利用树脂技术修复轧机机架几何形状 张之明译

1、利用树脂技术修复轧机机架几何形状摘要精确的轧机机架几何形状对于准确而有效的测量控制，带材/板材的质量和轧机及其相关联部分的预防性维护来说都是至关重要的。新轧机牌坊的窗口的公差通常在+0.2/+0.45毫米范围，来为轧辊轴承座建立稳定而准确的位置。经过多年的使用轧机机架的状况和定位由于各种因素的影响而恶化。这就导致了工作辊和支承辊定位不准确以及轧辊轴承座在轧机机架内的过量移动等一系列问题。历史上，这些问题已通过现场处理得到修正，通过去除牌坊窗口损坏的表面材料来增加窗口本身的入口和出口两面之间的尺寸。然后再牌坊面上放上衬垫，将轧机窗口尺寸恢复到预定的大小，有效地再现轧机和轧辊轴承座相对面之间的准确

2、公差。，这种方法虽然可行但同时也遇到有关成本高和扎机停机时间的问题。为了克服上述问题，树脂科技被达涅利应用于轧机机架的全面翻新上，而不需要昂贵而费时的现场加工处理。该过程使用了特别开发的超硬固化树脂，按照轧机机架窗口的当前几何形状将其直接粘附在轧机机架上，来创造一个最佳的衬垫安装表。本文阐述了利用树脂技术替代传统现场机械加工来修复轧机机架牌坊窗口的优点。关键词轧机，机架，修复，几何形状，树脂恶化的原因图1所示的基本力量都有助于恶化多年连续使用的轧机机架。疲劳、塑性变形和物理位移导致过度间隙和轧机定位不正确。图1 轧制过程中的方向力 轧制力：来自A.G.C的力导致的张力材料入口的力对牌坊轴承座的

3、影响材料入口的力导致的翻转力矩为了了解破旧的轧机机架可能出现的问题，让我们来看看一个新轧机的设计参数。图2 轧机机架牌坊尺寸图2显示的是轧机机架牌坊制造图纸的拍摄照片。图中突出显示的信息指的是牌坊窗口在轴承座衬垫区的尺寸和几何位置。考虑到轴承座衬垫区的底部和顶部对应于图中所示尺寸，轴承座衬垫众多最外垂直的点中离中心的最大垂直错位为0.2mm。-与该机架牌坊相应的衬垫具有34.85mm-34.9mm的厚度-相应的支承辊轴承座与衬垫的宽度为1518.875mm-1519.1mm考虑到这些，在机架牌坊窗口与支承辊轴承座之间给出了一个最大1.55mm的间隙。在这种情况下的最小间隙为1.1mm，这也是一

4、个重要的考虑，例如在轧制过程中，轧机窗口尺寸会由于图3所示的力而减小。通过确保在非工作条件下保持最小间隙轴承座被“钳制”的可能性被消除了。以上参数有助于确保：-工作辊和支承辊的最小垂直偏差-工作辊和支承辊轴承座的最低水平运动-保持正确的轧制线与轧机机架校准有关的最常见问题是轴承座和牌坊之间日益增大的间隙。轴承座对轧机机架的连续冲击加上衬垫表面的腐蚀，可以很快导致支撑部分变形。由于这种间距增大，轴承座被赋予了更多的移动自由。经过检查许多轧机机架我们注意到间隙缺口的增加在机架整个高度上是不一致的，最大的间隙出现在轧制线下面。在传动侧和操作侧之间也有也有显着的差异。这种过度的移动结合位置的变化造成了

5、不必要的垂直偏差，从而导致工作辊交叉。图3中所示的信息取自对单个回动板材轧机的检查结果。图形显示的是轴承座和轧机机架窗口之间间隙的增加。图3 （a）操作侧间隙，（b）传动侧间隙在操作侧和传动侧牌坊底部的间隙对工作辊的最大影响分别为分别11.5mm和14.3mm。同比典型的推荐间隙增长了9.95-12.75mm。由这种过度磨损的轧机轧制的产品在测量时会有不一致的结果，表面状况不理想的板材制品，在板材长度方向上会检测出拱形，降低轧制长度能力。持续的冲击载荷带来的轧机机架表面的永久变形会由于材料的腐蚀劣化而进一步恶化。当衬垫开始运动时，固定螺栓会变松，无法将衬垫牢固的固定在牌坊壁上。这就为来自轧制过

6、程的乳液、蒸汽和污染物进入衬垫后面创造了机会，从而增加了衬垫背部材料和牌坊本身的腐蚀速率。这一理论经前面所示结果得到加强，最大的间隙发生在腐蚀元件接触的位置。图4 牌坊腐蚀程度在间隙增加位置已经确定的情况下，可以看到试图将负面影响最小化的努力补救工作。这些涉及到垫片的使用，将其放置在牌坊和衬垫之间，以尽量减少间隙空间。在大多数情况下“垫补”间隙无法创建一个平行的安装表面，会导致轴承座和牌坊衬垫的接触不均匀。考虑到牌坊窗口的总高度和公差要求，试图使用垫片创建一个平行的表面是一个困难而耗时的项目。使用垫片也增加了污染物进入牌坊和衬垫之间的可能性，进一步促进腐蚀作用。一些客户通过另一种在牌坊上安装新

7、的、厚衬垫的方法，再次试图恢复正确的间隙。虽然这种方法可能相对于上述例子是个改进方案，但它也不是没有缺点。在已损坏和腐蚀的牌坊表面安装新的衬垫会再次导致接触不均匀。此外，牌坊表面的根本问题再次被忽视从而使核心问题进一步恶化。随着腐蚀的继续以及间隙再次成为一个问题，每次安装越来越厚的衬垫使之成为一个低成本且有效的解决方案。恢复措施传统方法针对以上强调的问题，在技术上最有效的解决方案是通过加入新的、更厚的衬垫来对机架牌坊窗口进行再加工。牌坊表面经过机加工能够创建一个平滑的平行面，高度在整个窗口上是一致的。这个过程也杜绝了任何表面腐蚀，确保新安装的面无损坏。图5和图6 牌坊窗口和新衬垫的现场加工虽然

8、技术上可行，商业上的考虑给该工程解决方案带来一些负面影响。现场加工机架牌坊的过程需要用到专门的加工工具以及一个操作高度熟练的团队，这在世界范围内只有少数几家公司能够提供。根据轧机的位置运输机械加工设备是影响成本一个最主要的方面。安装、机械加工和拆卸专门设备也是一个耗时的操作，修复一个机架，包括加工和安装新的衬垫，会花费7-10天时间。由于轧机停机时间+新的厚衬垫的价格带来的生产损失和成本开始累积。一旦完成后，以这种方式修复的轧机机架应返回到最佳工作参数，并提供更好的生产和质量控制。但是，由于没有采取额外的措施为新加工的牌坊提供保护，类似情况不可避免的会最终发生，该过程会再次被需要。RESINT

9、ECH-达涅利树脂技术试图平衡轧机维修以便生产高质量产品的要求，然而工作因为受到减少预算的限制而变得越来越难，这就是为什么达涅利采用了新的策略修复轧机机架。树脂技术旨在为客户提供一个更具成本效益、更节约时间的选择来修复轧机机架尺寸，同时保持较高的准确性和可靠性。每个树脂技术项目开始于对机架牌坊目前状态的详细检查。利用激光跟踪测量技术为机架牌坊目前的状态和尺寸创建一个详细的报告。多个测量点，带和不带衬垫安装，启用3D软件创建一个精确的轧机机架模型，可以很容易的与原来的和正确的尺寸进行比对。除了检查轧机机架，工作辊和支承辊轴承座尺寸还要进行过度磨损以及修复适用性检查。图7和图8 轧机机架激光检测和

10、计算机模型对比按照收到的所有技术分析结果，进行有关衬垫厚度、轴承座修复和树脂使用的详细的最佳工程方案策划。一旦确认了最合适的行动步骤，修复过程就可以开始了。移除旧的衬垫，机架牌坊表面首先进行密集清理和准备过程，表面经由喷砂处理除去表面腐蚀并建立正确的纹理化表面使树脂获得最佳的附着力。然后用化学清洗表面去除微粒、油脂和任何可能影响粘接和树脂聚合的杂质。图9 牌坊表面的准备在衬垫安装的过程中激光测量技术再一次起到了至关重要的作用。随着对初步调查数据的程序处理，在软件中创建一个虚拟的轧机牌坊以复制原始轧机准确的中心线。然后将此虚拟平面作为安装新衬垫的参考点。准备完成之后，使用主要的固定螺栓将新的衬垫

11、安装到机架牌坊上面，利用一系列较小的顶螺栓使每个衬垫准确定位。通过整合衬垫表面一系列的定位孔，使得操纵衬垫定位在所需的确切位置成为可能。精确度为0.001mm的激光跟踪器的数字读数，确保每个衬垫在3维空间中被完美的安装。图10 新衬垫的安装一旦衬垫被安装以及正确的定位得到验证，最后的准备工作开始了。衬垫边缘附有防护系统，防止使用时树脂溢出。防护系统的第二功能是为了防止轧制液侵入衬垫后面。这样衬垫的表面被覆盖用于防护。通过应用衬垫内的一系列孔，树脂从机架底部开始被系统地注入，然后覆盖衬垫与牌坊表面之间的整个表面。注射孔也巧妙地充当检查点，以验证是否均匀覆盖。一个牌坊面的注射过程大约在20分钟左右

12、完成，然后需要另外24小时观察直到树脂充分聚合。在这种状态下该聚合物表现出低碳钢所具有的力学性能，高水平的硬度和抗压强度和低水平的蠕变。图11 树脂注射过程经过充分的聚合反应后主要固定螺栓以正确的扭矩被拧紧，新的轧机窗口尺寸经过激光和手工测量技术双重验证。去除所有的定位螺栓，将快速固化树脂注入空穴以密封入口。在轧机机架被清洗前除去保护层，准备插入修复的轴承座完成轧机装配。结果从树脂技术中受益的客户给出的典型的观察报告包括：- 由于具备轧制较薄材料的能力，增加了产品范围- 由于保证了尺寸较长产品的几何精度，增加了产品范围- 由于不必对产品进入角度进行手动调整，提高了生产率- 针对尺寸控制和表面光

13、洁，提高了产品质量- 减少了换辊时间- 增加了油膜和滚子轴承零件的使用寿命除了客户的意见和产品质量的提高外，树脂还在牌坊壁表面创建了一个保护性屏障，这有助于防止由于轧制液导致的重复腐蚀。结论经过使用时间证明，从抵达现场到完成项目，在该地区4-5天，树脂技术正迅速成为世界各地的客户的一个有意义的前景。该想法降低成本，减少停机时间和最小的现场中断，同时改进产品质量，增加产品的范围和更长的使用寿命，对于传统轧机机架修复技术是一个有吸引力的替代品。额外的好处如改进的防腐蚀保护，可重复的使用过程和简单的维修和保养只能提高树脂技术在当今主要钢铁制造商的维护计划中的地位。致谢笔者要感谢M.Falcomer，M.Zawadzki，N.Zavagno（达涅利）附录WR-工作辊：轧机装配中直径较小的辊与被轧材料接触BUR-支承辊：轧机装配中直径较大的辊，为工作辊提供轧制力OFB-油膜轴承：抗磨轴承用于支承支承辊的载荷Chock-支承辊和工作辊抗磨轴