石春有 李 婷 王 彬

（武鋼條材總廠大型分廠 湖北 武漢：430083）

1 現(xiàn) 狀

為了滿足國內(nèi)高速鐵路建設(shè)發(fā)展的需求，某廠從德國引進(jìn)了一條萬能軌梁軋機(jī)高速重軌生產(chǎn)線，高速重軌萬能軋機(jī)布置形式見圖1。

圖1 萬能軌梁軋機(jī)

BD軋機(jī)由BD1和BD2兩架軋機(jī)組成，BD軋機(jī)軋輥為二輥模式。重軌系列品種占全年產(chǎn)量的97%以上，其中P60重軌產(chǎn)量占70%以上。重軌BD2軋輥單重大，每套軋輥重量50多噸。BD2重軌軋輥配輥圖見圖2。

圖2 BD2重軌軋輥配輥圖

從圖2中得知，重軌BD2軋輥有5個(gè)孔型，下軋輥在軋制過程中孔型冷卻狀況差。3孔是閉口孔型，孔型為切深孔，孔型的壓下量大，孔型磨損尤為嚴(yán)重。每次軋輥進(jìn)行車削修復(fù)時(shí)，3孔孔型都得不到恢復(fù)，在孔型頭部和底部?jī)蓚?cè)壁上由于磨損產(chǎn)生的軋痕，通過軋輥車削無法消除，孔型兩側(cè)壁的軋痕只有在軋輥車削后，用砂輪拋光機(jī)打磨，打磨后的3孔在兩側(cè)壁上留下深深的凹坑，磨損嚴(yán)重的軋輥車削后的3孔孔型軋槽見圖3。

圖3 磨損嚴(yán)重的P60的3孔

從圖3中看出，在下軋輥3孔軋槽兩側(cè)壁處產(chǎn)生凹坑，凹坑位置的軋痕軋件軋制過程中產(chǎn)生掛蠟現(xiàn)象，軋件上的掛蠟再經(jīng)過孔型的軋制不斷地碾壓，最終形成鐵皮壓入在產(chǎn)品實(shí)物中，導(dǎo)致實(shí)物缺陷。

2 原因分析

軋輥孔型冷卻不好，是造成下軋輥3孔磨損嚴(yán)重?zé)o法恢復(fù)的一個(gè)主要原因。軋輥冷卻水在很大程度上影響著軋輥孔型的磨損及剝落，不適當(dāng)和不充分地冷卻，在軋輥表層內(nèi)會(huì)引起很大的熱梯度，以致加速產(chǎn)生軋輥孔型的熱應(yīng)力。BD2軋機(jī)軋輥裝配的側(cè)視圖見圖4。

圖4 BD2軋機(jī)軋輥裝配側(cè)視圖

從圖4中可清楚地看到，在軋機(jī)牌坊的下軋輥前后分別設(shè)有冷卻水管，冷卻水管焊接固定安裝在軋機(jī)牌坊上。在軋機(jī)前和軋機(jī)后分別設(shè)有導(dǎo)衛(wèi)板梁，避免軋件在軋制過程中出現(xiàn)下扣現(xiàn)象。由于導(dǎo)衛(wèi)板梁安裝在下軋輥的兩側(cè)，導(dǎo)衛(wèi)板梁的高度為840mm。冷卻水管只能安裝在低于導(dǎo)衛(wèi)板梁的高度之下。從圖4中軋機(jī)前后冷卻水管的噴水狀況可看出，冷卻水只能噴到下軋輥軸線以下軋輥孔型軋槽很少的部分。

當(dāng)軋件在軋制過程中，下軋輥冷卻水只能噴到軋輥孔型很短的一段距離。這樣軋輥從開始使用，下輥3孔孔型軋槽就澆不到水，使下輥閉口軋槽在軋制時(shí)處于無水狀態(tài)，下軋輥孔型只能依靠軋制相鄰兩支鋼的間隙，從上輥流下來的水進(jìn)行冷卻。由于導(dǎo)衛(wèi)板梁的上面既安裝導(dǎo)板又安裝衛(wèi)板，各個(gè)孔型導(dǎo)衛(wèi)板的兩端，其中的一端安裝在導(dǎo)板梁上，另一端與下軋輥各個(gè)孔型的軋槽相接觸，壓在各個(gè)軋槽的上面，留有適當(dāng)?shù)目p隙。從上軋輥流下的水量是有限的，水只能通過導(dǎo)衛(wèi)板與各個(gè)孔型軋槽的間隙處流入孔型軋槽內(nèi)。

軋輥是從最大直徑使用到最小使用直徑時(shí)報(bào)廢。BD2軋機(jī)軋輥有效使用直徑為180mm，當(dāng)軋輥經(jīng)不斷的使用和加工車削，軋輥的輥身直徑在逐漸的減小。在軋制過程中，為了保證軋制線不變，下軋輥的軸線隨著軋輥直徑的不斷減小在不斷地上移，即下軋輥整個(gè)上移，通過在下軋輥軸承座下加墊的方式來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)軋輥為正負(fù)零時(shí)，即開新軋輥第一次使用時(shí)，下軋輥?zhàn)畲蟮乃恐荒車姷较萝堓佪S線以下很少的部分。當(dāng)軋輥的輥身直徑使用到軋輥?zhàn)钚≈睆剑窗磮D4負(fù)180mm時(shí)。下軋輥軸承座加墊90mm（按軋輥正負(fù)值一半加墊），下軋輥冷卻水的噴水位置相對(duì)于軋輥?zhàn)畲笾睆綍r(shí)的澆水位置又降低了90mm。由于下軋輥冷卻水管是固定安裝在軋機(jī)的牌坊上，位置是固定不變的。隨著軋輥噴水位置的不斷的降低，軋輥的冷卻效果也越來越差。隨著軋輥輥身直徑的減小，軋輥本身內(nèi)部組織就在發(fā)生變化，軋輥的硬度落差在發(fā)生明顯地變化，軋輥耐磨性降低，軋輥孔型的磨損也在加快。再加上下軋輥冷卻水管與下軋輥孔型噴水位置距離的不斷增大，軋輥冷卻狀況越來越差，更加快了軋輥孔型軋槽的磨損。

3 設(shè)計(jì)方案與實(shí)施

為了改善軋輥孔型的冷卻狀況，降低軋輥孔型軋槽的表面溫度，減小軋件對(duì)孔型的熱沖擊，從而減緩軋輥孔型的磨損，在軋件（孔型）的出口處保證有充足的冷卻水，是軋輥冷卻的最佳方式。設(shè)想如果在下軋輥3孔的出口安裝冷卻水管，將水管安裝在機(jī)后導(dǎo)衛(wèi)板梁的內(nèi)側(cè)，即靠近軋輥一側(cè)。在下軋輥3孔孔型的出口處，增加一個(gè)冷卻水管。傳統(tǒng)的安裝是將水管固定在軋機(jī)的牌坊上。此根冷卻水管安裝在機(jī)后導(dǎo)板梁上，冷卻水管專門用來對(duì)3孔孔型的冷卻見圖5。

圖5 3孔專用冷卻水管

從圖5中可看出，在下軋輥軋機(jī)前和軋機(jī)后分別安裝有導(dǎo)衛(wèi)板梁，導(dǎo)衛(wèi)板梁安裝在軸承座上。隨著軋輥使用軋輥直徑逐漸的減小，下軋輥軸承座加墊高度逐漸地增加，軸承座不斷地上移，軋輥安裝在軸承中，軸承座上移軋輥隨著上移。由于導(dǎo)衛(wèi)板梁安裝在軸承座上，所以導(dǎo)衛(wèi)板梁隨著軸承座的上移跟著上移。軋輥導(dǎo)衛(wèi)板梁有兩種，一種是機(jī)前導(dǎo)衛(wèi)板梁，另一種是機(jī)后導(dǎo)衛(wèi)板梁。可以裝在同一品種的任意一套軋輥中，導(dǎo)衛(wèi)板梁是可以拆卸的。當(dāng)一套軋輥使用后，軋輥車削時(shí)，導(dǎo)衛(wèi)板梁從軋過鋼的軋輥中卸出，裝在一套待軋鋼的另一套軋輥中。在下軋輥導(dǎo)衛(wèi)板梁的內(nèi)側(cè)安裝冷卻水管，制作專用的冷卻水噴咀，下軋輥3孔軋槽專用冷卻水管示意圖見圖6。

圖6 3孔專用冷卻水管示意圖

從圖6中看出，在冷卻水管的前端，裝有兩個(gè)噴咀，分別對(duì)孔型軋槽的頭部與腿部進(jìn)行冷卻。噴咀前端是用金屬波紋管連接，噴咀的位置是可以上下左右移動(dòng)的，可以調(diào)整噴水位置，對(duì)孔型磨損嚴(yán)重的部位增加冷卻水。下軋輥3孔專用冷卻水管安裝在出口導(dǎo)衛(wèi)板梁的內(nèi)側(cè)，裝配圖見圖7。

圖7 3孔專用冷卻水管裝配圖

冷卻水管安裝在導(dǎo)衛(wèi)板梁的內(nèi)側(cè)，噴咀連接著水管，水管噴咀安裝在導(dǎo)衛(wèi)板梁的上端，即衛(wèi)板的下端（圖7中超出部分）。由于水管噴咀安裝在衛(wèi)板的下端，軋件在軋制過程中，冷卻水能噴到軋輥孔型的出口處，而且水管與孔型軋槽的位置始終不變。因?yàn)閷?dǎo)衛(wèi)板梁安裝在軸承座上，軋輥同時(shí)也裝在軸承座上。當(dāng)軋輥隨著使用直徑在不斷減小的同時(shí)，下軋輥在每次的使用中，通過在軸承座下加墊的方式不斷地上移。由于軸承座與軋輥及導(dǎo)衛(wèi)板梁為一體，在下軋輥上移的過程中，導(dǎo)衛(wèi)板梁也在同步的上移。這樣水管噴咀與孔型軋槽的相對(duì)位置始終不變，它不會(huì)因軋輥直徑的減小而產(chǎn)生任何變化。冷卻水管的噴頭部分與導(dǎo)衛(wèi)板梁用螺絲固定，可以進(jìn)行更換。在噴咀的下面鏈接金屬水管，用螺絲固定，水管的另一端放在導(dǎo)衛(wèi)板梁的外側(cè)。組裝后重軌BD2下軋輥的冷卻水管一端留在外邊（左側(cè)），軋機(jī)牌坊形式為閉口式，軋機(jī)更換軋輥是通過換輥小車，將軋輥從軋機(jī)牌坊的一側(cè)推入或拉出軋機(jī)牌坊。整套軋輥放在換輥小車上，待換輥小車將軋輥推入軋機(jī)后，將水管放到軋輥的右側(cè)（軸承座的外側(cè)），與軋機(jī)旁的固定水管連接。將冷卻水管的一端與軋機(jī)旁的固定水管用活接頭連接，用手即可連接，操作極其方便，不使用任何工具，軋機(jī)一側(cè)連接水管示意圖見圖8。

圖8 軋機(jī)一側(cè)連接水管示意圖

4 效果分析

由于新型冷卻水管的使用，軋件在軋制過程中，下軋輥的3孔軋槽的出口處始終有冷卻水，這樣軋輥孔型可以得到充足的冷卻水，大大的減緩孔型的磨損，每次軋輥使用后孔型磨損減小。增加了軋輥軋鋼時(shí)每次的過鋼量，在線軋制時(shí)軋輥的磨輥次數(shù)及磨輥時(shí)間大大減少，提高了軋制效率。軋輥使用次數(shù)增加，延長(zhǎng)了軋輥的使用壽命，由于孔型磨損導(dǎo)致的鐵皮壓入現(xiàn)象明顯降低。新型冷卻水管得到現(xiàn)場(chǎng)職工的好評(píng)，既效果明顯，又使用方便。

5 結(jié)束語

新型冷卻水管的創(chuàng)新，在于它打破了常規(guī)的軋輥冷卻水管的安裝模式。新型冷卻水管安裝在導(dǎo)衛(wèi)板梁的內(nèi)側(cè)與孔型軋槽寬度相對(duì)應(yīng)的位置，充分利用了重軌下軋輥3孔閉口軋槽的有限寬度，將水管裝在孔型內(nèi)，保證冷卻水管的位置，對(duì)孔型軋槽部位直接冷卻，水管隨著軋輥直徑的減小不斷地上移，確保了冷卻水管與孔型軋槽澆水位置始終不變，重而保證了孔型出口有充足的冷卻水，達(dá)到孔型減緩磨損的目的。

［1］白光潤(rùn)，欒瑰馥，朱殿強(qiáng).孔型設(shè)計(jì)［M］.沈陽：東北工學(xué)院出版社，1992.