板坯連鑄機(jī)設(shè)備精度及保證措施

劉占鋒，呂永學(xué)，岳志坤，張佩立

(首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司， 河北 唐山 063200)

板坯連鑄機(jī)設(shè)備精度及保證措施

劉占鋒，呂永學(xué)，岳志坤，張佩立

(首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司， 河北 唐山 063200)

介紹了首鋼京唐公司板坯連鑄機(jī)的概況，提出了設(shè)備方面影響板坯質(zhì)量的精度管理項(xiàng)目，敘述了設(shè)備精度的測(cè)量方法，分析了設(shè)備精度超差的原因并分別從結(jié)晶器和扇形段兩方面確定各自的精度保證措施，保證了連鑄機(jī)的精度。

連鑄機(jī)；精度；結(jié)晶器振動(dòng)；扇形段

0 前言

首鋼京唐公司共有4臺(tái)雙流板坯連鑄機(jī)，包括2 150 mm連鑄機(jī)兩臺(tái)、1 650 mm連鑄機(jī)兩臺(tái)，連鑄機(jī)長(zhǎng)度43 548 mm，主弧度半徑9 500 mm，每流包括1臺(tái)0段、19臺(tái)扇形段。自2009年陸續(xù)投產(chǎn)，在鑄機(jī)的運(yùn)行過程中為了保證和提高鑄坯質(zhì)量，從設(shè)備、工藝各方面提出來多項(xiàng)精度管理項(xiàng)目，并采取了一系列精度保證措施來保證鑄機(jī)精度，從而滿足鑄坯質(zhì)量對(duì)精度的要求。

納入鑄機(jī)設(shè)備精度管理的主要設(shè)備包括結(jié)晶器振動(dòng)和扇形段，涉及的精度管理項(xiàng)目有結(jié)晶器振動(dòng)偏擺、扇形段對(duì)弧及輥縫等。

1 結(jié)晶器振動(dòng)的精度測(cè)量方法及保證措施

1.1 結(jié)晶器振動(dòng)精度測(cè)量方法

結(jié)晶器振動(dòng)時(shí)要求結(jié)晶器完全在垂直方向上下振動(dòng)，但是由于結(jié)晶器振動(dòng)結(jié)構(gòu)間隙及制造公差的存在，其實(shí)際振動(dòng)位置會(huì)與鉛垂線有偏差，即所謂的振動(dòng)偏擺。結(jié)晶器振動(dòng)偏擺包括寬邊(板坯厚度方向)的偏擺和窄邊(板坯寬度方向)的偏擺。

為了及時(shí)掌握結(jié)晶器振動(dòng)的偏擺情況，設(shè)計(jì)有專用的結(jié)晶器振動(dòng)偏擺檢測(cè)儀，在結(jié)晶器左右兩側(cè)各布置1個(gè)傳感器，利用定修或澆次之間的時(shí)間對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)偏擺情況進(jìn)行測(cè)量。某次測(cè)量結(jié)果分別如表1和圖1所示，其中X坐標(biāo)為板坯厚度方向、Y坐標(biāo)為板坯寬度方向、Z坐標(biāo)為垂直方向。

表1 結(jié)晶器振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)

圖1 結(jié)晶器振動(dòng)偏擺曲線Fig.1 Deflection graph of mold oscillation

通過測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表和振動(dòng)偏擺圖形，可以判斷結(jié)晶器振動(dòng)的偏擺量和偏擺方向。

1.2 結(jié)晶器振動(dòng)精度保證措施

結(jié)晶器窄邊方向的偏擺靠導(dǎo)向裝配保證(如圖2所示)，導(dǎo)向輪固定在結(jié)晶器振動(dòng)的固定框架上，導(dǎo)向板、導(dǎo)向支座等組成的導(dǎo)向部件安裝在結(jié)晶器振動(dòng)活動(dòng)框架上。結(jié)晶器振動(dòng)時(shí)導(dǎo)向輪限制導(dǎo)向部件左右方向的擺動(dòng)、從而控制結(jié)晶器的偏擺。在安裝時(shí)為了保證導(dǎo)向板與導(dǎo)向輪接觸良好，要保證件號(hào)4所示碟簧的預(yù)緊力，設(shè)計(jì)要求安裝位置預(yù)緊力22.5 kN，日常維護(hù)中要注意檢查導(dǎo)向輪的潤(rùn)滑情況，保證潤(rùn)滑充分。當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向輪損壞及導(dǎo)向板磨損時(shí)，利用年修或定修給予更換。

圖2 結(jié)晶器振動(dòng)導(dǎo)向裝配Fig.2 Assembly of mold oscillation guide

結(jié)晶器寬邊方向的偏擺靠滾動(dòng)單元保證，滾動(dòng)單元包括外弧(可調(diào))和內(nèi)弧(不可調(diào))兩種，分別見圖3和圖4。通過外弧的調(diào)整斜鐵保證滾動(dòng)元件與導(dǎo)板之間的間隙，滾動(dòng)元件與兩側(cè)導(dǎo)板之間的運(yùn)動(dòng)限制了結(jié)晶器寬邊方向的偏擺，但是隨著長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行滾動(dòng)元件及兩側(cè)導(dǎo)板會(huì)發(fā)生磨損，造成滾動(dòng)單元滾動(dòng)元件與兩側(cè)導(dǎo)板之間的間隙過大，從而造成結(jié)晶器偏擺量超標(biāo)。如有超標(biāo)情況可通過調(diào)整外弧滾動(dòng)單元的調(diào)整斜鐵，保證滾動(dòng)單元滾動(dòng)體與兩側(cè)導(dǎo)板之間的間隙小于0.05 mm，一般當(dāng)磨損量超過0.5 mm時(shí)不再調(diào)整及時(shí)利用定修時(shí)間，更換滾動(dòng)單元。

圖3 外弧滾動(dòng)單元Fig.3 Fixed side rolling element

圖4 內(nèi)弧滾動(dòng)單元Fig.4 Loose side rolling element

同時(shí)對(duì)滾動(dòng)單元的油脂潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，由原設(shè)計(jì)的滾動(dòng)單元兩端進(jìn)油潤(rùn)滑，改為一端進(jìn)油、一端泄油，增加了泄油管路，避免了油脂無法排除，損壞滾動(dòng)體防護(hù)罩、從而影響滾動(dòng)體壽命的現(xiàn)象。

1.3 振動(dòng)液壓及自動(dòng)化系統(tǒng)的保證措施

為了保證結(jié)晶器振動(dòng)的平穩(wěn)運(yùn)行，對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)的閥臺(tái)增加保護(hù)箱及冷卻壓縮空氣，振動(dòng)傳感器增加風(fēng)冷及水冷系統(tǒng)，保證結(jié)晶器振動(dòng)液壓及自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，安裝時(shí)銷軸間隙嚴(yán)格按圖紙要求控制，從而保證結(jié)晶器振動(dòng)的位置精度。

2 扇形段精度保證措施

扇形段的精度主要包括對(duì)弧、輥縫等，扇形段對(duì)弧及輥縫精度的好壞對(duì)鑄坯質(zhì)量、扇形段使用壽命有著直接的影響。在連鑄機(jī)的生產(chǎn)過程中由于扇形段支撐框架基礎(chǔ)沉降、扇形段支撐框架本身變形，扇形段輥?zhàn)幽p不均、軸承損壞、輥?zhàn)铀?，扇形段離線修復(fù)時(shí)對(duì)弧臺(tái)架及對(duì)弧樣板有偏差等原因，均會(huì)造成扇形段對(duì)弧及輥縫不好。

2.1 扇形段對(duì)弧及輥縫精度測(cè)量方法

目前鑄機(jī)利用在線多功能輥縫測(cè)量?jī)x對(duì)扇形段對(duì)弧、輥縫及輥?zhàn)有D(zhuǎn)情況進(jìn)行檢測(cè)，輥縫儀測(cè)量數(shù)據(jù)作為判斷扇形段精度保持狀態(tài)的依據(jù)之一，為檢修提供數(shù)據(jù)支持，測(cè)量結(jié)果可以以曲線和表格形式顯示便于直觀的判定扇形段的精度狀態(tài)，輥縫儀輥縫及接弧曲線如圖5和圖6所示。

圖5 輥縫曲線Fig.5 Segment gap wave

圖6 接弧曲線Fig.6 Segment alignment wave

2.2 扇形段對(duì)弧精度保證措施

扇形段對(duì)弧精度主要包括離線和在線兩方面。

2.2.1 扇形段離線精度保證措施

扇形段在離線修復(fù)時(shí)，需利用對(duì)弧樣板對(duì)扇形段內(nèi)部輥?zhàn)拥膶?duì)弧情況進(jìn)行測(cè)量調(diào)整(如圖7所示)，離線維修區(qū)0段、A段、B段、C段、D段和E段固定側(cè)和活動(dòng)側(cè)分別有一套對(duì)弧樣板，扇形段離線修復(fù)時(shí)固定側(cè)對(duì)弧的精度直接影響扇形段上線后段與段之間對(duì)弧情況，離線對(duì)弧時(shí)偏差允許值為±0.05 mm。同時(shí)為了保證對(duì)弧臺(tái)架及對(duì)弧樣板的精度，對(duì)弧臺(tái)架及對(duì)弧樣板定期進(jìn)行測(cè)量校驗(yàn)，如圖8所示。

圖7 扇形段離線對(duì)弧示意圖Fig.7 Offline alignment of segment

圖8 扇形段對(duì)弧臺(tái)架測(cè)量Fig.8 Test of segment alignment stand

2.2.2 扇形段在線精度恢復(fù)措施

檢測(cè)出扇形段接弧不好后可以采取以下措施進(jìn)行處理：

(1)扇形段內(nèi)部接弧超標(biāo)時(shí)，在線無法處理，利用定修或日修時(shí)間對(duì)扇形段離線修復(fù)。

(2)段與段之間接弧不好時(shí)，首先接合輥縫儀測(cè)量的輥縫數(shù)據(jù)并現(xiàn)場(chǎng)查看，判斷是否為輥?zhàn)娱g有雜物或水垢所致，排除雜物或水垢影響后，用在線對(duì)弧樣板手動(dòng)對(duì)對(duì)弧數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量。如果為輥?zhàn)铀菟聭?yīng)視情況及時(shí)換段處理，如果不是輥?zhàn)铀菟聞t可能是由于支撐框架本身位置偏差、輥?zhàn)幽p不勻等原因所致，可以通過調(diào)整支撐框架上扇形段定位銷以下墊片來恢復(fù)扇形段與段之間的接弧。

2.2.3 扇形段接弧精度的改進(jìn)措施

(1)針對(duì)0段軸承座變形、輥?zhàn)恿鸭y塌陷造成0段接弧不好的問題，對(duì)0段軸承座及輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，提高了其強(qiáng)度；

創(chuàng)設(shè)語言環(huán)境對(duì)于學(xué)習(xí)一種新的語言來說非常重要，創(chuàng)設(shè)良好的語言環(huán)境對(duì)語言的學(xué)習(xí)是良好的外界刺激，學(xué)生在接受刺激的同時(shí)，也是正在感悟語言帶來的作用，使學(xué)生在自然地環(huán)境中接觸到知識(shí)，掌握知識(shí)。創(chuàng)設(shè)英語語言環(huán)境的方法有很多。

(2)針對(duì)扇形段漏水造成輥?zhàn)訚?rùn)滑不好，從而影響對(duì)弧精度的問題，對(duì)扇形段輥系密封系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)；

(3)針對(duì)扇形段支撐框架沉降、變形影響對(duì)弧精度的問題，利用年修時(shí)間將扇形段離線對(duì)支撐框架進(jìn)行測(cè)量，保證了支撐框架的精度；

2.3 扇形段輥縫超差原因及保證措施

2.3.1 造成扇形段輥縫值超差的主要原因

造成扇形段輥縫值超差的主要原因有：

(1)扇形段輥縫值在扇形段對(duì)中臺(tái)上測(cè)量時(shí)，處于水平狀態(tài)，上線后處于非水平狀態(tài)，由于重力及連接部位銷軸間隙的作用，會(huì)出現(xiàn)進(jìn)口大出口小的現(xiàn)象，使在線輥縫值與線下修復(fù)時(shí)的輥縫值出現(xiàn)偏差；

(3)分節(jié)輥表面積渣、積水垢嚴(yán)重影響輥縫值精度；

2.3.2 離線修復(fù)時(shí)扇形段輥縫精度改進(jìn)措施

扇形段離線修復(fù)時(shí)為了保證輥縫的精度，目前采取以下保證措施：

(1)保證墊片質(zhì)量：要求全部采用不銹鋼墊片，墊片加工時(shí)采用線切割不得有毛邊現(xiàn)象，避免使用過程中因銹蝕、腐蝕造成墊片尺寸不合適，墊片安裝前要進(jìn)行清洗、保證清潔度，同時(shí)每組墊片數(shù)量不得超過三片；

(2)提高測(cè)量手段：輥縫測(cè)量使用手持式輥縫儀，輥縫數(shù)據(jù)由手持式數(shù)顯輥縫儀直接顯示，如圖9所示，避免了原來采用千分尺測(cè)量時(shí)對(duì)測(cè)量人員技能要求高、讀數(shù)誤差大的現(xiàn)象，降低了人為讀數(shù)誤差，使用方便快捷。

(3)改進(jìn)測(cè)量方法：扇形段連接銷軸與關(guān)節(jié)軸承、連接銷軸與扇形段框架之間，以及扇形段輥?zhàn)虞S頭與軸承之間、軸承與軸承座之間不可避免的會(huì)存在間隙，如果測(cè)量輥縫時(shí)不排除間隙，勢(shì)必會(huì)影響輥縫的準(zhǔn)確度，因此離線測(cè)量輥縫時(shí)增加了千斤頂，如圖10所示，根據(jù)不同段型選擇不同壓力以排除所有間隙，保證扇形段輥縫的準(zhǔn)確度。

圖9 數(shù)顯輥縫儀Fig.9 Digital roll gap instrument

圖10 千斤頂排除間隙Fig.10 Hydraulic jack to exclude clearance

同時(shí)扇形段在線使用過程中要保證軸承的潤(rùn)滑系統(tǒng)，保證輥?zhàn)有D(zhuǎn)狀態(tài)良好，避免因潤(rùn)滑不好造成分節(jié)輥表面、軸頭及軸承磨損嚴(yán)重或損壞。

2.3.3 在線解決輥縫值超差的措施

目前在線扇形段輥縫要求偏差值為±0.5 mm，當(dāng)輥縫儀數(shù)據(jù)顯示扇形段輥縫出現(xiàn)超差現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)更換超差的扇形段，但由于扇形段從生產(chǎn)線上換下后，要經(jīng)過清洗-解體-換輥-調(diào)弧-輥縫值調(diào)節(jié)-試水-驗(yàn)收等一系列步驟，耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力，因此如果扇形段僅僅因輥縫值超差而下線修復(fù)，將縮短扇形段在線運(yùn)行周期，增加扇形段修復(fù)費(fèi)用、增加生產(chǎn)成本，因此根據(jù)輥縫儀測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)于扇形段輥縫整體偏差的要通過清理開口度墊片之間的雜物，重新測(cè)量、調(diào)整、校核等一些列措施，恢復(fù)輥縫精度，對(duì)于扇形段內(nèi)部輥縫偏差較大的扇形段在線無法處理時(shí)及時(shí)通過換段解決。

3 結(jié)束語

通過對(duì)連鑄機(jī)的精度管理和一系列精度恢復(fù)和改進(jìn)措施，保證了連鑄機(jī)的精度，其中結(jié)晶器振動(dòng)寬邊方向的偏擺量可以控制在±0.15mm以內(nèi)，窄邊方向的偏擺兩可以控制在±0.1以內(nèi)，扇形段對(duì)弧精度保持率可達(dá)98%，為汽車板、管線鋼等高端產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了設(shè)備保障。

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Management and guarantee measures of slab caster precision

LIU Zhan-feng, LV Yong-xue, YUE zhi-kun,ZHANG Pei-li

(Shougang Jingtang United Iron & Steel Co.,Ltd.,Tangshan 063200，China)

This paper introduced the present situation of slab caster of Shougang Jingtang company, put forward the aspects affecting the slab quality of equipment, described the measurement method of equipment precision, analyzed the causes of ultra precision and summarized guarantee measures of slab caster precision, which ensured the precision of slab caster.

slab caster; precision; mold oscillation; segment

2016-01-06；

2016-02-10

劉占鋒(1983-)，男，碩士研究生，工程師，主要從事連鑄設(shè)備管理與研究。

TF341.6

A

1001-196X(2016)04-0079-05