濟鋼寬厚板軋機彎輥缸國產(chǎn)化改造

1、第34卷第1期2012年2月山東冶金Shandong Metallurgy摘要:濟鋼寬厚板4300生產(chǎn)線四輥精軋機彎輥缸為進口設備,其備件價格高、供貨周期長,為此,對備件實行國產(chǎn)化改造。通過分析工況環(huán)境及結構特點,對彎輥缸缸體、T 型塊、球面墊、摩擦板及襯板等均作了詳盡要求。國產(chǎn)化備件完全符合技術要求,性能穩(wěn)定,壽命與進口件相當,節(jié)約成本660萬元。關鍵詞:寬厚板生產(chǎn)線;四輥精軋機;彎輥缸;國產(chǎn)化圖分類:TG333.52文獻標識碼:B文章編號:1004-4620(201201-0072-02收稿日期:2011-10-31作者簡介:宋英玲,女,1970年生,1993年畢業(yè)于吉林冶金工業(yè)學校冶金機

2、械專業(yè)?，F(xiàn)為濟鋼裝備部工程師,從事設備管理工作。1前言濟鋼寬厚板4300生產(chǎn)線于2010年4月建成投產(chǎn),雙軋機布置,設計年產(chǎn)量180萬t,精軋機、快速冷卻、熱矯直機、雙邊剪、冷矯直機等關鍵設備及其電氣自動化系統(tǒng)引進西門子奧地利鋼鐵聯(lián)合集團(以下簡稱SVAI 技術。其中四輥精軋機配置有液壓HGC、彎輥、竄輥功能,其彎輥缸是從SVAI 公司成套引進的核心部件,是SVAI 公司的專利產(chǎn)品,若訂購備件,只能訂購SVAI 公司產(chǎn)品,而且價格非常高,供貨周期較長,售后服務較差,因此進行國產(chǎn)化改造。2軋機彎輥缸應用概況寬厚板4300生產(chǎn)線四輥精軋機是影響產(chǎn)品質(zhì)量和品種開發(fā)的關鍵設備,其彎輥、竄輥和SMART

3、-CROWN 技術是濟鋼引進的核心技術。彎輥缸屬于1套四活塞式液壓缸,也是SVAI 的高端產(chǎn)品,具有控制精度高、技術含量高、控制程序復雜、液壓系統(tǒng)壓力大(30MPa 等技術特點。每個彎輥缸由4個獨立的內(nèi)置式液壓缸和1個特制的T 形導向塊組成。每個液壓缸活塞桿頭部設計為球面鉸接式連接,使彎輥缸能夠承受多變載荷沖擊。該部件固定于牌坊上,與工作輥緊密接觸,長期處于多水、多氧化鐵皮和高溫環(huán)境下,承受較大的沖擊負荷,損壞頻率較高。該彎輥缸在機用1套四件,另采購了1套四件工程隨機備件,全部是SVAI 原裝進口產(chǎn)品。根據(jù)濟鋼中厚板3500產(chǎn)線四輥精軋機工作輥平衡缸多年的使用經(jīng)驗和寬厚板4300產(chǎn)線四輥粗軋機

4、平衡缸目前已損壞1件的情況,考慮到彎輥缸制造維修周期較長,因此最合理的儲備數(shù)量是一用二備。經(jīng)咨詢鞍鋼、寶鋼、首鋼等同類型企業(yè)的管理經(jīng)驗,同類型軋機在機和備用彎輥缸均采用原裝進口產(chǎn)品,暫未進行國產(chǎn)化改造;常州力士樂、天津優(yōu)瑞納斯等國內(nèi)知名的液壓缸制造企業(yè)也沒有同類型彎輥缸的制造業(yè)績。從維護成本、制造周期、售后服務等角度綜合考慮,濟鋼決定對該彎輥缸進行國產(chǎn)化技術改造。3彎輥缸國產(chǎn)化設計改造1工況環(huán)境分析。彎輥缸是四輥精軋機的關鍵部件,長期處于振動沖擊劇烈、荷載多變、重載、高溫、多水、多粉塵等惡劣的工況環(huán)境,因此國產(chǎn)化過程必須充分考慮工況環(huán)境,嚴格按照進口件技術參數(shù)進行研發(fā)。2彎輥缸技術特點分析。與

5、常規(guī)的液壓缸相比,該彎輥缸國產(chǎn)化存在如下技術難點:結構復雜。以操作側、出口彎輥缸為例,左側面與軋機牌坊窗口配合;右側面與工作輥軸承座配合;上活塞桿與上工作輥軸承座接觸;下活塞桿與下工作輥軸承座接觸;外側面設計安裝了專門的液壓竄輥裝置。既有工作輥的上下運動,也有沿長度方向的竄輥運動。每個彎輥缸均由4個獨立的內(nèi)置式液壓缸和1個特制的T 形導向塊組成,活塞桿頭部采用球面鉸接結構,內(nèi)部液壓油路交錯布置。一方面,彎輥缸要實現(xiàn)復雜結構的有效組裝,很大程度上會降低自身強度和承載能力;另一方面,彎輥缸又要求具有足夠的強度,以承受巨大的彎輥力和多變的載荷沖擊,增加了彎輥缸設計、制造的難度。荷載多變。該彎輥塊采用

6、液壓伺服系統(tǒng)控制,選用46#抗磨液壓油,油溫控制在(45±5,油液清潔度達NAS5級,其系統(tǒng)壓力根據(jù)軋制工藝需要的平衡和彎輥力不同,在731.5MPa 動態(tài)變化。足夠的彎輥承載能力。在滿足復雜結構前提下,必須能夠承受最大31.5MPa 的工作油壓,考慮到軋制過程中的負載沖擊,設計要求能夠承受最大35MPa 的瞬間沖濟鋼寬厚板軋機彎輥缸國產(chǎn)化改造宋英玲(濟南鋼鐵股份有限公司裝備部,山東濟南25010172擊油壓載荷。因此,對彎輥缸的材質(zhì)、工藝要求極為嚴格。3國產(chǎn)化設計方案。首先熟悉SVAI 提供的原理圖,明確其工作原理,確保原有的技術性能參數(shù)和應用原理與在機用彎輥缸一致。其次進行解體測

7、繪,精確測量零部件的尺寸和精度,以確保這些備件的機械安裝配合尺寸、連接油口尺寸必須與在機用的部件完全一致。再結合現(xiàn)場工況條件,參照冶金重載液壓缸技術標準和精品液壓缸技術條件等國標和行業(yè)標準進行國產(chǎn)化設計,精心繪制出彎輥塊的原理圖、總裝配圖和零部件圖。一方面,彎輥缸作為工作輥平衡缸,使工作輥與支承輥緊密配合,防止打滑損傷輥面;另一方面,作為改善軋制能力和性能的彎輥缸,根據(jù)軋制成分、性能的不同,需隨時調(diào)整和改變彎輥力的大小,進而控制和改善軋制鋼板的板型,消除鋼板應力集中造成的波浪、飄曲等表面缺陷。彎輥缸位于上、下工作輥軸承座之間,直接承受較大的軋制沖擊載荷、彎輥力、竄輥力和軋制彈跳負載,載荷復雜、

8、多變。軋制不同成分、性能的鋼板,竄輥在軋制道次間每一道次都需調(diào)整。其中,彎輥力和軋制彈跳負載為上下軸向負載,軋制沖擊載荷為軋制方向徑向沖擊載荷,竄輥力為橫向水平徑向載荷。同時,國產(chǎn)化設計過程中還要重點考慮知識產(chǎn)權侵權問題。既要尊重原設計,又要在原設計的基礎上保證原理相同、功能相同,但內(nèi)部結構略有差異。根據(jù)彎輥缸的特點,借鑒同類型設備國產(chǎn)化的經(jīng)驗,國產(chǎn)化改造方案主要包括以下幾方面:1彎輥缸缸體、T 型塊粗加工后采用退火處理工藝,材質(zhì)要求屈服強度700MPa,抗拉強度8801180MPa,最小伸長率12%,軸向20軸向最小沖擊值1830J/cm 2。2彎輥缸球面墊、調(diào)心桿球面和斷頭球面必須采用調(diào)質(zhì)

9、熱處理工藝,硬度HRC 5258,深度2mm,球面研磨接觸面積75%。3彎輥缸球面墊和端頭抗拉強度1150MPa,屈服強度1050MPa,伸長率>10%,沖擊值>60J/cm 2。4彎輥缸活塞及活塞桿調(diào)質(zhì)處理,表面鍍鉻和鎳,硬度HRC 60。5彎輥缸摩擦板及襯板必須為進口復合合金耐磨板CORC-g,復合合金耐磨層厚度為總厚度的25%,硬度為HRC 6062,防水性能良好。6彎輥缸所用的全部密封選用MERKEL、洪格爾、寶色霞板等原裝進口產(chǎn)品。7所有承壓及受力焊縫全部進行超聲波探傷,消除焊縫應力(最高達到90%以上,以提高焊縫疲勞強度。8彎輥缸螺栓采用12.9級的高強度螺栓,力矩均勻

10、預緊,可靠防松。除特殊說明外,所有螺紋連接均涂樂泰膠水243。9彎輥缸裝配必須干凈,缸內(nèi)不得殘留任何加工鐵屑、雜質(zhì),清洗油液清潔度檢測要求達到NAS5級以上。4國產(chǎn)化改造應用效果根據(jù)上述改造方案,濟鋼委托天津優(yōu)瑞納斯液壓機械有限公司承制彎輥缸國產(chǎn)化技術改造,合同價格比進口產(chǎn)品降低48.5%,4件彎輥缸共降低成本660萬元。國產(chǎn)化改造后的彎輥缸,機械安裝配合尺寸、連接油口尺寸等與在機用的部件完全一致,與進口彎輥缸具備互換性。機械(物理性能符合國產(chǎn)化改造設計的技術要求,達到了軋機要求的軋制能力和性能,進而很好地控制和改善了軋制鋼板的板形。經(jīng)過半年的使用實踐經(jīng)驗證明,該彎輥缸完全符合現(xiàn)場技術要求,質(zhì)量合格,性能穩(wěn)定,壽命與進口件相當。(上接第71頁為1000mm 棱形膠面?zhèn)鲃訚L筒,增大了皮帶與滾筒之間的摩擦力,減少了皮帶打滑現(xiàn)象。在管帶機機尾卷管段、機頭展開段安裝防雨棚,減少了隨皮帶進入皮帶各驅動滾筒的雨水量,減小打滑的可能性;同時,在機頭防雨棚區(qū)安裝壓縮空氣管道,分段設噴頭吹掃皮帶,以加快雨水的蒸發(fā),降低打滑的概率。3應用情況采取系列改造措施后,管帶機液壓系統(tǒng)油壓由偏高(1921MPa 趨于正常(1214.5MPa ,月平均故障率由7.3%降低