1 前言
20世纪80年代，马鞍山钢铁股份有限公司第三钢轧总厂线材分厂由德国引进一条高速线材生产线;2003年由德国SMS公司对其进行了升级改造，采用了热机轧制技术、减定径技术和二级自动化控制技术，采用了CCT工艺控制及全线的数字化控制和在线测径技术，可根据不同钢种和热机轧制需要，选择不同的轧制路径。其产品主要为冷镦钢、弹簧钢、轴承钢、优质碳素钢、焊条钢、合金钢等盘条。可生产免退火的8.8级高强一度冷镦钢盘条;免退火或缩短一半退火时间的10.9级高强度冷镦钢、弹簧钢和合金钢盘条等。生产线最高轧制速度为120m/s，产品规格为Φ5～Φ22mm。粗中轧和预精轧机组未进行设备改造，粗中轧机组仍为二辊水平式连轧机，预精轧为平一立交替轧机。粗中轧机椭圆条形轧件进下一架次时必须由扭转导卫对轧件进行90°翻转，扭转力给上下轧辊一个相反方向的轴向力，使圆孔槽存在顺扭转力方向的错辊现象，导致圆条形轧件的不圆度难以控制，进口滚动导卫寿命缩短。扭转力的作用还使条形产品轧件有转动趋向，在活套处易翘起，表面易被擦伤和划伤，以冷镦钢为主的高附加值产品质量受到影响。
2 粗中轧条形轧件的扭转对生产高附加值产品质量的影响
2.1 使圆孔槽产生错辊现象
水平式轧机椭圆轧件进下一架次圆孔型时需进行90。翻转，按正常工艺要求，椭圆轧件在圆孔型中处于垂直状态才能保证轧出的圆条形形状正确，但生产中椭圆轧件在圆孔型中不能处于垂直状态而有一倾斜角。因为轧件在进口滚动导卫的导辊处受导辊夹持作用而呈近似垂直状态，经过导辊后轧件因过扭转而倾斜，倾斜轧件给上下轧辊一个相反方向的轴向力。该轴向力持续作用导致轧辊错位，而且错位量从第1槽开始越往后越严重。中轧末架轧机后为一个水平大活套，轧件在该轧机轧制时没有张力作用，因而使得该机架错辊现象较其他架次严重。错辊会造成后面架次轧件折叠，是高附加值产品的致命缺陷。
2.2 圆条形轧件不圆度变差
椭圆形轧件在人口滚动导卫夹持下，在圆孔型内轧制时维持合理的角度，如果入口滚动导卫开口度调整不合理，就会使轧件在圆孔型中的角度发生偏差，出现图1所示现象;若扭转导卫扭转角的调整不当，角度过大或过小，均会使轧件与孔型的相对位置出现偏差，也会出现如图1所示现象，使轧出的圆条形轧件不圆度变差。
2.3 轧件易被擦伤和划伤
扭转导卫施加给轧件扭转力以使其完成90°翻转，椭圆轧件通过下架次圆孔型后，扭转的惯性使其继续扭转，导致旋转轧件在后面架次轧制中的稳定性变差，尤其在有水平活套和立活套处，轧件易扭曲翘起，易被擦伤、划伤。轧件在导卫中扭曲，易使导卫付粘钢，使导辊受力增大，这不仅使导卫易损坏，也易擦伤和划伤轧件。高附加值产品在轧制过程中对条形形状要求很高，如在冷镦钢成品上，约0.05mm的细小裂缝都可能造成成品不合格，也即中轧区域条形有大于0.2mm的深划痕，或粗轧区域有1ram左右深的划痕，反映在成品上即为压合型裂缝，肉眼很难发现，而轧出的成品可能是废品，极易造成批量质量事故。
2.4 导卫易损坏
倾斜的轧件进入滚动导卫时，对导辊的冲击力较大，使导辊轴承易损坏;轧件在导卫中的位置不正会加大导辊的磨损，对耐磨件的磨损也较严重。导卫损坏是造成堆钢的主要原因，是影响生产作业时间的一个主要因素;导卫上氧化铁皮的粘结，也是造成轧件表面划伤的主要原因。
3 水平连轧机热轧椭圆条形轧件在线矫直
为了解决水平式连轧机条形轧件扭转带来的诸多缺陷，马钢第三钢轧总厂线材分厂发明了热轧椭圆条形轧件在线矫直导卫装置，见图2。该装置可在轧制时对椭圆轧件进行在线矫直，椭圆轧件长轴以垂直状态进入圆孔型，其特征在于箱体上设置一对轴线互相交叉的导辊，两只带弧面孔型的导辊倾斜地伸入轧件通道中，构成近似椭圆轧件形状的孔型。当扭转的轧件通过近似椭圆轧件形状的孔型时，左侧导辊给予其向右的作用力，右侧导辊给予其向左的作用力，对轧件进行矫直、夹持和校正。热轧椭圆条形轧件在线矫直导卫装置设计了偏心轴，可在线进行导辊开口度调整，使用很方便。该装置仅用于中轧机架。
4 使用效果
矫直导卫装置的使用效果明显：
(1)消除了轧件的扭转力，使轧件以垂直状态进入圆孔型，基本消除了错辊现象。
(2)圆条形产品不圆度得到很大改善，原中轧、预精轧出口条形不圆度可控范围分别在1.8、1.2mm以内，现中轧、预精轧出口条形不圆度可控范围分别提高至1.0、0.6mm以内，不同规格成品的不圆度也得到很大提高。
(3)消除了中轧后轧件的扭转现象，从而大大减少了轧件在水平活套和预精轧立活套处的扭曲、翘起，轧件在活套台套形很稳定，轧件在活套处和进出口导卫处擦伤和划伤情况也大为减少。
(4)原水平式连轧机中轧进口滚动导卫的寿命为1000t左右，使用在线矫直导卫后，一副导卫可过钢1万t，功效提高约10倍，并避免了轧件转动，轧件进入中轧后续架次导卫，基本不再呈倾斜方式，使后面架次滚动导卫轴承损坏和导辊碎裂情况大为减少。使用新矫直导卫装置，每年可节约导卫备件使用成本约30万元，也节约了大量更换导卫作业时间，每年可多轧钢约2000t。
