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小方坯連鑄機二冷導向段的改進

2018-03-30
廖勉東 胡明 余游
(廣東韶鋼松山股份有限公司煉鋼廠)
  摘 要:通過對小方坯連鑄機二冷導向段的改進,顯著提高導向段的使用壽命和長期對弧精度,降低二冷段的檢修工作量。長期對弧精度提高到0.5mm,導向段使用壽命由二個月提高到一年以上。
  關鍵詞:方坯連鑄;二冷導向段;對弧精度
  韶鋼煉鋼廠8號連鑄機是一臺8機8流R10m×170mm×170mm小方坯連鑄機。連鑄機采用氣水霧化冷卻、連續(xù)矯直的拉矯機和剛性引錠桿。2011年投產以來,連鑄機的二冷導向段存在三個問題:一是對弧精度下降快;二是送引錠時引錠桿走偏,引錠頭進入結晶器困難;三是正常澆鑄時,鑄坯在二冷導向段容易偏離導向輥輥面,鑄坯壓在輪緣上,產生壓痕。這三個問題給連鑄機的順行、鑄坯表面質量和二冷導向段的維護帶來一定的挑戰(zhàn)。特別是在生產特鋼時,對連鑄機的精度提出了更為嚴格的要求,然而,每當連鑄機恢復對弧精度一周后,其弧線就發(fā)生顯著劣化。
  1 原因分析
  原設計的二冷導向段每流由4個帶獨立底座的導向輥裝配組成,如圖1所示,通過安裝調整,輥子裝配布置在半徑為10m的一段弧上,用于支承帶液芯的連鑄坯。由于小方坯連鑄機工藝穩(wěn)定性較差,漏鋼等惡性工藝事故常有發(fā)生,加上二冷導向段處于高溫、蒸汽、水、氧化鐵皮等組成的惡劣環(huán)境中,對二冷導向段的輥子裝配結構形成嚴峻的考驗,因此輥子裝配的結構一般均設計成相對簡單的“軸套—軸”的裝配結構,以便快速處理生產事故。如圖1所示,導向段輥子裝配的轉動部分采用“軸套—軸”的裝配結構,由于是滑動摩擦,輥子1轉動阻力很大,又是在惡劣的環(huán)境下使用,造成輥子1、軸套2、定位軸套4和軸3快速磨損。輥子1、軸套2和軸3的磨損,使輥子1的中心線下沉,造成連鑄機外弧線精度劣化嚴重。如果軸套2選用銅質材料,軸套2在滿負荷生產的條件下,一周后磨損量可達3mm。由于輥子1的轉動阻力大,輥子1的外徑磨損也很嚴重,平均2個月就需要更換輥子1和軸3,以保證連鑄機的弧線精度和輥子1轉動的靈活性。
  定位軸套4和軸套2在給鑄坯導向過程中,也承受較大的軸向力,磨損后的軸套2、定位軸套4與底座5之間產生較大的軸向間隙。這種較大的軸向偏移量造成4個導向段輥子裝配在鑄流方向的對中性很差,因此對鑄坯和引錠桿的導向性自然也很差,導致鑄坯和引錠桿走偏:一是出現鑄坯跑偏,鑄坯壓在輪緣上,使鑄坯產生壓痕;二是送引錠時,引錠桿出現跑偏,無法將引錠桿送至結晶器,甚至導致引錠頭撞向底座5,造成底座5地腳螺栓斷裂,連鑄機停澆的惡性事故。
  2 改進措施
  2.1導向段輥子裝配對弧精度的改進
  為了改進現有二冷導向段輥子裝配存在對弧精度下降快、調整困難、對鑄坯和引錠桿導向性差的缺點,設計了一種新的導向段輥子裝配,如圖2所示。改進后的導向段輥子裝配仍由轉動和支承兩部分組成。轉動部分包括輥子1、軸6、滾動軸承3、端蓋2等組成,原來的銅質軸套改為一對滾動軸承3,在軸6內設有潤滑油通道9和冷卻水通道10,輥子1的下部設有儲水槽,通過氟橡膠材質的密封圈4把輥子分隔成冷卻水腔和潤滑油腔。支承部分的軸6改成方形,底座5也改成方形開口,這樣軸6和底座5接觸的部位由圓弧接觸變成平面接觸。
  在軸6的出水口向鑄坯與輥子1的接觸面方向噴水,反濺回來的水又對滾動軸承3進行冷卻,這樣就保證了輥子1表面、滾動軸承3兩個關鍵部位能夠保持較低的工作溫度。通過對滾動軸承3增加潤滑和噴淋式冷卻結構11,確保了滾動軸承3優(yōu)良的工作環(huán)境,有效降低了輥子裝配的轉動阻力,Z大限度地降低滾動軸承3的磨損。由于保證了滾動軸承3良好的潤滑和冷卻,導向段輥子裝配的阻力小,轉動性得到改善。為了提高輥子1的耐磨性,在輥子1外徑堆焊了5mm厚的不銹鋼。
  上述通過對銅材質的軸套改為滾動軸承3、輥子1外徑堆焊不銹鋼、滾動軸承3增加潤滑系統、獨特的冷卻結構對滾動軸承3和輥子1的良好冷卻等措施Z大限度地減小了滾動軸承3和輥子1外徑的磨損,保證對弧精度可以在較長的時間內只有極小的變化。
  通過一段時間的運行,對弧精度發(fā)生變化時,通過在底座5與軸6接觸面上加減調整墊片7,可以方便地調整導向段輥子裝配的高度,從而實現連鑄機弧線精度的快速調整。
  2.2導向段輥子裝配對鑄坯和引錠桿導向性能的改進
  通過將導向段輥子裝配的銅材質的軸套改為滾動軸承,由于滾動軸承磨損很小,因此導向段輥子裝配的軸向竄動很小,對中性顯著提高,使其對鑄坯和引錠桿的導向性大幅提升。為了進一步減小因引錠桿變形和鑄坯冷卻不均勻造成的鑄坯走偏問題,在導向段輥子裝配的入口增加一對側導輥裝配,如圖3所示。
  通過側導輥裝配的引導作用,鑄坯和引錠桿均得到了良好的引導,徹底地解決了鑄坯跑偏至導向輥輪緣而產生壓痕和引錠桿走偏送不到結晶器的問題。
  3 結論
  設備改進后經過一年的運行,表1是煉鋼廠8號連鑄機二冷導向段導向輥改進前后設備運行的統計數據,目前上述二冷導向段的改進成果已推廣至韶鋼其他小方坯連鑄機,共計23流,取得了良好的經濟和社會效益,并申請了國家實用新型專利(專利名稱:連鑄機二冷導向段的輥子裝配裝置,專利號:ZL201220693517.X)。
 ?。?)改進后的二冷導向段兩個月內弧線精度可控制在小于0.5mm范圍內,精度穩(wěn)定性極高,持續(xù)時間長。
 ?。?)對弧調整由圖2中在軸6和底座5間增減調整墊片7實現,可操作性強,工作強度明顯降低。
  (3)解決了鑄坯在二冷導向段走偏產生壓痕和引錠桿走偏問題。
  (4)導向輥使用壽命由兩個月提高到一年以上,每流每年僅備件費用可節(jié)約7.44萬元。
 ?。?)大量節(jié)約檢修時間和人員,更換輥子裝配按2人×1.5小時計算,全年可節(jié)約2×1.5×4×5=60人·小時/流。
 ?。?)二冷導向段的改造通過幾次檢修就可以實現,極易實施,從現有設備的使用情況來看,如果大規(guī)模推廣,將取得非??捎^的經濟和社會效益。
來源:《連鑄》2017, 42(1)
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