劉成軍 焦自金 劉會(huì)軍 魯繼峰

1.引言

萊鋼型鋼廠中型線是以生產(chǎn)H型鋼為主的現(xiàn)代化生產(chǎn)線，粗軋機(jī)（也叫開(kāi)坯軋機(jī)或BD軋機(jī)）為單機(jī)座二輥閉口可逆式，作用是將加熱好的鋼坯軋制成萬(wàn)能精軋機(jī)組需要的斷面。BD軋機(jī)牌坊為閉口式牌坊，具有剛度高、抗沖擊性能好的特點(diǎn)。軋機(jī)牌坊上部連接有軋機(jī)平臺(tái)，兩牌坊之間用鋼結(jié)構(gòu)連接，組成BD軋機(jī)的機(jī)架。壓下和平衡機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)部分固定在軋機(jī)平臺(tái)上，傳動(dòng)側(cè)和工作側(cè)的壓下絲杠分別從各自的軋機(jī)牌坊上部穿過(guò)，兩牌坊的下部安裝機(jī)架輥，其作用是輔助軋件咬入。牌坊底部設(shè)有四個(gè)提升軌道及升降液壓缸，牌坊內(nèi)壁裝有可拆卸的滑板，軋輥軸承座和滑板的間隙為0.5mm-0.8mm。

軋機(jī)牌坊是固定軋機(jī)的基本構(gòu)件，承受著主要的軋制力，軋制精度的保證在主要靠牌坊和軸承座的定位精度來(lái)實(shí)現(xiàn)。

牌坊常見(jiàn)故障為：牌坊滑板磨損、牌坊與滑板接觸表面剝蝕。這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致軋機(jī)軸承座與牌坊滑板間間隙增大。型鋼廠今年大修之前，牌坊與滑板的接觸面單側(cè)磨損量一度超過(guò)5mm，造成牌坊滑板的磨損超量，最終導(dǎo)致軋制過(guò)程異常，沖擊了萬(wàn)向接軸，大大降低接軸和平衡梁液壓缸的使用壽命，同時(shí)也造成軋機(jī)在線調(diào)整困難，無(wú)法保證軋制精度，嚴(yán)重降低軋件上翹下彎現(xiàn)象的可控性，加大了對(duì)工作輥道等異常沖擊，設(shè)備故障頻發(fā)。

BD軋機(jī)精度越高，設(shè)備運(yùn)行就越可靠、越穩(wěn)定，可以穩(wěn)步提升整體生產(chǎn)線的軋制節(jié)奏。隨著型鋼廠中型生產(chǎn)線產(chǎn)能的不斷提升，中型BD軋機(jī)常年使用后，牌坊磨損嚴(yán)重，接軸支撐等精度下降，軋機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，嚴(yán)重制約了產(chǎn)能，同時(shí)導(dǎo)致軋件對(duì)設(shè)備的異常沖擊，造成設(shè)備故障，停機(jī)率居高不下。例如軋機(jī)接軸十字包斷裂、壓下絲杠斷裂、牌坊間隙增大造成軋件下扣頭撞擊輥道致使輥道斷裂、輥道機(jī)架斷裂、軋件偏心等情況，影響了設(shè)備的穩(wěn)定順行。因此，恢復(fù)BD軋件精度，對(duì)全面完成各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)至關(guān)重要。

2.存在的問(wèn)題及原因分析

萊鋼中型H型鋼生產(chǎn)線設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力50萬(wàn)噸/年，從1998年試生產(chǎn)以來(lái)，通過(guò)積極組織新技術(shù)應(yīng)用和生產(chǎn)優(yōu)化，產(chǎn)量逐年升高，2003-2005年分別生產(chǎn)型鋼86萬(wàn)噸、107萬(wàn)噸和110萬(wàn)噸。同時(shí)，加大新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)力度，自主開(kāi)發(fā)了H400*200、I40、C40、美標(biāo)、歐標(biāo)等規(guī)格品種。隨著生產(chǎn)的順行和產(chǎn)量的提升，設(shè)備精度逐漸下降，出現(xiàn)了軋機(jī)在線調(diào)整困難、孔型失真、軋件腹板偏心、軋件叩頭偏頭等問(wèn)題。軋輥軸承承受的慣性力和沖擊相應(yīng)增大，軋機(jī)軸承的在線使用壽命降低。軋機(jī)接軸十字包斷裂、壓下絲杠斷裂、牌坊間隙增大，造成了軋件下扣頭撞擊輥道使輥道斷裂、輥道機(jī)架斷裂等情況，設(shè)備故障率較高，生產(chǎn)成本居高不下，影響了產(chǎn)能的提高和成材率、合格率等綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的進(jìn)一步提升。隨著產(chǎn)銷研一體化模式的規(guī)范運(yùn)作，訂單式生產(chǎn)加大了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)組織難度，從而使現(xiàn)場(chǎng)職工的勞動(dòng)強(qiáng)度大幅增加，迫切需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備精度進(jìn)行恢復(fù)，近而對(duì)設(shè)備實(shí)施進(jìn)一步改造。

造成牌坊與滑板接觸面及滑板本身磨損的主要原因有：1）工況差。由于牌坊滑板直接與軋機(jī)軸承座的側(cè)滑板接觸，承受著來(lái)自軋件的沖擊和軋制過(guò)程中巨大的傾翻力，導(dǎo)致在軋制過(guò)程中軸承座對(duì)滑板的搓動(dòng)。隨著定位銷的磨損，滑板的松動(dòng)與位移，使牌坊及滑板產(chǎn)生了磨損，并且隨著磨損后間隙的加大使其工況進(jìn)一步，形成惡性循環(huán)。再加上上輥在軋制過(guò)程中的上下移動(dòng)，也對(duì)滑板的磨損產(chǎn)生了一定影響。2）工作環(huán)境差、潤(rùn)滑不良。由于上輥冷卻水的作用，滑板的潤(rùn)滑效果大打折扣，銹蝕現(xiàn)象特別嚴(yán)重，在惡劣的工況條件下，加劇了牌坊及滑板的磨損速度。3）牌坊固定效果不良。牌坊通過(guò)定位銷定位，用螺栓固定，在長(zhǎng)期負(fù)荷作用及銹蝕的影響下，定位銷及小孔的磨損會(huì)直接影響到定位效果。有些螺栓由于滑板超量磨損，尾部外露被碰斷，斷掉的螺栓頭由于銹蝕，在牌坊的螺栓孔中無(wú)法取出，影響固定效果。

3.實(shí)施措施

3.1 工況及修復(fù)的必要性

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量，目前存在的問(wèn)題是牌坊面磨損（2mm -5mm），螺栓孔損壞，螺栓斷裂，牌坊面出現(xiàn)工作面中間寬上下窄，單邊牌坊面傾斜，螺栓孔移位等問(wèn)題。這些問(wèn)題均可通過(guò)修復(fù)來(lái)解決，使牌坊煥然一新，不但能提高設(shè)備性能，減少維修量，加快換輥速度，提高勞動(dòng)效率，提高設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)性，同時(shí)還可大量減少備件消耗。

3.2 具體修復(fù)內(nèi)容

1）BD軋機(jī)牌坊滑板安裝面磨損修復(fù)；2）所有拆卸后的失效螺栓孔修復(fù)。

4.修復(fù)方案

4.1 技術(shù)準(zhǔn)備、測(cè)量

1）拆除牌坊上的設(shè)備。為方便正常施工和銑床的工作，需要提前拆除牌坊內(nèi)的工作輥、支承輥、平衡梁、導(dǎo)衛(wèi)等設(shè)施。

2）制作工作平臺(tái)。牌坊修復(fù)位置在線機(jī)械加工，需要采用公司特制的專業(yè)設(shè)備。可移動(dòng)的設(shè)備保證了加工的穩(wěn)定性?，F(xiàn)場(chǎng)銑床固定平臺(tái)一般采用80mm-100mm鋼板制作。

3）根據(jù)技術(shù)要求制定測(cè)量方案。平衡缸安裝位置中心線要根據(jù)安裝位窗口的測(cè)量結(jié)果和安裝位兩側(cè)無(wú)機(jī)械摩擦位置來(lái)確定，并在牌坊做出永久的基準(zhǔn)點(diǎn)。

測(cè)量原理：修復(fù)前尺寸測(cè)量時(shí)，吊墜線為壓下螺栓中心線的位置，也可以選擇與未磨損的牌坊面（尺寸測(cè)量間距磨損小的尺寸）一定間距的位置，然后測(cè)量同一側(cè)牌坊面的尺寸，對(duì)照?qǐng)D紙比較差值，然后計(jì)算出牌坊面的單邊實(shí)際磨損量。簡(jiǎn)言之最終磨損量的確定需要結(jié)合的鉛垂線（模擬壓下裝置虛擬中心線）、未磨損過(guò)的基準(zhǔn)面、圖紙三者結(jié)合后得出最終的磨損量。

4）焊接實(shí)驗(yàn)。根據(jù)牌坊的基體材料、牌坊磨損失效形式，選取適當(dāng)?shù)暮附硬牧?，在軋機(jī)基體上焊接，確認(rèn)焊接質(zhì)量、焊接材料與軋機(jī)基體的冶金熔合、性能過(guò)度、硬度匹配等各參數(shù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)預(yù)定的焊接工藝進(jìn)行修正優(yōu)化。

4.2 牌坊面的焊接

1）根據(jù)圖紙反饋的信息牌坊面尺寸約為2600*1430，共計(jì)6個(gè)面。

2）用機(jī)械手段清除牌坊面表面失效的疲勞層，然后重新測(cè)量，確定焊接量及焊接面積。

3）結(jié)合磨損量及未磨損的位置，在牌坊面分別制作焊接基準(zhǔn)。

4）牌坊面的焊接采用網(wǎng)格焊接技術(shù)。該技術(shù)是在多年修復(fù)牌坊的基礎(chǔ)上，結(jié)合牌坊的失效形式而開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)。采用該技術(shù)可在維護(hù)牌坊相關(guān)掛件壽命的基礎(chǔ)上，大大提高牌坊工作面的耐磨性能。該焊接方式是在牌坊面上采用專用牌坊焊接材料焊出一個(gè)一個(gè)方格，方格的中間焊接采用高強(qiáng)度耐磨焊材。

5）焊接完成后對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行粗打磨檢查是否有焊量不足的凹坑。之后進(jìn)行滲透探傷檢查是否有裂紋之類的焊接缺陷。

6）側(cè)面滑板面修復(fù)。待中間滑板面修復(fù)好后再進(jìn)行修復(fù)。

4.3 軋機(jī)牌坊面的加工

依據(jù)牌坊面的單邊加工量，對(duì)牌坊面進(jìn)行機(jī)械加工。機(jī)床采用專用動(dòng)力設(shè)備，嚴(yán)格控制、執(zhí)行機(jī)加工工藝，控制加工給進(jìn)量，結(jié)合千分尺等測(cè)量工具，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尺寸。機(jī)加工過(guò)程中，不斷測(cè)量牌坊面的尺寸公差及形位公差，并結(jié)果記錄。

4.4 軋機(jī)牌坊面螺栓孔修復(fù)再造

1）首先取出斷絲（以往的修復(fù)經(jīng)驗(yàn)，部分螺栓已經(jīng)斷裂）；

2）依照?qǐng)D紙及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況畫(huà)出各螺栓孔的位置；

3）對(duì)于已經(jīng)損壞的螺栓孔進(jìn)行先擴(kuò)孔后焊接封堵，封堵的材料與牌坊面相匹配；

4）螺栓孔底孔利用磁力鉆加工；

5）鉆削完成后，對(duì)螺栓孔進(jìn)行攻絲，用專用設(shè)備加工絲孔，以保證加工后的螺栓孔的垂直度；

6）針對(duì)上一次修復(fù)中螺栓孔的位置，按照?qǐng)D紙位置和技術(shù)要求進(jìn)行修正，滿足滑板的互換性。

5 效果評(píng)價(jià)

項(xiàng)目的實(shí)施取得到了良好的效果，中型粗軋機(jī)精度得到良好恢復(fù)。軋機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性穩(wěn)步提升，提高了型鋼成材率，解決了影響生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的一大瓶頸環(huán)節(jié)、延長(zhǎng)軋輥及軸承使用壽命，為生產(chǎn)穩(wěn)定、均衡、高產(chǎn)、順行奠定了基礎(chǔ)，設(shè)備停機(jī)率較以往下降了80%左右，維護(hù)成本較以往降低了約50%，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益（年創(chuàng)效73萬(wàn)元）。滿足了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的需求，同時(shí)，大大降低了現(xiàn)場(chǎng)職工的維護(hù)作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度。型鋼產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)步提升，很好地滿足了客戶及市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求。