API Radian激光跟踪仪在钢厂冷轧生产线连续退火炉炉辊检修领域的应用

冷轧线轧机退火炉炉辊公差检测的必要性“

钢厂冷轧生产线，随着生产的持续进行，整个生产线的轧机上的轧辊在高压、腐蚀、磨损等的作用下，会不断累积变形和损耗。当变形和损耗累积到一定程度时，就会对生产线产品的质量产生较大的影响，增加次品率。所以基于此类原因，轧机退火炉炉辊需要定时的检修、调整。

激光跟踪仪在轧辊检测领域的应用

可利用API Radian激光跟踪仪大范围（达160米）、高精度（μm，微米级）测量的特点，建立整体坐标系，并比对每个轧辊的实际测量数据进行调整、验证。

测量时，操作者手持内置棱镜的靶标球（SMR）触碰待测位置，Radian会射出激光锁定跟踪靶球的中心位置，并在目标位置以1000Hz的超高采数速率进行数据的捕捉采集；采集到的数据会实时发送至测量软件进行比对分析、指导调整，从而实现检测的目的。

图1：API Radian系列激光跟踪仪

图2：API Radian激光跟踪仪在钢厂检测应用作业现场

冷轧退火炉炉辊检测实例情况说明：某钢厂冷轧生产线退火炉炉辊分布在+5米平台及23米平台；生产轧制线中心点布控在设备地面0米标高且不通视；每层平台上均匀分布有18~30左右炉辊，且炉辊仅露出端部，本体均被保温层覆盖，无法测量炉辊整个表面。

检测需求及目的：要求测量并提供各层炉辊与地面轧制中心线的垂直度、大地水平面的水平度、并给出调整方向数据及调整方案，调整后要解决带钢跑偏的主要问题。

测量方案
1、测量总体坐标系的建立

因炉辊分布在+5米平台及23米平台，生产轧制线中心点布控在设备地面0米标高且不通视，所以，首先建立以0米标高点位为基准点的测量总体坐标系：

1.1、首先清洁出0米标高点位（如图3左）；

1.2、利用被测轧辊周围稳定的框架等条件，布放坐标系定位测量点（布点可尽

量多一些，以便在不同区域实现测量时进行设备转站，如图3右）；

1.3、选择跟踪仪测量位置，利用仪器内高精度电子水平仪，调仪器水平，调平后，用定位点测量座（如图4）测量各个0米标高点坐标（注：测量完第一个0米标高点后，下一个标高点由于不通视，则需要借助之前设立的站位基准点进行转站后测量），测量完毕后，即可建立以0米标高点位为基准的水平基准坐标系，从而得出0米标高垂直面XZ和水平基准面XY（如图5）。

图3：0米标高点位（左）&站位基准点（右）示意

图4：定位点测量座应用示意图

图5：水平基准坐标系的建立示意图

2、5米平台及23米平台上炉辊系轴线的测量

因炉辊仅露出端部，其本体均被保温层覆盖，无法测量炉辊整个表面，所以可使用专用工装配合实施炉辊的测量。

2.1、首先将炉辊端盖打开，清理干净（如图6）；2.2、选择平台上可视炉辊端面侧，稳定处架设跟踪仪（如图7主图），可利用转站设立多个测量位置，以保证测量到每个炉辊，架设跟踪仪时，如空间过于狭窄，还可选择利用磁力吸座吸附在炉辊架体等钢制表面上架设跟踪仪（如图7左上、图7左下）；2.3、测量辊轴线时，由于每个轧辊需要测量出至少两个以上绕轴线的回转圆，才可得到轴线数据，故而选用专用工装（如图8）配合作业：将工装吸附在辊端面上，轧辊带动工装绕轴线转动，即可测得新的回转圆；通过调整工装摆杆位置，即可测得多个不同的回转圆；2.4、靶球采点后的结果点集（如图9），利用软件的拟合圆心功能得出各段圆的圆心，从而得到回转轴线，即：得到炉辊轴线。

图6：清理干净的炉辊端面

图7：跟踪仪的架设（主图：正置三脚架架设；左上&左下：磁力吸座吸附架设）

图8：测轧辊轴线专用工装及工作方式示意

图9：软件中通过实际测量数据拟合的各辊示意

3、各层炉辊轴线与地面轧制中心线的垂直度及大地水平面的水平度分析

当两层的各个炉辊轴线都测得后，即可从软件中拟合，分别得出每个炉辊轴线与之前确定出的0米基点轧制中心面的垂直度，以及与大地水平面的水平度（如图10），并且能显示出误差大小和方向，从而为下一步的炉辊调整提供可靠直观的指导依据。

图10：炉辊轴线分析示意图

4、指导调整炉辊方案

在如上3中得出测量数据后，可得知需要调整的炉辊的调整量及方向，从而在跟踪仪的指导下进行炉辊调整，调整完成后，复测被调辊，并分析其与整个辊系的垂直、平行状况，从而使得整个辊系不偏扭，进而解决带钢跑偏的问题。

图11：轧辊测量调整检测报告（左：调整前；右：调整后）

综述

钢厂轧辊的测量检测，往往具有测量跨距大、高差大、需求精度高等特点，且由于环境因素的限制，还会出现测量点不通视、测量空间狭小等问题。API品牌的Radian系列激光跟踪仪，具备大尺度精密测量的卓越能力，且使用便捷，可采用灵活的安装方式解决狭小测量空间问题，再辅以种类齐全、功能丰富的各类附件及工装，是解决钢厂测量检测需求的非常好选择。

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（API公司 ）

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