ２０１４年第６期 ＡＮＧＡＮＧ ＴＥＣＨＮＯＬｏＧＹ 总第３９０期 （＝，＝．受 ）兰． ．．） 热轧厂精轧机上阶梯垫跑位原因分析与改进措施 金海林，孙启祥 （鞍钢集团朝阳钢铁有限公司，辽宁朝阳１２２０００） 摘要：针对精轧机上阶梯垫在换辊中的跑位现象，通过对机械结构改进与控制程序修改完 善，有效控制了故障现象的发生，换辊时间从５０ ｍｉｎ减少到２０ ｍｉｎ，提高了生产效率。 关键词：热轧；轧机；上阶梯垫；窜位；换辊 中图分类号：ＴＧ３３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－－４６１３（２０１４｝０６—００４９—０４ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｃａｕｓｅｓ Ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ Ｓｌｉｐｐｉｎｇ ｏｆ Ｔｏｐ Ｓｔｅｐ Ｓｈｉｍｓ ｉｎ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ Ｍｉｌｌ ｏｆ Ｈｏｔ Ｒｏｌｌｅｄ Ｍｉｌｌ ａｎｄ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ａｇａｉｎｓｔ Ｓｌｉｐｐｉｎｇ Ｊｉｎ Ｈａｉｌｉｎ，Ｓｕｎ Ｑｉｘｉａｎｇ （Ｃｈａｏｙａｎｇ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆ Ａｎｇａｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｃｈａｏｙａｎｇ １２２０００，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｒｅｇａｒｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｌｉｐｐｉｎｇ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｏｆ ｔｏｐ ｓｔｅｐ ｓｈｉｍｓ ｉｎ ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ ｍｉｌｌ ｄｕｒｉｎｇ ｒｏｌｌｓ ｃｈａｎｇｉｎｇ，ｓｏｍｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ ｍｉｌｌ ａｒｅ ｕｐｇｒａｄｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏ— ｇｒａｍ ｉｓ ｍｏｄｉｉｆｅｄ ａｎｄ ＳＯ ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｉｎ ｒｏｌｌｓ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｉｓ ｉｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏ１． Ａｎｄ ｗｈａｔ Ｓ ｍｏｒｅ ｒｏｌｌｓ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｉｍｅ ｉｓ ｓｈｏｒｔｅｄ ｆｏｒｍ ５０ ｍｉｎｕｔｅｓ ｔｏ ２０ ｍｉｎｕｔｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ；ｒｏｌｌｉｎｇ ｍｉｌｌ；ｔｏｐ ｓｔｅｐ ｓｈｉｍ；ｓｌｉｐｐｉｎｇ；ｒｏｌｌ ｃｈａｎｇｉｎｇ 鞍钢集团朝阳鞍凌钢铁有限公司钢轧厂 辊更换的一项重要课题。 １７００ ｍｍ精轧机组Ｆ１一Ｆ７机架都设计有上阶梯 垫装置，用于补偿由于磨削造成的工作辊辊径减 １上阶梯垫跑位现象和原因分析 小，将压下ＡＧＣ缸的行程保持在特定的范围内， 在换辊前上支撑辊先要下降到下极限位置， 并减少换辊时间。上阶梯垫装置安装在机架顶部 将上阶梯垫调整到换工作辊位置，如图１所示，然 内侧和ＡＧＣ液压缸之间，主要由带位置传感器的 后上支撑辊上升到上极限位置，为工作辊的更换 移动液压缸、固定的导向框架和２个移动框架组 让出足够的空间。在调整阶梯垫过程中，阶梯垫经 成，每个移动框架上有若干个厚度不同的垫板，垫 常被提升的上支撑辊刮碰，导致跑位，或者是支撑 板下面与ＡＧＣ液压缸活塞杆的上面相接触。 辊上升过程中发生干涉，不能上升到最大辊缝位 在热轧生产过程中，精轧机轧辊的更换是一 置，甚至阶梯垫不能调整到预定位置等现象，此时 个重要环节，换辊系统性能的好坏直接关系到轧 只有进入轧机内部利用螺旋千斤顶手动将ＡＧＣ 钢生产线的作业率和轧钢产量。投产运行２年以 缸调整复位，７个机架换辊需要５０ ｍｉｎ才能全部 来，鞍凌１７００ ｍｍ生产线７架精轧机组连续出现 完成．严重影响了正常换辊。 上阶梯垫跑位问题，使阶梯垫不能调整到换工作 １．１阶梯垫托架与ＡＧＣ缸脱离造成支承辊上升 辊位置，从而无法调整轧机开口度的大小，严重影 卡阻 响了正常换辊。因此，如何防止阶梯垫跑位成为轧 上阶梯垫调整到换工作辊位置，然后上支撑 辊上升到上极限位置，在上升支撑辊到上极限位 金海林，工程师，１９９８年毕业于鞍山钢铁学院机械设计与制 置的过程中，经常出现上支撑辊上升到一半左右 造专业。Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉｎｈａｉｌｉｎａｇ＠１６３．ｃｏｍ 后不再继续上升现象。进入轧机内部检查发现， 一４９— 《鞍钢技术））２０１４年第６期 金海林等：热轧厂精轧机上阶梯垫跑位原因分析与改进措施 总第３９０期 １一移动框架；２一阶梯垫板；３一固定框架（导向框架）；４一带位置检测的移动液压缸 图１阶梯垫在工作辊更换位置 ＡＧＣ液压缸的缸杆顶部端面没有准确进入到托架 线，减小磨损和走行时间。 范围的内部，而是顶在托架的下侧外沿处被卡 ２．１在上阶梯垫的托架上增加调整垫 住，造成上支撑辊上升不到最大辊缝位置。 在上阶梯垫的托架上增加调整垫，增加托架 反复研究图纸资料发现，阶梯垫托架与ＡＧＣ 与ＡＧＣ缸的重合度，防止ＡＧＣ缸与托架分离，其 液压缸的配合尺寸存在设计缺陷，在上支撑辊下 具体方法如下： 降到最低位置时会使ＡＧＣ缸缸杆顶部与托架相 （１）计算支撑辊平衡下降到最低位置时， 分离，，当阶梯垫调整到换工作辊位置使支撑辊平 ＡＧＣ缸与托架的最小配合尺寸。 衡再次上升时，ＡＧＣ液压缸窜位不能准确的进入 即：托架厚度＋Ｔ型架头部厚度一Ｔ型架全长＝ 到托架范围内部，从而造成上述故障现象。 ６０＋６０－１ ２５＝－５ ｍｍ １．２阶梯垫托架磨损间隙变大造成阶梯垫跑位 说明支撑辊平衡下降到最低位置时，ＡＧＣ缸 上阶梯垫由工作位置（阶梯垫液压缸行程３６０／ 与托架脱开距离为５ ｍｍ。原设计下极限位置示意 ５４０／７２０ ｍｍ）调整到换工作辊位置（阶梯垫液压缸 图见图２所示。 行程１８０ ｍｍ），在调整过程中出现上阶梯垫液压 缸走到１８５ ｍｍ左右处无法继续调整，从而使反 馈值与设定值偏差超过程序设定偏差３ ｍｍ，使自 动换辊中断。通过现场实物位置观察和图纸对照 发现，阶梯垫上对ＡＧＣ缸起导向定位作用的托架 磨损过大，导致ＡＧＣ缸实际中心位置偏离设计 中心位置，当阶梯垫向换工作辊位置调整时与 ＡＧＣ缸干涉卡阻，造成阶梯垫无法调整到换工作 辊位置。为了保证定位准确，托架使用４个月就必 １一牌坊；２－－固定框架；３－－托架；４－－ＡＧＣ液压缸 须进行更换。 图２原设计下极限位置示意图 ２改进方案 （２）由于托架与移动框架换支撑辊位的悬挂 通过以上对阶梯垫跑位现象和原因分析，重 块为配合面，在托架上增加调整垫板后必定会与 点需解决以下几个问题： 移动框架换支撑辊位的悬挂块相干涉，不能更换 （１）解决托架与ＡＧＣ缸分离问题； 支撑辊，所以必须减小悬挂块的尺寸。拆除悬挂块 （２）需将托架与ＡＧＣ缸的接触形式进行修 的２块滑板（５ ｍｍ＋１５ ｍｍ），并初步将调整垫的厚 改，以减小磨损，保证对ＡＧＣ缸位置精度要求； 度定为２０ ｍｍ，再计算支撑辊平衡下降到最低位 （３）通过修改程序优化上支撑辊的行程曲 置时，ＡＧＣ缸与托架的最小配合尺寸。 ５（）一 鞍钢技术 ２０１４年第６期 ＡＮＧＡＮＧ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 总第３９０期 即：托架厚度＋Ｔ型架头部厚度＋调整垫厚度一 部到阶梯垫承压板的距离。 Ｔ型架全长＝６０＋６０＋２０—１２５＝１５ ｍｍ 即：框架总厚度一压板厚度一托架厚度一Ｔ型架 说明调整垫的厚度为２０ ｍｍ时，支撑辊平衡 头部厚度一调整垫厚度一承压板厚度＿３８８－５０－－６０— 下降到最低位置ＡＧＣ缸与托架重合距离为１５ ｍｍ， ６０—２０—６５＝１３３ ｍｍ＞９７ ｍｍ（等于阶梯垫的最大 满足要求。增加调整垫板后下极限位置示意图见 尺寸）。 图３所示。 说明增加２０ ｍｍ调整垫后，阶梯垫移动框架 在全行程上也不会与ＡＧＣ干涉。 ２．２改变托架通过两侧工作面与ＡＧＣ缸缸杆接 触定位 原先托架通过两个侧工作面与ＡＧＣ缸缸杆 接触定位，接触形式为线接触。另外，精轧机每天 要换６－８次辊，使托架磨损加快，定位精度下降满 足不了换辊要求，造成故障。因此决定对托架进行 改造。根据ＡＧＣ缸的缸杆直径尺寸将托架的导向 工作面改成圆弧形，再重新设计两者的配合间隙， １一牌坊；２一固定框架；３一托架； Ｇｃ液压缸；５一调整垫板 将原来的线接触改为面接触，大大减少了工作面 图３增加调整垫板后下极限位置示意图 的磨损，保证了定位精度，使托架使用寿命延长到 （３）验证增加２０ ｍｍ厚调整垫后，ＡＧＣ缸顶 １年。改造前后托架示意图见图４。 Ａ （ａ）改造前 （ｂ）改造后 图４改造前后托架示意图 ２－３修改程序优化上支撑辊平衡的行程控制 程下降２０ ｍｍ，让出阶梯垫走行的空间即可，抽辊 修改程序优化上支撑辊平衡的行程控制，减 前新增赋值程序见图５（ａ）；装完新辊后，ＰＬＣ再次 少托架磨损和换辊时间。原程序设计为抽旧辊前 读取当前值，平衡行程下降到最大垫数再加２０ ｍｍ， 支撑辊平衡下降到最低位置，阶梯垫由工作位置 装辊后新增赋值程序见图５（ｂ）。原支撑辊平衡缸 退回到换辊位置；装新辊后，支撑辊平衡下降到最 行程曲线见图６（ａ），修改后支撑辊平衡缸行程曲 低位置，阶梯垫由换辊位置进到工作位置。通过修 线见图６（ｂ）。 改程序，控制支撑辊平衡的下降行程，让出阶梯垫 的走行空间即可，这样既减少了支撑辊平衡全行 ３改造效果 程升降造成的托架不必要磨损，又减少了走行所 （１）通过增加调整垫片，解决了ＡＧＣ缸与托 需的时间，缩短了换辊时间。具体措施如下： 架的分离问题，避免了支撑辊上升不到极限位置 抽旧辊前，ＰＬＣ读取平衡的当前值，使平衡行 的现象。换辊时点检员不再需要对ＡＧＣ缸进行手 一５１— 《鞍钢技术）２０１４年第６期 金海林等：热轧厂精轧机上阶梯垫跑位原因分析与改进措施 总第３９０期 动调整复位，７个机架换辊过程只需２０ ｍｉｎ即可 （３）再进一步修改优化支撑辊的行程，减少 全部完成，比改造前每次换辊节省３０ ｍｉｎ。每天按 了托架工作面的磨损。未改造前托架的使用寿命 ３次换辊计算，每个月可以增加４５ ｈ的轧制时间。 为４个月，通过对工作面的改造和修改程序，托架 （２）通过对托架工作侧面的改造，基本解决 的使用寿命可以延长到１年，每个机架４个托架， 了ＡＧＣ缸中心定位的问题，只要是跟踪好托架磨损 每个托架的费用为２ ０００元，一年七个机架可节 情况，对托架进行周期更换，就可以保证精度要求。 省２ ＯＯ０×４×７×２＝１１．２万 （ａ）加 ¨ （ａ）抽辊前 （ｂ）装辊后 图５抽辊前和装辊后新增赋值程序 ．（ａ） （ｂ） ３７５ 目 自 吕 ３５０ ＼ 吕 ＼ ． ３２５ ３Ｏ０ ．厂２７５ Ｊ －Ｌ 。 — Ｏ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １Ｏ １ １ １ ２ ｌ ３ 时间／ｍｉｎ （ａ）原支撑辊 （ｂ）修改后支撑辊 图６原支撑辊和修改后支撑辊平衡缸行程曲线 ４结语 次，托架备件的更换周期由原来的４个月延长 改造后至今阶梯垫运行稳定，换辊时间由原来 到１年，七个机架一年可节省费用１１．２万元。 的５０ ｍｉｎ减少为现在的２０ ｍｉｎ，每天按３次换辊 计算，每个月可以增加４５ ｈ的轧制时间，满足热 （编辑贺英群） 轧线更换工作辊的要求，提高了轧线作业率；其 修回日期：２０１４—０５—１４ 一５２一
