安領(lǐng)軍

(河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼邯寶煉鋼廠，河北 邯鄲 056015)

0 前言

邯鋼引進(jìn)國外某廠商直弧型板坯連鑄機(jī)，彎曲半徑9.5 m，板坯規(guī)格230 mm×(900～2150)mm，結(jié)晶器振動(dòng)裝置采用獨(dú)特的輥?zhàn)訂卧獙?dǎo)向形式，與傳統(tǒng)四連桿板簧式振動(dòng)機(jī)構(gòu)相比具有振動(dòng)精度高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，但是經(jīng)過近三年的運(yùn)轉(zhuǎn)，其振動(dòng)穩(wěn)定性并不高，故障率也較高，且多次發(fā)生振動(dòng)縱向偏擺超過±0.2 mm的情況，伺服閥故障率也較高。邯鋼經(jīng)過多次維修實(shí)踐以及檢測，找出了振動(dòng)縱向偏擺的主要原因以及日常維護(hù)改進(jìn)的要點(diǎn)。

1 設(shè)備原理

結(jié)晶器振動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

結(jié)晶器安裝在振動(dòng)活動(dòng)水箱上面，由螺栓固定，并隨振動(dòng)液壓缸沿垂直方向以±3 mm的振幅上下振動(dòng)。不同于傳統(tǒng)四連桿機(jī)構(gòu)，振動(dòng)水箱上下振動(dòng)縱向由輥?zhàn)訂卧獙?dǎo)向，橫向由定位塊導(dǎo)向。對于整臺(tái)鑄機(jī)而言，縱向一般是指鑄坯行進(jìn)的方向即拉坯方向，而橫向是指沿大板坯鑄坯斷面的長度方向。橫向?qū)蚨ㄎ粔K兩側(cè)各有一個(gè)SKF定位軸承，不易發(fā)生故障?？v向?qū)騽t是依靠輥?zhàn)訂卧鰧?dǎo)向，輥?zhàn)訂卧ぷ髟韴D如圖2所示。

圖1 結(jié)晶器振動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure and principle of mould oscillating device

圖2 結(jié)晶器振動(dòng)輥?zhàn)訂卧ぷ髟韴DFig.2 Working principle diagram of mould oscillating roller unit

(1)輥?zhàn)訂卧顒?dòng)導(dǎo)向面，由螺栓固定在結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)活動(dòng)水箱上，工作時(shí)處于上下振動(dòng)狀態(tài);

(2)輥?zhàn)訂卧倔w，兩側(cè)外緣為圓弧面，工作過程中可在導(dǎo)向面1和導(dǎo)向面3之間滾動(dòng);

(3)輥?zhàn)訂卧潭▽?dǎo)向面由螺栓固定在結(jié)晶器振動(dòng)固定側(cè)框架，工作過程中處于固定狀態(tài)。

從圖2可以看出，結(jié)晶器振動(dòng)裝置活動(dòng)水箱在上下振動(dòng)過程中，輥?zhàn)訂卧鹂v向?qū)蜃饔?，即外緣是圓弧形的輥?zhàn)颖倔w2在兩個(gè)導(dǎo)向面1、3之間滾動(dòng)，輥?zhàn)颖倔w與兩個(gè)導(dǎo)向面形成滾動(dòng)摩擦副。只要輥?zhàn)颖倔w外緣不磨損、固定和活動(dòng)導(dǎo)向面不磨損，該輥?zhàn)訂卧涂梢云鸬骄艿膶?dǎo)向作用，保證結(jié)晶器振動(dòng)在垂直方向的偏擺量以≤±0.05 mm的精度上下振動(dòng)。

2 存在問題

在設(shè)備安裝初期，曾用一元硬幣立在結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)面上做實(shí)驗(yàn)，硬幣始終立正不倒。但是隨著產(chǎn)量的進(jìn)一步提高以及生產(chǎn)節(jié)奏的快速進(jìn)行，在達(dá)產(chǎn)達(dá)效一年之后的澆注過程中，中包出現(xiàn)結(jié)晶器偏擺現(xiàn)象，以縱向偏擺尤為強(qiáng)烈。目前國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)是縱向偏擺量≤±0.2 mm，橫向偏擺量≤±0.15 mm［1］。而用百分表測量活動(dòng)側(cè)水箱框架表面，其縱向偏擺量已經(jīng)≥±0.2 mm。

利用結(jié)晶器振動(dòng)檢測儀測量，其數(shù)值已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)值，用電腦模擬振動(dòng)偏擺軌跡，軌跡曲線也存在嚴(yán)重偏離，表1為連鑄2流結(jié)晶器振動(dòng)測量記錄。

表1 連鑄2流結(jié)晶器振動(dòng)測量記錄Table 1 Measured record of CCM two-flow mould oscillation

振動(dòng)橫向、縱向偏擺運(yùn)動(dòng)軌跡(圖3)

以上測量結(jié)果是冷態(tài)下的測量數(shù)據(jù)，在連鑄澆注過程中，結(jié)晶器受鑄坯的導(dǎo)向作用以及結(jié)晶器內(nèi)鋼水載荷的影響，測量結(jié)果會(huì)比以上數(shù)值小。但此冷態(tài)下的測量結(jié)果已經(jīng)足以說明，結(jié)晶器振動(dòng)精度已經(jīng)偏離正常值，時(shí)刻有漏鋼的幾率。隨后連續(xù)測量其它3個(gè)流的振動(dòng)，都有不同程度的偏擺。

3 原因分析

偏擺的原因歸根結(jié)底還是輥?zhàn)訂卧獙?dǎo)向的磨損。此輥?zhàn)訂卧⒎峭夥劫Y料描述的那種“免維護(hù)”“長壽命”部件。從2010年起陸續(xù)開始更換輥?zhàn)訂卧獙?dǎo)向，更換下的輥?zhàn)訂卧倔w和導(dǎo)向面如圖3、圖4所示。從圖中可以看出，輥?zhàn)訂卧倔w原本圓弧形的外緣摩擦面已被磨損，對應(yīng)導(dǎo)向面同樣存在磨損，且均有點(diǎn)蝕情況。摩擦副之間并不缺潤滑脂。用硬度儀打硬度，輥?zhàn)颖倔w磨損面為236 HB，輥?zhàn)訉?dǎo)向平面為225 HB，而其余部位則為324 HB，圖紙要求為300 HB。

事實(shí)上，對于該類型的結(jié)晶器振動(dòng)裝置，定修更換輥?zhàn)訂卧呀?jīng)成為常態(tài)。眾說周知，結(jié)晶器振動(dòng)裝置是一臺(tái)連鑄機(jī)的心臟，并非屬于頻繁定修換件的設(shè)備，其振動(dòng)精度直接影響鑄機(jī)的生產(chǎn)能力和質(zhì)量檔次。連鑄生產(chǎn)一旦開始，就必須有結(jié)晶器振動(dòng)，有振動(dòng)就有輥?zhàn)訂卧w在兩個(gè)導(dǎo)向面的摩擦。因此，提高輥?zhàn)訂卧w和導(dǎo)向面的壽命就是提高振動(dòng)裝置壽命。但摩擦是無法避免的，只有提高各摩擦面的硬度、改善潤滑狀況才能有效提高輥?zhàn)訂卧褂脡勖?/p>

4 改進(jìn)措施及效果

此輥?zhàn)訂卧梢钥醋鲆粋€(gè)簡單的滾動(dòng)軸承，其工作狀態(tài)是重載低速以及高溫高濕環(huán)境，輥?zhàn)訂卧w選用材料:C=0.19～0.21;Si=0.2～0.3;Mn=0.4～0.5;Cr=1.4～1.5;Ni=0.3～0.35。此材料比原進(jìn)口輥?zhàn)颖倔w選用的CrMo合金類材料耐磨性更好;

經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理及表面淬火，保證輥?zhàn)颖倔w表面硬度在HRC40～42左右，活動(dòng)側(cè)和固定側(cè)導(dǎo)向面硬度在HRC40～42，表面淬火深度在2 mm左右。

原油路設(shè)計(jì)油脂是從輥?zhàn)訂卧w兩端進(jìn)入，不易到達(dá)輥?zhàn)颖倔w摩擦面，重新改進(jìn)潤滑油路，新輥?zhàn)訂卧吐吩O(shè)計(jì)使油脂能順利充分到達(dá)輥?zhàn)幽Σ撩?，同時(shí)增設(shè)排油孔確保廢舊油脂能及時(shí)排出，避免了原進(jìn)口輥?zhàn)訂卧獜U舊油脂無法順利排出，一直存留在輥?zhàn)訂卧姆缐m皮囊中。

安裝螺栓采用不銹鋼內(nèi)六角螺栓，更加適應(yīng)于高溫高濕環(huán)境。如果存在輥?zhàn)颖倔w或?qū)蛎孑p微磨損，可以松動(dòng)不銹鋼螺栓，通過調(diào)整楔形鐵或加墊片的方法補(bǔ)償磨損(圖5)。

圖6 新輥?zhàn)訂卧诰€調(diào)整補(bǔ)償磨損Fig.6 On-line adjustment of wear-down compensation for new roller

新設(shè)計(jì)的耐磨長壽命輥?zhàn)訂卧呀?jīng)在線使用，其使用壽命已經(jīng)超過進(jìn)口的12個(gè)月，目前已經(jīng)達(dá)到18個(gè)月。其精度經(jīng)過結(jié)晶器振動(dòng)在線監(jiān)測儀測量(見圖7)，不超過±0.05 mm，達(dá)到了預(yù)期目的。

［1］ 蔡開科．連鑄結(jié)晶器［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2008．