通過對南鋼不銹鋼管廠工作輥的更換量和更換原因進行調查分析,制定了改進工作輥加工工藝、改進冷卻方式等措施,通過措施的實施,有效控制了工作輥的熱變形,解決了鋼帶三點差的問題,提高了軋輥單次過鋼量,從而達到降低工作輥換輥量的目標。

通常冷軋需要的熱帶原料橫截面尺寸是中間厚兩邊薄,這樣軋制時板型平整、尺寸更好控制。但是一般軋輥軋制時會因為溫度而變形,中間凸起,軋制出來的鋼帶就會產生中間薄兩邊厚,無法滿足客戶需求。南鋼不銹鋼管廠為滿足用戶的需求,只有通過加大換輥頻次來實現,而高的換輥頻次不僅增加了換輥停機時間也打亂了生產節奏,制約了產量。本文通過現場調研分析換輥原因,找出方法并制定措施,解決換輥量高的問題。

1軋輥分布及加工工藝

南鋼不銹鋼管廠連軋機組使用的軋輥分為平輥和立輥。其中,平輥包括工作輥、支承輥和中軋輥3種。工作輥、支承輥搭配使用在六架四輥精軋軋機中,中軋輥則在兩架兩輥軋機使用,立輥在2架立式軋機使用,其加工質量直接關系著產品質量。

工作輥加工工藝——將軋輥表面疲勞層車削后,再將其磨削至規定的圓錐度和表面粗糙度,年換輥量為20 500套;支承輥加工工藝——將軋輥表面疲勞層車削后,再將其磨削至規定的圓錐度和表面粗糙度,年換輥量為1 000只;中軋輥的加工工藝——僅將軋輥表面疲勞層車削掉即可,年換輥量為700只;立輥加工工藝——將立輥孔型內疲勞層車削干凈,再根據改型樣板修復立輥孔型。

與工作輥相比,支承輥、中軋輥、立輥換輥量可忽略不計,本文只討論工作輥,下文所述軋輥皆指工作輥。

2現狀調查

根據南鋼不銹鋼管廠20181月至201812月軋輥的使用情況,從軋輥月換輥量、軋輥更換原因等方面進行現狀調查。

20181月至12不銹鋼管廠平均每月換輥量為1 563套,平均軋輥過鋼量為75噸。針對2018JP6機架更換的659套軋輥進行了統計分析得出三點差超標、鋼帶中間薄占換輥總數的83.1%,只要削弱這兩項影響,就能解決換輥量高過鋼量低的問題。

3原因分析

在帶鋼熱軋過程中軋輥承受較大的軋制力,軋輥呈現出一定的饒度,按此正常情況下軋制出的鋼帶應該是中間厚兩邊薄的橫截面尺寸,但是不銹鋼管廠軋輥冷卻能力不足,軋制過程中軋輥熱量不能及時通過冷卻水帶走,軋輥溫度逐漸上升,熱凸度逐漸加大,一般在生產20支鋼后,熱凸度抵消掉軋輥饒度后還存在富余,這樣帶有熱凸度的軋輥軋制出帶鋼就呈現出中間薄兩邊厚的橫截面形狀。

3.1冷卻水管安置位置不當

冷卻水管出水位置安裝向軋輥兩邊傾斜,水流沖向軋輥兩頭,工作輥輥面不能有效得到冷卻,軋輥三點差高。

3.2冷卻水頭不適用

水頭裝置各水管間采用焊接方式連接。目前存在的問題如以下幾點。

1)軋機拆裝軋輥時,輥座易將水頭裝置上豎水頭撞變形造成水流方向失控或與橫水管脫焊,冷卻水四溢。

2)帶鋼生產時鋼帶時有跑鋼的故障發生,飛出的鋼帶易將橫水管與軋機的固定鋼板撞變形,冷卻水方向偏離正常方向。

以上故障都必須停機處理,由于是焊接件,處理時間較長。

3.3軋輥加工工藝不適應鋼帶加工要求

通常冷軋需要熱帶原料橫截面尺寸是中間厚兩邊薄,即正三點差,這樣軋制時板型平整,尺寸更好控制。相反如果是反三點差,在冷軋時由于兩邊的尺寸厚,兩邊的延伸勢必較中間部位大,這樣就出現兩邊浪的板型缺陷,而且冷軋后的三點差也很難消除。一些高要求的客戶明確提出了產品要在鋼帶中間帶有一定的凸度,即鋼帶中間厚度尺寸比兩邊大的要求。但是一般軋輥使用時軋制20根鋼以后軋輥會因為溫度而變形,中間凸起,軋制出來的鋼帶就會產生中間厚度尺寸比兩邊厚度尺寸小,無法滿足客戶需求,南鋼不銹鋼管廠為了滿足用戶的需求,只有通過加大換輥頻次來實現。

4對策措施

4.1調整冷卻水管位置

將冷卻水出口固定在正對軋輥中間位置,并在每日點檢時由專人檢查。改進前后水流方向對比如圖1所示。

4.2改進水頭

1)改變橫水管和豎水管的連接方式,由焊接改為螺栓連接,在橫水管焊接并帽背死螺栓,在豎水管上加工螺紋,通過螺紋將豎水管固定在橫水管上,便于拆卸更換。

2)將豎水管前端壓扁,增加水壓,可根據工藝要求調節水管扁頭方向。

4.3改進軋輥加工工藝-磨削弧形凹度輥

弧形凹度輥的加工分兩種情況,第一種情況:新軋輥磨削成指定輥形;第二種情況:弧形輥使用過后再進行磨削修復。第一種情況如下。

1)新軋輥進廠,先將軋輥磨平,保證跳度、同心度、大小頭。

再用卡板定出軋輥中心線和兩側寬度限位線。

3)從磨床尾部開始磨削軋輥,將磨床的工件行程速度調慢到2 m/min,按照圓弧進度比例逐漸加大磨削進刀量,到正中間時磨削量為+0.1 mm。

當磨過中心線后,按照前面的進刀量逐漸的減小磨削量,到磨床頭部的寬度線后保證砂輪完全離開。

5)測量軋輥,均勻選擇7個點量,然后根據測量結果再把行程速度調慢到1.5 m/min。

第二種情況如下。

1)使用過的軋輥,修復后復用,直接按照以上2、3、4、5步驟把軋輥的凹度部分先磨出來,凹度比實際要求多0.03~0.06 mm;

2)再從磨床尾開始重新磨削軋輥,按正常平輥的方式磨削,保證跳度、同心度、大小頭,每次進刀量保持在0.03 mm以內。

5效果檢查

5.1換輥量

20193月至7月月平均換輥量為1 428套,大幅降低。

5.2單次過鋼量

工作輥單次平均過鋼量由2018年的75噸增加為2019年的98噸,增加幅度較大。

6鞏固措施

1)將磨削弧形凹度輥的措施寫入軋輥加工操作規程,將軋輥可用范圍寫入工藝技術操作規程-軋輥部分。

2)磨工加強對直接磨削軋輥加工質量的檢查力度。

3)軋鋼工對更換下的有缺陷軋輥進行標注,方便磨工對可直接磨削軋輥的查找。

4)確保冷卻水管位置和水量的檢查。