小型轧钢张秀山弯腿斜轧导卫改造.doc

弯腿斜轧导卫的改造
张秀山 魏光兵 刘海洋 张园华
(莱芜钢铁股份有限公司型钢厂 山东莱芜 271104)
摘 要：本文介绍了斜轧孔型系统生产中导卫存在的问题，并对导卫进行了优化改造，保证了生产的顺行，对降低中间废品和提升产能有着巨大的意义。
关键词：轧制 孔型 斜轧 导卫

前言
型钢生产能否正常生产，导卫装置是是不可缺少的部件，仅仅有正确的孔型设计，而无正确的导卫装置的设计与安装时不能正确轧出合格产品，导卫装置设计和调整的合理，还能弥补孔型设计的不足。所以导卫装置设计与安装的好坏，对产品的产量、质量有很大的影响，是型钢生产中非常重的一环。尤其是斜轧孔型导卫装置在生产中起到致关重要的作用。莱钢小型H型钢开坯采用斜轧法进行轧制，由导卫带来的生产事故经常发生，使得导卫的改造和优化尤其重要。
一、H型钢开坯导卫装置存在的问题
莱钢小型H型钢开坯导卫装置主要由横梁、导板、卫板（分腿卫板和腰卫板）组成。H型钢在弯腿斜轧孔中轧制时，轧件轧件出孔后自然有倾倒现象，并且轧件在孔型中受到一对力偶作用，其受力如图1：

图1轧件在孔型中受力图 图2孔型中导卫示意图
由图中的轧件在孔型中的受力F方向，可以看出轧件在孔型中开口腿受力F分解成F1和F2（图1），而闭口腿水平方向几乎不受力，导致轧件出孔型后必然出现扭转问题，在正常生产过程中通过导板、腿卫板和腰卫板来分别固定轧件的开口腿、腹板和闭口腿使轧件保持稳定[1]如图2。但是在生产过程中轧件在出口导卫装置中存在不稳定性，存在的不稳定性主要为：导板、腿卫板和腰卫板的不稳定性。
1、导板的不稳定性
斜轧孔型系统的特点就是各孔斜度较大，轧件出孔后自然有倾倒现象，尤其是粗扎孔型更为明显，如果出口导板做成平面，轧件出孔后只是两个开口端与导板面接触形成一对力偶造成轧件严重扭转，从图中可以看出开口腿和侧导卫之间是线接触（图2），每次换规格或者调整时压下量发生改变，使得开口腿的长度发生改变，导致每次与导板接触的位置不同。在每次换规格时由于开口腿与导板接触的位置不同导致出口导卫中的平衡打破出现扭转，这就导致换规格调整时间长和大量中间轧废的产生。长时间的生产开口腿将导板面磨损出沟槽，也容易导致轧件在生产过程中突然出现扭转下轧废的情况[2]。
2、腿卫板的不稳定性
腿卫板在导卫装置中主要是用来帮助轧件闭口腿脱槽和导向作用，腿卫板和腰卫板左右是固定在左右导板里，中间通过档来固定两者的位置，档的长度短，宽度不断发生改变，导致在轧制过程中由于轧件对导卫的冲击经常出现两者移位，导致轧件突然扭转事故出现轧废，如下图3：

图3 改造前腿卫板示意图
3、腰卫板的不稳定性
由于轧件采用斜轧法轧制，腰卫板要和轧件腹板平行起到脱槽和导向作用，腰卫板左右的固定是通过在与腿卫板触部位一边焊接圆钢或者钢板来调整腰卫板的位置，这种方式使得腰卫板在装配时不能很好的定位，使得换规格试车存在扭转调整困难，在正常生产过程中经常出现突然扭转的现象如图4。由于轧件是斜轧，轧件脱槽后变成水平，尾部经常出现挂腰卫板现象，容易导致腰卫板松动移位，出现轧件顶导卫事故。

图4 改造前腰卫板示意图
二、H型钢开坯导卫装置技术方案的研究与确定
针对斜轧孔型系统存在的问题，主要从导板、腰卫板和腿卫板三方面进行重新测量和改进，改进导卫合理的角度和宽度，重新制定导板的开口B的宽度和卫板档的宽度。增加导卫装置的稳定性。
1、导板改造方式和参数的确定
为了消除各种扭转，只要将出口导板内镶嵌上与轧件斜度相同的斜铁[2]，使轧件出孔与轧件形成面接触状态，同时在安装导板时要注意调整横梁的高低，以保证导板的斜度与轧件斜面形成面接触状态，通过调整腿卫板使轧件受力合适，也可以调整扭转。
由于开口腿的弯腿角度不会发生改变并且腿外侧是直线，因此我们就通过改变开口腿和导板的接触方式，改线接触为面接触如图。

图5改造后导卫示意图 图6 导板内镶嵌斜铁示意图
在出口导板内镶嵌斜铁后轧件在脱槽后，轧件因自重变成水平，宽度方向变大，经常导致出现夹尾事故：主要是出口导板内镶嵌斜铁后导板整体宽度B减少，宽度B和增加斜铁厚度ｄ需要重新确定.
厚度ｄ=D-sinωb-（3～8）mm
D—闭可腿到开口腿的距离； ω—孔型的角度
b—孔型中轧件的宽度； B1=B+2（D-ｄ+3～8）
以规格H200×100×5.5×8为例导板内镶嵌上斜铁前后的宽度对比，如表1：
表1 导板内镶嵌上斜铁前后的宽度对比
规格
改造前
改造后
H200*100
B
B1
d
K3
255
２80
25
K4
240
255
15
K5
240
255
13

通过重新制定导板的宽度，优化导板宽度和斜铁厚度ｄ，保证了卫板宽度的确定，以规格H200×100×5.5×8为例：如表2。
表2 H200×100×5.5×8导板侧向斜铁参数
规格
K3
K4
K5
H
ｄ
a
H
ｄ
a
H
ｄ
a
200*100
200
25
20
187
15
15
180
13
13
通过改造我们不难看出，开口腿部长度的改变不会改变出口导卫的力矩，使轧件在导卫中稳定，由于轧件不与导板直接接触，不可能出现导板磨损出沟槽的现象，提高了轧件的稳定性，减少导卫的成本。
2、腿卫板改造方式和参数的确定
分析这种轧制事故主要是腿卫板的档过短使得腰卫板和腿卫板位置的不稳定，我们根据导卫梁到轧辊大环辊面的距离将档加长到离轧辊止推环20mm，可以有效解决两者位置的不稳定，在轧制宽翼缘规格时出现腿挂腿卫板前部的档导致整个导卫装置被轧件顶出事故发生。这主要时档过长导致的，我们通过将腿卫板档头部翘起如图7就可以解决。

图7改造后腿卫板示意图
其中档宽a的确定：
a=D1-d
D1：闭可腿到侧导卫的距离；d：侧导卫侧向板的厚度；
3、腰卫板改造方式和参数的确定
3.1将腰卫板后部用两块10mm钢板来代替原来垫后，这样在加工时通过计算两块钢板的高度，就可以准确的得到相应的角度，使得导卫在生产过程中容易进行组装和调整，也减轻导卫的重量，降低成本减轻了劳动强度。
3.2通过改造让腰卫板在制作时自己改变自身的角度。如图8：

图8改造后腰卫板示意图
增加腰卫板和轧件开口腿的距离，消除轧件挂腰卫板隐患。腰卫板的角度和所在的孔型角度相同。
三、改造后的效果
通过对H型钢弯腿斜轧导卫的改造，解决斜轧孔型系统存在的问题，消除导卫装置中存在的隐患，减少中间废品的产生，提高生产率。
参考文献：
[1]<<小型连轧机的工艺与设备>>编写组，小型连轧机的工艺与设备，冶金工业出版社，2006年
[2]钱大川主编<<型钢生产新技术>>冶金工业出版社，2007年