高红全
（南京钢铁集团 江苏南京 210035）
摘 要：分析了南钢中板厂 2800 mm粗轧机和2690mm精轧机组对生产和产品质量的影响状况，介绍了开展的设备精度管理与攻关、轧机设备参数精度恢复与改造等的内容及其效果。
关键词：粗轧机；精轧机；设备精度；品种板；质量缺陷
An Analysis of the Influence of Improving the Precision of the Equipment of the Middle Plate Mill on the Production of Variety Plate
Gao Hongquan
（Industrial Development Zone along the Yangtze River in Nanjing, Jiangsu Province Nanjing iron and steel co.for Midium Plate Plant 210035 15952092289）
Abstract：The effects of 2800mm rough rolling mill and 2690mm fine rolling mill on production and product quality in nangang middle plate factory are analyzed. The contents and effects of equipment precision management, key attack, parameter precision restoration and transformation of rolling mill equipment are introduced.
Key Words：Roughing mill; Fine mill; Precision of equipment; Variety Plate; Quality defects
前言
南钢中板厂1986年投产，经过几轮设备改造提升，现有主轧线采用双机架四辊可逆式轧机，年产量在180-200万吨。其中在2006年粗轧机由三辊劳特式轧机改造成2800mm四辊可逆式轧机，主要用于开坯，宽度控制、中间坯厚度控制；精轧机在2007年在原有基础上进行辊系结构改造为2690mm四辊可逆式轧机，实现AGC厚度控制。
近年来，中板厂持续推行高产高效生产，增大高附加值品种板生产比例，主要品种管线钢、邮轮钢、不锈钢、军工钢的试轧成功并进行量产，实行极限规格生产方式，对设备精度提出更高的要求。随着市场需求变化，为了满足生产效益最大化，必须保证产品表面质量、板型尺寸公差、性能都在要求范围内，这些量化控制指标主要通过这两台轧机来实现，而中板厂轧机最后一次改造至今已10多年，在高负荷强度生产下，设备关键部位精度下降，局部磨损超标，出现压下反弹、偏摆，轧辊辊系窜动、高压水除磷不净、挡水板漏水等主要影响钢板质量的设备因素，为及时有效解决该类问题，中板厂在近5年的大中修过程中，执行公司推出的精度管理理念，要求设备达到设计能力，进行了一系列攻关改造，希望通过提升设备精度，确保中板生产的品种板性能、质量稳定可靠，满足客户使用需求。
2、粗精轧机轧制过程中对钢板质量造成的主要影响。
2.1、轧机设备因素对品种板影响分析
中板厂双机架四辊可逆式轧机结构相似，轧机本体结构主要有压下系统、主传系统，除磷导卫系统，牌坊辊系，以及前后辅助设备机架辊、推床等，根据现场实践经验，总结出不同部位出现磨损、精度不达标会相应造成不同的质量缺陷，尤其在轧制品种板过程中，质量缺陷更为明显。
2.2轧制品种板主要质量缺陷。
中板轧制品种板过程中，主要产生的质量缺陷有两大类：第一类为钢板表面质量缺陷，主要体现在水锈、水波纹、麻面、凹坑、重皮等缺陷；另一类为钢板板型尺寸超差，主要体现在镰刀弯、波浪、厚度公差大、同板差波动大，宽度超差等缺陷。
2.2.1轧机产生质量缺陷的主要因素。
钢板的表面质量作为现在衡量钢板质量的一大要素，被列为客户重点关注点，轧机在轧制过程中，受高、中、低压水影响，表面容易产生的水波纹、水锈，产生的主要原因：
⑴、轧机高压水除磷覆盖面小、打击力不足，氧化铁皮除磷不净，产生表面缺陷。
⑵、轧制过程中，除磷或轧辊冷却水落到钢板上，不能及时清除，易产生水锈。
⑶、粗精轧机导卫系统挡水板胶木瓦不能有效和工作辊贴合，漏水。
图一 水波纹 图二 重皮 图三 凹坑
2.2.2轧机轧制产生的板型控制尺寸超标，控制难。
轧制过程钢板板型的好坏直接关系到后续的剪切质量，对于定尺率以及成材率影响较大。近几年来，轧机经常出现板型难易控制的问题。中厚钢板板形不良的本质是变形不均匀产生的内部应力，当内应力大到一定程度且轧件厚度薄到一定程度时，轧件以中浪、边浪、瓢曲、镰刀弯等形式释放应力，称作宏观板型不良，如果内应力较小且钢板有足够的刚度抵内应力引起的变形趋势，一般称作潜在板型不良。潜在板型不良的钢板在经过时效、后续加工或某些使用工况诱导下，很可能会转变为宏观板型不良。
图四 纵向同板差在0.3-0.4mm（偏大） 图五 纵向同板差在0.1-0.2mm（正常）
经过对本厂轧制过程板型问题进行分析总结，目前存在的主要板型问题为镰刀弯，瓢曲，另外存在少量的中浪、边浪问题，中浪、边浪问题主要与辊型关系较大。通过对轧机机组相关设备进行拆分与检查，找出了目前粗、精轧机组影响板型的主要因素如下：
轧机设备可以分垂直作业面和水平轧制线两大方向对板型产生影响。
轧机垂直作业面影响因素：
⑴、压下机构在轧制过程中出现反弹、偏摆，上支撑辊上平面和AGC压下缸底面磨损大，造成同板差、异板差超标。
⑵、轧机支撑辊现全部采用油膜轴承，精轧机油膜轴承故障率偏高，波动大
⑶、轧机全套辊辊系窜动，主要由于轧辊水平度超差和牌坊滑板间隙过大造成，使在轧制过程中，工作辊和支撑辊来回窜动，造成板型难控制。
⑷、由于工作辊中心线与支撑辊中心线存在10mm偏心，在安装使用调整不合理时，轧机工作辊、支撑辊存在辊系交叉，造成板型控制困难。
⑸、轧机压磁头、阶梯垫等承压件位于牌坊底部，由大量水、氧化渣等杂物，工况差，容易出现磨损、断裂，造成下支撑辊水平度超差，影响板型控制。
⑹、轧机轧辊磨削精度控制不高，造成修磨圆度、圆跳动超差，轧辊辊凸度不符合轧制工艺要求。
⑺、轧机压下AGC背压压力不稳定、波动大。
轧机水平轧制线影响因素：
⑴、轧机前后轧制中心线不重合，轧机前后推床、前后运输辊道中心线与牌坊轧制中心线与偏差，易造成镰刀弯。
⑵、轧机工作辊和支撑辊牌坊窗口长期使用，尤其是下辊长期有水腐蚀等，使牌坊滑板面磨损超标，轧机牌坊窗口间隙大，轧辊前后移动拍击滑板，轧制板型难控制。
2.2.3钢板成品表面出现的重皮、凹坑现象较多.
麻面、凹坑作为钢板表面的另一大质量，制约着中板非计划率指标，产生的主要原因：
⑴、轧机前后辅助设备机架辊上箱体螺杆沉孔多，钢板轧制时下表易出现剐蹭，造成凹坑。
⑵、轧制过程中钢板头尾易出现燕尾形状，推床对中夹钢生产，对钢板边部挤压严重，易造成钢板重皮质量异议。
3、根据轧机产生的质量缺陷进行的攻关和采取的措施。
3.1、执行检修开机轧制首板确认制，不断完善设备精度管理制度。
为提高设备精度，保证产品质量达标，中板厂成立设备精度公关小组，制定公关措施，在每次检修结束后，进行“首板确认制”，检查钢板表面质量、轧制厚度公差、剪切质量，全部符合要求后，方可连续生产，可以有效避免批量质量事故。
3.2、开展轧机精度参数恢复和改造
3.2.1、增加高压水除磷覆盖面：
2017年中板厂利用大中修对粗、精轧机高压水结构进行优化改进，改进挡水板结构，将高压水喷嘴数量由15套增加到29套，同时改进滑架挂耳结构，将喷嘴距离板坯上表距离变为可调节式，调节范围在0-60mm，有效的解决了板坯边部除不净，喷嘴间覆盖面不够造成的表面质量问题。
3.2.2、新上轧机侧吹功能。
为了解决高压除磷后氧化铁皮二次落到钢板上造成板面缺陷，中板厂在2014-2016年先后对粗、精轧机新增侧吹系统，利用原有轧辊冷却中压水，压力控制在0.8Mpa左右，在传动侧和操作侧各增加2路单喷嘴，大幅降低二次氧化铁皮的影响。
3.2.3、总结完善压下系统故障产生机理，利用信息化做好跟踪。
（1）将压下系统故障分为三类，分别为压下堵转、压下偏摆和压下反弹；
（2）分别总结所述三类故障产生的多种因素；
（3）分别对压下系统正常工作状态和三类故障状态的参数进行量化，生成量化信息；
（4）对压下系统的运行状态进行实时监控，生成参数值曲线，将实时参数值与量化信息进行比对，根据曲线变化趋势发现故障征兆，并判断导致故障的因素。
图六 轧机压下量化指标PDA曲线图
3.2.4，修复轧机牌坊磨损部位。
中板轧机经过10多年的高负荷生产，轧机牌坊与辊系瓦座配合面、压磁头大底面、滑架键槽、机架辊地平面出现不同程度的磨损，在2012年，中板厂首先在粗轧机进行牌坊窗口激光熔覆技术，使牌坊窗口精度控制在0-1mm之间，下支撑辊水平度控制在2mm以内，改进效果明显，后续对精轧机、矫直机陆续推广，牌坊精度得到提高，减少了轧辊窜动，板型难于控制难题。
3.2.5，调节滑板数据，解决精轧机辊系交叉问题。
中板轧机支撑辊与工作辊采用偏心式结构，牌坊窗口过大或滑板磨损不均易造成辊系交叉问题，为解决这类问题，中班厂首先确保牌坊尺寸控制在范围内，同时对滑板制定合理使用周期，在周期内调整机前、机后侧滑板厚度或增减垫板的方法，保证支撑辊与工作辊辊系中心线控制在10mm。同时支承辊油膜轴承间隙对支承辊的使用至关重要，为了保证间隙的稳定可靠，更换使用较旧磨损较大的止推轴承、锥套及衬套，保证油膜的稳定及间隙的可控。
3.2.6，制定合理轧辊工艺制度，提高轧辊磨损质量。
针对轧辊使用制定合理的工艺制度，新换辊轧制板坯要求先宽后窄，粗轧机支撑辊采用0.4mm抛物线，边部锥度倒角保护支撑辊，配置如下图
2800mm粗轧机工作辊辊型
2690mm精轧机支撑辊磨削采用6次复合曲线模型，配置如下图
2690mm精轧机工作辊辊型
调整磨床对轧辊磨削精度、进到量、轧辊对中度，最终体现在轧辊修磨后的圆度和圆跳动上面，通过不断总结摸索，圆度控制在0.015mm，圆跳动控制在0.012mm内，运行良好。
图七 磨床精度偏低磨削的支撑辊圆度、跳动 图八 轧辊磨床精度正常磨削的支撑辊圆度、跳动
3.2.7、产生重皮、凹坑设备部位制定修复方案，执行周期更换。
轧机辅助设备机架辊箱体螺栓沉孔处进行封堵、对焊，确保上表面平整无毛刺，制定6个月更换周期，下线后及时送修，确保形成良性循环；轧机前后推床对中度调整控制在1mm，推床推板面磨损后易对钢板造成重皮，现场不断总结实践，在推板上方安装冷却水管阀门常开长流水、推板磨损凹槽超过15mm对焊修复，在一定程度上降低了重皮的产生。
结语
实施效果：通过近几年对粗、精轧机设备精度不断恢复、提升，轧机影响板材质量的因素不断消缺和完善， 2019年各项指标数值控制在合理范围内，钢板表面水波纹控制在0.05%内，板型控制在0.1%内，其中镰刀弯控制在0.02%；瓢取控制在0.06%；重皮和凹坑控制在0.25%内，取得了阶段性胜利。本次攻关也体现出提升和保持设备精度的重要性。
下一步，中板厂全员推广设备精度对质量影响的意识，并计划借鉴轧机设备精度恢复的经验，在全厂主要工序设备区域展开设备精度恢复工作，为中板厂质量的进一步提升做好基础支撑工作。
参考文献
[1]、崔风平、孙玮等编著 中厚板生产与质量控制 冶金工业出版社 2008。
[2]、南钢职工 设备点检员提升技能培训（机械）南钢培训中心 2010。
[3]、赵子祥 李 磊 韩永强著 中板精轧机组设备精度管理攻关实践 柳钢科技论文2016
作者简介：高红全（1983.11-），男，满族，内蒙古赤峰市，本科，单位：南京钢铁集团，研究方向：冶金机械