高线轧机辊环装配要点
摘 要：分析造成爆辊、松辊、锥套断裂等故障的原因，制定辊环装配操作要点。 关键词：高速线材轧机；辊环；锥套；辊轴；装配
1 前 言
柳钢棒线厂有2条高速线材轧机生产线，设计年产量均为50万吨。生产线最大轧制速度120m/s，保证速度105m/s，其精轧机为摩根第五代45o顶交悬臂V型无扭超重载型轧机，由230×5+Φ160×5共10架轧机组成。高速线材轧机的辊环安装、拆卸方式均采用锥套装配。在实际使用过程中，影响辊环装配的因素较多，装配操作不当会产生爆辊、松辊、锥套断裂等生产故障。因此，归类分析影响辊环装配的因素，制定合理的装辊、卸辊压力范围，可有效地避免爆辊、松辊、锥套断裂等事故的发生。
2 影响因素分析
根据高速线材轧机辊环结构（见图1）分析影响其装配的因素。
辊轴锥套辊环辊环锥套辊轴 图1高速线材轧机辊环结构示意图
2.1 安装尺寸
辊环、锥套、辊轴以及换辊小车拔辊器、压辊器的几何尺寸直接影响辊环装配，是最重要的影响因素。
（1）辊环的材质为WC，其HRC硬度达到83，属于高耐磨材料。辊环的中心孔与锥套的外圆接触，所以辊环的中心孔与锥套的配合公差是一个非常关键的参数。根据生产实际情况和摩根提供的设计参数进行对比，考虑到辊环高硬度不容易变形的特点，我们适当修改了配合公差参数（见表1）。
表1 辊环的中心孔与锥套配合公差值mm 辊环尺寸 228.3 170.6 摩根的配合公差值 0～0.030 0～0.030 修改后的配合公差值 0.020～0.032 0.018～0.032 （2）锥套的内圆和辊轴直接接触，采用过盈配合的方式，锥套内圆的锥度要和辊轴的锥度一致，不能够超出公差范围，否则会影响到锥套内圆和辊轴互相接触的面积，接触面要在70%以上。
（3）换辊小车拔辊器、压辊器与锥套的4个耳朵相互配合，通过设定的压力值完成装辊、卸辊，拔辊器、压辊器与锥套耳朵配合（见表2），尺寸要得到保证。
表2 高速线材轧机辊环装配压力 辊环尺寸/mm 228.34 170.66 装辊压力/MPa 72 卸辊压力/MPa 40
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2.2表面硬度
锥套内圆和辊轴直接接触，采用过盈配合，锥套、辊轴的硬度要相匹配。通常辊轴的HRC硬度在55～65，如果锥套的硬度过高就不利于辊轴的保护；锥套的硬度过低，锥套会产生塑性变形不能够保证正常轧制的力矩要求，导致锥套打滑、辊松事故发生，所以锥套的硬度必须保证在一定范围之内。锥套的硬度比辊轴小10～20为宜。例如，我们使用的锥套HRC硬度在36～39，很少发生锥套打滑、辊松事故。
2.3装配温度
如果辊环、锥套和辊轴的温度相差太大，因热膨胀系数不同，造成辊环、锥套和辊轴三者受力不均，装辊、卸辊就容易出故障。辊轴在正常轧制时温度为50℃～60℃，装辊、卸辊时要求辊环、锥套和辊轴的温度在25℃左右。因此，（1）辊环的冷却水必须够量，压力和温度要稳，保证有良好的冷却效果，避免由于辊环温度过高导致辊轴的温度超标。（2）停止轧制后要空转3min，保证辊轴的温度下降到25℃左右。如果停机后辊轴的温度达不到要求，必须采取强冷的措施降低辊轴温度，否则在卸辊时很容易出现锥套断裂，不得不爆辊的事故。（3）在装辊前必须保证辊环、锥套和辊轴的温度在25℃左右。如果因设备故障、更换辊箱、季节变化造成辊环、锥套、辊轴的温度不同，可以采取加热的措施进行控制，这样安装辊环就比较顺利，辊环在运行轧制时就不会出现锥套打滑、辊松事故。
2.4 锥套的磨损程度
锥套的磨损程度影响辊环装配的稳定性。在辊环装配中锥套起着连接的作用，锥套的硬度、耐磨性低于辊轴、辊环，属于易损件。在使用时锥套的尺寸容易发生变化，随着磨损程度的加大，锥套与辊轴、辊环的接触面减小，不能保证轧制力矩的要求，它们之间的接触面通常必须在70%以上。因此，在使用前必须检查锥套尺寸。我们采取涂红丹的方法来检查锥套与辊轴的接触面。生产实际中锥套的统计寿命见表3，根据锥套使用的寿命，定期更换磨损的锥套。
表3 锥套的统计寿命 辊环尺寸/mm 228.34 170.66 小于公称尺寸/mm 0.06～0.08 0.04～0.06 使用寿命/次 15～20
2.5 接触面的洁净程度
当接触面不洁净时改变了摩擦系数，不能保证轧制力矩，造成锥套打滑、辊松事故，以及卸辊时出现锥套断裂爆辊事故。在影响接触面洁净度的许多因素中，锈蚀是最主要，而锥套是最容易产生锈蚀的部件。对比使用过的铸铁、锻钢、不锈钢三种材质的锥套，不锈钢的锥套效果最好，很少有锈蚀，接触面洁净度最干净。同时，在安装辊环前，必须用无水酒精清洗辊轴、锥套和辊环，保证接触面洁净。
3结 语
影响高速线材轧机辊环装配的因素很多，但是只要找到了关键的因素，并采取了正确的措施，就一定能够保证高速线材轧机正常运转。从这两年生产的情况看，出现爆辊、松辊、锥套断裂等生产故障很少，避免了不必要的辊环、锥套消耗，降低了生产成本。
作者 ：甘超军，大学学历，轧钢工程师，现在柳钢股份公司棒线厂从事轧钢工艺技术工作。
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高速线材精轧机辊环装配要点
