摘要：在某钢厂1800mm炉卷轧机技术改造过程中，由于炉卷轧机原有弯辊及横移装置不能满足使用要求，采用另一种形式的弯辊及横移装置，保证了其功能的实现。本文对适用于该炉卷轧机的弯辊及横移装置的机械结构、工作原理进行介绍，并对两种弯辊及横移装置进行对比分析，研究两种结构的优缺点。
关键词：炉卷轧机；弯辊；横移；对比分析
炉卷轧机适合于生产不锈钢和硅钢的中型企业，一般一套炉卷轧机年产20万吨供冷轧用的不锈钢薄板和冷轧硅钢用的热轧卷板，炉卷轧机还有能力生产部分中厚板，在品种规格上比较灵活和多样化[1][2]。
本文介绍的进行改造的轧线为单机架炉卷轧机，前部带四辊万能粗轧机的1+1布置形式。由于此种布置形式存在产能低，板形差等缺点，因此某钢厂为提高年产量、改善板坯质量，对其1+1布置的炉卷轧线进行改造，增加了三台精轧机和一台强力卷取机，以达到提高产量的目的。并对原有炉卷轧机的工作辊弯辊及横移装置进行优化设计。
1 结构与参数
与原有弯辊与横移装置相比，新装置由固定块、弯辊装置、横移装置、卡板装置组成，取消了移动块。具体改造方案为将轧机机架相应部分重新钻孔，用于把合固定块；弯辊缸由两个改为一个，为保证弯辊力要求，缸径增大，在弯辊缸缸杆与工作辊轴承座接触处增加垫块，保证加粗的弯辊缸缸杆不与工作辊轴承座的圆弧部分干涉；在操作侧工作辊轴承座外侧面增加卡块，保证横移缸可带动轴承座滑动。
1.1 固定块
固定块为此结构的横移及弯辊提供支点，将机架内侧相应位置钻M42*56/75孔，用M42*490的螺栓将固定块把合在机架上。
传动侧入口固定块（见图1）与工作辊轴承座接触面通过滑板保证轴承座使用寿命，外端面的螺栓把合孔用来与接轴夹紧装置把合，起到固定作用，内置工作辊提升缸，通过给油板为提升缸供油。
1—滑板面 2—外端面 3—给油板
图1 传动侧入口固定块
操作侧入口固定块（见图2）由工作辊横移缸，工作辊卡板缸，固定装置等组成，操作侧固定块还为工作辊横移缸提供支点，横移缸杆侧可带动工作辊轴承座进行横移，同时该块还带有外置的工作辊卡板缸，用于将工作辊轴承座固定在横移缸塞侧装置上，随横移缸窜动。
图2 操作侧入口固定块
1.2 卡板与横移装置
此装置采用外置的工作辊卡板缸，在其端面把合一块卡板，与工作辊卡板块配合，保证在工作辊横移时，工作辊轴承座与横移装置无相对移动。
工作辊横移装置（见图3）采用直径为Φ220mm的液压缸，以操作侧固定块为支点，带动工作辊卡板块进而使工作辊轴承座完成横移运动。横移缸行程为±150mm，满足使用所需横移要求。
图3 工作辊横移装置
1.3 横移缸定位装置
在这种工作辊弯辊与横移装置中，随横移缸杆侧一起运动的装置上有一个销孔（见图3），此孔作用为对横移缸位置进行机械限位。
首先在轧机机架操作侧相应位置钻孔，用于把合一个带有规格相同销孔的装置，当横移缸行程为±0时，移动部分与固定装置的销孔对齐，用预先准备好的销将随横移缸移动部分与机架把合的固定装置固定在一起。此装置中除了位移传感器外，还增加机械定位装置，方便了现场操作人员。
1.4 轴承座改制
为保证轴承座与横移装置无相对移动，将操作侧工作辊轴承座外侧面钻孔，用于把合增加的卡板，保证轴承座与卡板块之间的定位。另外，此装置由两个平衡缸改为一个，因此平衡缸缸径需加大，考虑到轴承座的形状，需将轴承座与平衡缸杆接触处增加垫片，以保证加大平衡缸杆后，弯辊缸缸杆不会与工作辊轴承座的孤形部分干涉。
2 研究结果
绝大部分国内轧机的弯辊与横移装置以固定块、移动块组成。新结构之所以用这种新形式的弯辊与横移装置取代原有装置，是在炉卷轧机的这一特定条件下，此种形式拥有更强的适应性，以下将对两种不同形式的弯辊与横移装置进行对比分析。
2.1 炉卷轧机适用性对比
原结构中下导卫装置最宽部分为传动侧连接板与操作侧连接板的外侧尺寸，该尺寸为2036mm，而弯辊与横移装置的移动块内侧面距离为2260mm，由于横移行程为±300mm，故在进行横移动作时，移动块会与导卫装置有76mm的干涉（见图4）。因此原炉卷轧机的工作辊横移行程不能满足设计要求。
改造后的弯辊与横移装置，通过取消移动块，加厚固定块的办法，将下导卫装置中的连接板干涉部分让开，以此完成所需要的工作辊横移行程。
2.2 机械定位装置对比
原结构只能依靠传感器确定横移缸是否处于零位，此标定值经常会在使用过程中出现偏差，需要现场操作人员反复试验，才能找到换辊位置；另外，当内置的位移传感器出现故障时，更无法确定横移装置所处的位置进而无法换辊。在位移传感器出现意外故障时，现场换辊所采用的办法是利用提前准备的长度为155mm的卡块，确定横移缸的行程，从而确保换辊位置的准确。
2.3 工作辊卡板装置对比
原结构采用移动块内置液压缸，更换工作辊时，要打开卡板缸，活塞杆的另一端必须伸进固定块的定位孔里，为实现精准定位，活塞杆的杆径只比定位孔直径小2mm，由于装配、控制等因素的存在，横移缸往往定位不准，经常发生活塞杆杆径和孔壁发生摩擦，使活塞杆表面划伤，在活塞运动过程过，刮伤缸的密封圈，致使卡板缸漏油[3]。由于内部情况不明，检修排查费工费时，而且内部泄露不易发现。改造后的弯辊与横移装置则采用外置的液压缸带动工作辊卡板块，解决了活塞杆摩擦的问题，同时将液压缸外置于装置外侧。在使用上，二者均可以达到使用要求，但是外置液压缸在检修以及确定故障时更方便快捷。
新装置取消了移动块且只在操作侧设卡板，将卡板改为凹形卡槽形式，在卡板缸工作时，可把操作侧工作辊轴承座外侧面上把合的固定板嵌于卡槽内部，保证工作辊不会轴向移动。两种结构相对比可以看到，改造后装置减少了设备重量，将原装置中四个内置式缸块改为两个外置式液压缸，节省了成本，同时也降低了液压控制的难度。
2.4 响应速度对比
原有弯辊与横移装置，用两个弯辊缸对工作辊进行弯辊。而弯辊缸的同步则采用液压同步的形式，在实际工作过程中，并不能保证弯辊缸的同进同出，而是存在时间差，无论是在换辊时还是在正常工作弯辊时，对同一指令的执行时间二者存在一定的差异。
3 结论
本文通过对一种适用于某钢厂炉卷轧机弯辊与横移装置的介绍以及对改造前后使用的两种弯辊与横移装置的对比分析，得出两种装置的特点并进行总结。新结构在现场使用后，克服了原有弯辊与横移装置在进行横移时移动块与导卫装置干涉的缺点，加厚了固定块，取消了移动块，保证了使用要求。另外在弯辊的响应速度方面也比改造前有所提高。
综上，改造后的弯辊与横移装置，具有结构简单，便于控制等优点，这是一次对炉卷轧机弯辊与横移功能的成功改造。同时此装置的结构也为以后的设计提供了参考与改进方向。
参考文献：
[1] 赵立伟.炉卷轧机简介[J].一重技术.2006.I673-3355 04-0001-02.
[2] 周喜温.某1580热连轧机工作辊弯辊及横移结构分析及改进[J].科技创新与应用.2013.18期：42-43.
[3] 窦先贺，孙照方，杜涛.1780mm热连轧工作辊横移装置的改造[J].科学论坛.2009.1009-914X-24a-0212-01.
论文作者:段婷婷1,路春宇2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：装置论文; 横移论文; 轧机论文; 工作论文; 辊轴论文; 卡板论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第14期论文;