四辊轧机下装式HAGC系统液压缸常见故障及对策

四辊轧机下装式HAGC系统液压缸常见故障及对策

鲁亮

秦皇岛首秦金属材料有限公司河北06600

摘要：现代中厚板轧机采用的HAGC系统是中厚板轧制技术中一项关键技术，是控制钢板的横向及纵向厚度公差及板型的重要手段。四辊轧机HAGC液压缸安装在轧机牌坊的下部，传动侧和操作侧各一个，用于厚度自动控制以及轧制线的动态调节。经过多年的运行使用，下装式HAGC系统暴露出液压缸内部进水和由此导致的一些设备问题，影响了生产的正常运行，有必要对引起进水的原因进行分析，并提出改进建议。

关键词：四辊轧机；下装式HAGC系统；对策

1四辊轧机

实现金属轧制过程的设备。泛指完成轧材生产全过程的装备，包括有主要设备、辅助设备、起重运输设备和附属设备等。但一般所说的轧机往往仅指主要设备。据说在14世纪欧洲就有轧机，但有记载的是1480年意大利人达•芬奇（LeonardodaVinci）设计出轧机的草图。1553年法国人布律列尔（Brulier）轧制出金和银板材，用以制造钱币。此后在西班牙、比利时和英国相继出现轧机。

主要设备：

（1）工作机座。由轧辊﹑轧机牌坊、轴承包、轴承﹑工作台、轧钢导卫、轨座﹑轧辊调整装置﹑上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。

（2）轧辊

是使金属塑性变形的部件（见轧辊）。轧辊轴承支承轧辊并保持轧辊在机架中的固定位置。轧辊轴承工作负荷重而变化大﹐因此要求轴承摩擦系数小﹐具有足够的强度和刚度﹐而且要便于更换轧辊。不同的轧机选用不同类型的轧辊轴承。滚动轴承的刚性大﹐摩擦系数较小﹐但承压能力较小﹐且外形尺寸较大﹐多用于板带轧机工作辊。滑动轴承有半干摩擦与液体摩擦两种。半干摩擦轧辊轴承主要是胶木﹑铜瓦﹑尼龙瓦轴承﹐比较便宜﹐多用于型材轧机和开坯机。液体摩擦轴承有动压﹑静压和静-动压三种。优点是摩擦系数比较小﹐承压能力较大﹐使用工作速度高﹐刚性好﹐缺点是油膜厚度随速度而变化。液体摩擦轴承多用于板带轧机支承辊和其它高速轧机。

机架：四辊可逆轧机，四辊可逆轧机。由两片“牌坊”组成以安装轧辊轴承座和轧辊调整装置﹐需有足够的强度和钢度承受轧制力。机架形式主要有闭式和开式两种。闭式机架是一个整体框架﹐具有较高强度和刚度﹐主要用于轧制力较大的初轧机和板带轧机等。开式机架由机架本体和上盖两部分组成﹐便于换辊﹐主要用于横列式型材轧机。此外﹐还有无牌坊轧机。

轨座：用于安装机架﹐并固定在地基上﹐又称地脚板。承受工作机座的重力和倾翻力矩﹐同时确保工作机座安装尺寸的精度。

轧辊调整装置：用于调整辊缝﹐使轧件达到所要求的断面尺寸。上辊调整装置也称“压下装置”﹐有手动﹑电动和液压三种。手动压下装置多用在型材轧机和小的轧机上。电动压下装置包括电动机﹑减速机﹑制动器﹑压下螺丝﹑压下螺母﹑压下位置指示器﹑球面垫块和测压仪等部件﹔它的传动效率低﹐运动部分的转动惯性大﹐反应速度慢﹐调整精度低。70年代以来﹐板带轧机采用AGC（厚度自动控制）系统后﹐在新的带材冷﹑热轧机和厚板轧机上已采用液压压下装置﹐具有板材厚度偏差小和产品合格率高等优点。

2HAGC的常见故障原因及对策

2.1HAGC系统液压缸的结构

下装式HAGC缸安装在轧机牌坊的下部。主要包括HAGC缸、小连杆、长连杆、sony磁尺传感器、控制阀台、套管、定位销等组成。由控制阀台控制油液从套管进出HAGC缸，驱动液压缸的动作。控制方式有位置控制与力控制两种方式，正常轧制时采用位置控制，当轧制力超出极限时或作压靠时采用力控制，位置反馈控制信号由sony磁尺传感器获得，力反馈控制信号由压力传感器获得。sony磁尺传感器安装在牌坊的底部，通长连杆、小连杆穿过牌坊与HAGC缸的活塞连接。由牌坊、防护罩、基础构成一个相对封闭的空间，从而可使sony磁尺传感器、控制阀台在无水汽、烟尘的环境下工作。

2.2HAGC缸的主要故障及原因

轧机工作时的冷却水进入到长连杆空腔处，沿着长连杆流出并流到sony磁尺传感器上。由此导致了以下两个问题。一是流水所带氧化铁粉沉积在长连杆周边空腔处，越积越多，造成长连杆动作不畅、卡阻。小连杆为挠性杆件，最小直径处只有8mm，长连杆卡阻致使小连杆受力变形或疲劳断损，在不到2年的时间里，由于进水的问题导致小连杆断损多达4次，每次处理需24h，严重制约了生产的稳定运行。二是流水所带的氧化铁粉吸附在sony磁尺上，使其卡阻变形，这都导致了HAGC缸位置检测不准确，轧机辊缝实际产生过大偏差，产生堆钢事故，由于磁座支架的限制，在空间比较小的环境下换索尼磁尺，每次约需2h，更换时间比较长。针对长连杆空腔处进水导致的一系列问题，探究其进水原因显得尤为重要，通过现场试漏，发现流水是从HAGC缸底部和牌坊的结合面，通过套管旁的通孔进入到长连杆空腔处。通过拆解HAGC缸，发现造成进水的原因主要有以下几个方面。一是小连杆、长连杆空腔为一个相对封闭的空间，HAGC缸动作时空腔变大或变小，形成正压或负压，这为冷却水进入到长连杆空腔处提供了条件；二是HAGC缸与牌坊结合面精度降低，由于高轧制力对机架牌坊造成较大冲击，冷却水的冲刷，长期积累使得轧机牌坊底面产生不同程度的腐蚀损坏；三是牌坊与HAGC缸结合面在套管处未设计密封，流水可轻易被吸进小连杆、长连杆空腔处；四是原设计的气路沿套管外壁而下，经控制阀台到牌坊底部相对封闭空间处，由于牌坊与HAGC缸结合面精度降低，流水携带氧化铁粉进入到气路处，造成气路堵塞。以上四个原因相互作用，相互影响，在长期的水流冲刷下，牌坊与HAGC缸结合表面冲蚀形成沟壑，使长连杆、小连杆、sony磁尺传感器工作在恶劣的环境中，这些都影响轧机轧制过程的稳定性，造成轧制板型不良、轧线堆钢事故。

2.3解决HAGC缸故障的对策

主要从结合面精度、防水、疏通透气孔、改进HAGC缸的传感器的检测等方面进行系统性的改善。（1）在维修HAGC缸时，把缸座底面在铣床上进行加工，去除约1mm，从而把AGC缸底面的腐蚀层、疲劳层去除，保证底面的平面度和光洁度。同时在进油管处缸体上加工外直径为162mm，宽度为7mm的密封槽，使用O形圈密封。（2）对轧机牌坊底面进行在线修复，保证结合面的接触面积。（3）考虑到拆卸套管疏通气路存在的工作量大，阀块易受污染，安装密封可能泄漏等不确定因素比较大，为此，把气路重新设计到长连杆旁边，沿着连杆到通到液压站，液压缸动作时避免负压的产生。同时，为防止连杆处进水后从通气孔流出后流到sony磁尺上，在sony磁尺传感器支架所加透气孔处焊接斜板，引导水流到支架外侧。（4）是把连杆位置检测感应块改为接水盘，并用软管引到下方，防止进水后对索尼磁尺的影响。（5）在sony磁尺传感器的基础上，增加1套磁致位置传感器，起到一用一备的作用。同时对原有传感器支架进行改造，在保证原有索尼磁尺可以使用的情况下，在支架上焊接可固定磁致传感器的横板，并在固定索尼磁尺的上支架上安装接板，把磁环通过螺栓固定在接板上，传感器支架由原来的一个工作窗口改为3个工作窗口，改善更换sony磁尺的工作环境，缩短更换sony磁尺传感器时间。

结束语

经过采取一系列的应对措施，有效的解决了从HAGC缸与轧机牌坊的结合面进水的问题，减少了由于进水导致的设备事故，降低了维护成本，本文为四辊轧机下装式HAGC系统的维护提供了参考依据。

参考文献：

[1]罗祯伟，姜海军.液压缸下装式HAGC系统简介[J].宽厚板，2006，12（3）：1215.