唐钢3500中厚板热轧辊道瘫钢治理

贾 旭，宋苓芝，张阔斌，刘志彬，贾占军，郑智勇

（唐钢中厚板材有限公司，河北唐山 063000）

0 前言

唐钢中厚板公司的2条3500 mm轧线均由中国二重公司设计制造，其中一轧线始建于2005年，投产于2006年；二轧线始建于2008年，投产于2009年。生产能力是每年可生产240万吨板材，主要产品有碳素结构钢，低合金结构钢，桥梁板，锅炉容器钢板，船体结构钢，建筑结构用钢，低温压力容器用低合金钢板等品种。投产以来，生产线上接连出现因辊道抱死，钢坯在辊道上停滞不前、无法向下一工序输送板坯的瘫钢现象。瘫钢事故严重影响了设备正常运行和产品质量。通过长期跟踪、收集及分析相关数据，发现辊道的安装精度等对瘫钢问题具有直接关系，从而为解决瘫钢问题提供了重要依据。

1 瘫钢的危害

1.1 瘫钢给其他辊道设备带来的危害

瘫钢的直接表现是因为辊道无法实现传动导致钢坯停滞不前。而停滞不前的钢坯又给同组的其他辊道设备带来更大的负载，从而降低其他设备的使用寿命。以精轧机前运输辊道为例，减速机设计输出的额定转速为194r/min，输出扭矩1820 N·m，与其相匹配的电机功率37 kW，输出转速1480 r/min，过载能力2.5倍。当发生瘫钢时，钢坯输送的驱动力来自同组的其他辊道，其中轴承抱死的辊道提供了反作用力，因此当其他辊道负载≥2.5倍时就会因过载导致电机开关跳闸，从而降低了其他辊道及电机的使用寿命。如果辊道此时线速度不足以使板坯顺利输送至下一工序时，板坯就会停滞不前，辊道无法过钢，钢坯长时间在辊道面上对辊道烘烤，导致辊道弯曲变形、轴承润滑油烤干，严重影响辊道使用寿命。

1.2 瘫钢对板坯质量的影响

瘫钢时，由于轴承抱死的辊道给延轧制中心线移动的板坯反方向的作用力，导致轧制过往的钢板下表面产生划痕，影响钢板质量。当辊道线速度产生的驱动力小于抱死的辊道所产生的阻力无法保证过钢时，钢坯就会停滞在某一段辊道上，钢坯温度逐渐下降至低于轧制工艺的开轧温度而无法轧制，钢坯只能报废。

2 瘫钢的原因

辊道采用交流电机单独传动型式，由减速机通过联轴器直接带动辊子转动。辊子为空心辊。在辊子两端安装了双列调心辊子轴承，轴承安装在整体的轴承座内，轴承座是用螺栓安装在辊道架上的，该辊道架为焊接结构件被安装在基础上。辊道设置了边板和盖板。从发生瘫钢事故后的辊道解体及在线状况数据来看，主要是4个原因造成的瘫钢。

2.1 辊道装配精度不高

轴承安装时多采用气焊烘烤和油煮的温差法安装，这种方法对轴承的损伤很大，极大程度上降低了轴承保持架的刚度，从而降低轴承的使用寿命。

辊道两侧的轴承座一端为固定端，而另一端为游动端。游动端可通过添加调整垫片来调节两轴承座间中心线的长度。在辊道的装配过程中，常常忽略了调整垫片的安装。

2.2 辊道外冷水的失效

根据物体热胀冷缩的原理，辊道在生产使用时由于高速的旋转和承载板坯的高温烘烤下会产生膨胀和变形，钢的膨胀性能是钢件达到100℃高温时，每1 m的长度可膨胀1 mm，所以该区域的辊道可达近5 mm的伸缩量。而从设计角度上来看，辊道设计的2 mm游动量外加5 mm的膨胀量足以使辊道的非传动侧轴承压板螺栓顶死在端盖上，造成辊道卡死。因此辊身外冷水的作用显的尤为重要。

2.3 辊道轴承润滑失效

辊道轴承的润滑介质采用2#锂基润滑脂，油泵只需向轴承箱体内摄入箱体空腔体积的1/2～2/3的油脂而不需加满。随着辊道的转动，油脂会浸满轴承的保持架和滚动体之间形成油膜，对轴承起保护作用。而实际生产时，恶劣的现场工况大大缩短了油脂的润滑周期。轧机除鳞工序直接将浊环水喷溅到辊道的轴脖处，其中大量的水被挡水罩遮挡，少量的水会流入轴承座的腔体内，久而久之腐蚀性强的浊环水不但稀释了润滑干油，还对轴承本身进行腐蚀，使轴承寿命大大缩短。

2.4 设备磨损造成精度下降

随着零部件磨损而使安装精度逐渐降低。如辊道架上的辊道安装止口严重磨损、辊道弯曲造成的同轴度偏差、辊道架基础的损坏等，均严重降低了设备精度和使用寿命。例如，辊道安装止口尺寸为510.5 mm，随着止口的磨损量加大，止口对辊道的固定作用失效，导致辊道在转动时的牵引力逐渐超过了地脚螺栓和止口对辊道的把合力，使地脚螺栓无法对辊道设备进行固定，最终导致同轴度下降、设备使用寿命下降。

3 措施

（1）严格按照图纸要求控制辊道装配标准（图1）。装配轴承前，应测量轴承与轴承位等安装尺寸，按轴承的防锈方式进行清洁；轴承应无损伤、无锈蚀，转动灵活及无异常响声。采用温差法装配轴承时，轴承被加热温度应≤120℃。轴承与轴肩或轴承座挡肩应靠紧，轴承与轴肩的间隙≤0.05 mm，其他轴承的间隙≤0.1 mm。轴承盖与垫圈应平整，并应均匀的紧贴在轴承端面上。装配密封圈时应注意密封圈的安装方向。装配后应在轴承空腔内注入65%～80%空腔容积（约2 L）的清洁润滑脂（图 2）。

（2）整体辊道恢复辊身冷却水。根据现场需要，辊身外冷水采用低压浊环水对辊身进行冷却，从Φ425管路低压浊环水主水管处引出Φ108 mm的支管路到机旁，再由软连接实现每个Φ25 mm的分管与支管路的对接，确保每处冷却水对每个用点的有效冷却。事实证明，有冷却水的辊道温度在（65～70）℃，而缺少冷却水的辊身温度则＞110℃，二者相差近40℃（图3）。

图1 辊道设备

图2 在润滑泵出口处安装润滑脂流量计

（3）保证辊道轴承可的靠润滑。通过对现场实际尺寸的测量，在现场轴承座与轴脖处安装挡水胶皮，使进入轴承座腔体内的水能够被二次过滤，从而保护轴承的润滑脂。

图3 恢复辊道的外冷水

同时将整个部位的辊道按照生产使用频次的不同分成2组，分别制定不同的润滑周期，保证轴承的使用寿命。

（4）恢复辊道的安装精度。利用定修时间对电机—辊道通过安装调整垫片进行对中打表找正，严格将同轴度控制在≤0.5 mm。再利用中修或大修时间对辊道架进行整体更换，以保证辊道架对辊道的止口定位尺寸。

经过改善，在一定程度上减小了生产时板坯对辊道的径向冲击，从而规避了调心滚子轴承不承受径向冲击的情况，也延长了设备使用寿命。

4 结束语

通过采取上述措施，3500 mm精轧机组辊道瘫钢问题基本得到控制，运行1年多以来，再未发生辊道瘫钢事故，辊道等设备的使用寿命得到了延长。辊道的更换量由每月3件减少到每月1件，每年节省辊道备件费用约120多万元人民币。

［1］袁建路，陈敏.轧钢机械设备维护［M］.北京：冶金工业出版社，2012.

［2］成大先.机械设计手册（第六版）［M］.北京：化学工业出版社，2016.