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引进四辊轧机辊系的改造

发布时间：2012-07-26 浏览次数：921

作者：李耕　杨舒拉　刘承山
（济南钢铁集团总公司装备部）

　　摘　要：对引进的四辊精轧机进行改造，采取了增大工作辊、支承辊辊径，将落后的工辊滑动轴承改造为滚动轴承，改进密封、润滑方式等方法，并对改造后的辊系进行了结构尺寸分析和强度分析。使用证明，轧机作业率提高，换辊时间缩短，轴承寿命延长，轴承精度提高，满足了单机架轧制的要求。
　　关键词：轧机;辊系；轴承；密封
　　济南钢铁集团总公司中厚板厂(简称济钢中厚板厂)3200mm轧机是从荷兰引进的二手四辊精轧机。为满足单机架轧制的生产工艺要求，于1999年10月对此轧机辊系进行了改造。
　　1　原轧机辊系的基本情况
　　该轧机原为四辊精轧机。工作辊直径为φ760～685mm，辊身长度为3200mm，工作辊与扁头采用热装过盈配合联接。工作辊轴承为剖分式合金滑动轴承，采用干油润滑加水冷却方式。支承辊直径为φ1400~1315mm，辊身长度为2900mm，支承辊轴承为四列圆锥滚子轴承。
　　济钢中厚板厂生产现采用单机架轧制，该轧机不能满足工艺要求，存在如下问题：
　　(1)工作辊辊径太小，影响了轧辊端万向接轴回转直径。传动端扁头采用热装过盈配合，限制了Z大轧制力矩，不能满足粗轧开坯要求。
　　(2)工作辊所用剖分式滑动轴承加工、维修困难，而人工刮研轴瓦劳动强度大，且轴承精度低、寿命短。
　　(3)采用干油润滑加水冷却，浪费大量润滑脂，且污染环境。
　　(4)原工作辊扁头滑块结构换辊困难，影响轧机作业率。
　　由于引进此二手轧机的同时由荷兰带回30余根可用工作辊，为充分发挥这些轧辊的作用，决定先改造轧机的主传动系统，增大主电机的功率和主传动系统的能力，待荷兰旧轧辊使用完后再做进一步改造以免浪费。
　　2　改造方案与实施
　　2.1 改造方案
　　(1)工作辊直径增加到φ800~725mm，轧辊端部自带扁头。
　　(2)工作辊轴承采用非标准四列圆柱滚子轴承加双列圆锥滚子轴承，轴承内径φ520mm。
　　(3)轴承密封圈选用专用防尘、防水密封圈。
　　(4)采用定期加润滑脂方式。
　　(5)将支承辊直径增加到φ1420～1315mm，增大重磨量。
　　2.2 改造后轧机辊系结构尺寸分析
　　2.2.1 辊面高度　由于辊径的增加，使辊面高度比原来上升50mm，可以通过调整垫块高度来保证原有辊面高度。
　　2.2.2 上(下)工作辊与支承辊中心距的合理搭配
　　原支承辊中心到工作辊轴承座槽边为670mm，因结构限制该尺寸不能改变，所以工作辊与支撑辊Z小中心距不能小于1030mm，如图1所示。当工作辊辊径为Z小直径φ725mm时，支撑辊径应不小于φ1335mm;当支承辊辊径为Z小直径φ1315mm时，工作辊辊径应不小于φ745mm。

　　2.2.3 Z大开口度　当工作辊和支承辊都为Z大直径时，因辊径增大开口度减小60mm，改造后Z大开口度不小于360mm，满足工艺要求。
　　2.3 改造后辊系的强度分析
　　2.3.1 工作辊强度分析
　　由于支承辊承受绝大部分弯曲力矩，工作辊可只考虑扭转力矩。经分析计算当过载2.75倍时，Z大扭转剪应力发生在传动扁头处，τmax为87MPa，小于τs，满足使用要求。
　　2.3.2 滚动轴承受力分析及寿命计算
　　上工作辊轴承垂直方向受1.3倍平衡力作用，水平方向承受轴承反力，每只轴承所受径向合力为750.5kN，按此载荷计算所选轴承寿命大于10000h，可以满足使用要求。
　　2.3.3 工作辊轴承座强度分析
　　经计算，上工作辊轴承座吊耳根部所受Z大弯曲应力σmax为60.76MPa，轴承座材料选用45钢正火，其σs为355MPa，强度满足要求。
　　2.4 改造实施过程
　　改造是在济钢中厚板厂正常生产的情况下进行的。根据改造前的旧轧辊使用情况，提前将新辊系全部制造组装完成，并对相关的装置与新辊系配套完成。利用3天检修时间拆除旧辊系，更换新辊系，并一次试车成功，顺利投产。Z大限度地减少了旧轧辊的浪费，减少了作业时间，没有因辊系改造而影响正常生产。
　　3　改造后使用效果
　　3200mm轧机辊系改造后，经过一年的生产实践证明，改造后的轧机辊系有以下优点：
　　(1)提高了轧机的轧制力矩。改造前曾发生十余次热装扁头转动及扁头扭断事故，改造后彻底解决了这一问题。
　　(2)节省了大量的换辊时间。由于新辊系结构型式的改造使每次换辊时间比原来缩短了近1h，轧机作业率提高了2%～3%。
　　(3)提高了轴承精度，有利于提高板材质量。
　　(4)轴承寿命长。改造后的工作辊轴承经过一年半的使用未发生一次损坏，轴承寿命是原来的2倍以上，克服了滑动轴承加工维修困难的缺点。
　　(5)节省了润滑脂，减少了污染。

来源：《山东冶金》　2001年02期