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CSP卷曲夹送辊长寿命研究 　　摘 要：本文对包钢CSP夹送辊使用寿命短的问题进行了深入研究，从理论上分析影响夹送辊使用寿命的根本原因，从实践上分析了影响夹送辊使用寿命所涉生产工艺等因素对夹送辊使用寿命的影响，并制定相应的工艺措施，解决了夹送辊磨损较快的问题，达到延长使用寿命目的，为国内外同类生产线提供一个借鉴方法。 　　关键词：夹送辊；使用寿命；磨损；裂纹；硬度 　　1.前言 　　薄板坯连铸连轧工艺， CSP生产线的工艺工序衔接紧密、性能要求高，如果一个环节发生故障将影响全线生产，因此对设备保障和生产可靠性要求很高。卷曲夹送辊是CSP设备上的关键部件之一，它的质量好坏、使用寿命的长短直接影响轧机的作业效率、钢材的质量、维修的费用、最终影响钢材的制造成本。以前某钢厂CSP生产线的卷曲夹送辊使用周期一般都在10天左右，而该条生产线的检修周期一般在18-20天，因此经常出现夹送辊辊面磨损被迫临时在线换辊，严重影响了轧机作业率，限制了整条生产线正常的组织作业，所以，卷取夹送辊长寿命研究已经成为这条生产线急需解决的问题。 　　2.卷曲夹送辊简介 　　夹送辊是CSP设备上的关键部件之一，它的主要作用是牵引已经轧制好的薄板进入卷取机入卷和收卷，产生卷取带钢所需的带钢张力，同时兼有板带矫直、矫平的任务[1]。夹送辊机构由上、下夹送辊组成，上夹送辊通过每侧的弹簧装置调节平衡，两个液压缸传动升降，并由减速机进行传动；下夹送辊轴承座机械夹卡，采用减速机直接传动。两个夹送辊间的压力根据带钢厚度可无限调节，辊缝通过液压伺服系统进行调节。 　　3.影响夹送辊使用寿命缺陷分析 　　卷曲夹送辊在工作过程中辊身承受弯矩以及辊面承受一定的接触应力，它的工作温度有时能达到 600℃，同时由于夹送辊表面的塑性流动与板带的相互移动能够引起粘附，因此对夹送辊的辊面抗高温磨损、抗高温胶合能力及抗冷热疲劳的能力要求很高；夹送辊工作的最高温度约为600℃，因此要求不断地采用水冷降温，由于夹送辊急冷急热，所以容易使辊面产生冷热疲劳导致磨损加剧。另外由于板坯板型影响，夹送辊张力进行随机进行调节，造成夹送辊不稳定产生震动辊面磨损。所以据以上分析可以得出造成夹送辊磨损的主要原因有：辊身承受弯矩、板坯与辊面相对滑动摩擦造成磨损；夹送辊冷却辊面急冷急热，使产生冷热疲劳造成的磨损；夹送辊张力调节不稳定使辊面震动造成磨损。 　　4.改进措施. 　　4.1冷却工艺优化 　　原夹送辊冷却仅在卷钢过程中实施，夹送辊冷却水为单排水管5个喷嘴，如图1所示，卷钢结束后测量夹送辊辊面温度200―300℃，冷却强度较低。按卷钢时间平均每卷3分钟，卷钢间歇时间2分钟，两台卷取机工作周期共计8分钟， 1、2#夹送辊冷却时间均为3分钟。为了优化冷却工艺现改为在准备阶段就直接进行冷却，仅在2#卷取机卷钢期间，1#夹送辊才停止冷却，其余时间2套夹送辊一直处于冷却状态。1#夹送辊冷却时间增加至5分钟，2#夹送辊冷却时间增加至8分钟。因此，改进冷却方式后，夹送辊冷却强度明显增强。另外，在原夹送辊采用单喷梁冷却的基础上，增加1组喷梁，增强近1倍的冷却能力，如图2所示。优化后夹送辊面卷钢时温度在90℃―150℃，有效的消除了冷热疲劳对辊面的影响，提高了夹送辊寿命。 　　4.2夹送辊稳定性优化方案 　　通过整定优化的PID系统响应特性，使夹送辊压力控制响应速度较快，上升时间较少，而且没有超调量，能够在较短时间内达到稳态以满足快速要钢的要求；同时夹送辊压力控制抗干扰特性较好，恢复稳态值需要的时间较短，减轻了夹送辊与带钢之间的相对滑动，因此减轻了夹送辊的磨损。 　　5.产品检查及结果 　　夹送辊进行技术改进后，第三次上线使用，使用天数25天，下线对其进行着色渗透检查、超声波检查、磁粉检查和硬度检查，硬度检查结果Φ500辊子的表面硬度为HRC55-59，平均硬度为56.8-57.0。Φ900辊子的表面硬度为HRC51-56，平均硬度为54.0-54.2。符合图纸大于、等于HRc50的要求； 　　经分析可知，辊子上线二十天为一个检修周期经济效益最好，原因是板带宽度不同，其磨损主要部位在辊子中部。辊子上线四十天，测得辊子中部磨损量为80μm，单边磨损40μm，两端基本没有磨损。因此，辊子上线二十天为一个检修周期最佳，辊径磨损在合理范围内，即满足工艺要求，又不会因辊径过渡磨损而影响夹送辊控制。 　　6.结论 　　经近一年的试生产实践证明，夹送辊长寿命研究和开发工艺路线正确，采用技术措施得当，产品质量稳定，提高了设备作业率和钢材质量、减少了设备维修的费用、最终降低了钢材的制造成本，各项技术指标达到标准，满足现行生产工艺要求。为国内外其它CSP生产线提高夹送辊使用周期，提供一个可以借鉴的方法。