閆 娟 ，李晨曦 ，王 蓉，杜艷軍 ，張永鋒

(1．中國(guó)重型機(jī)械研究院股份公司，陜西 西安 710032；2．中冶天工集團(tuán)有限公司， 天津 300308)

0 前言

鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)是現(xiàn)代板坯連鑄機(jī)中應(yīng)用最為普遍的鋼包支承和承運(yùn)設(shè)備，具有回轉(zhuǎn)、升降、鋼液稱(chēng)重、鎖緊、鋼包傾動(dòng)及鋼包加蓋保溫等多種功能。主要作用是接收滿(mǎn)包鋼液，通過(guò)回轉(zhuǎn)將鋼液接收位置的鋼包轉(zhuǎn)運(yùn)到連鑄機(jī)處于澆鋼位置的中間罐上方，將鋼液注入中間罐，同時(shí)將澆完的空鋼包返回至鋼液接受位置，以便起重機(jī)運(yùn)走，從而實(shí)現(xiàn)多爐連澆。

回轉(zhuǎn)支承是鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的關(guān)鍵部件，主要由軸承內(nèi)圈、外圈、滾珠等組成，軸承外圈與回轉(zhuǎn)部分通過(guò)高強(qiáng)度螺栓連接，軸承內(nèi)圈通過(guò)高強(qiáng)度螺栓與底臺(tái)連接?；剞D(zhuǎn)支承是回轉(zhuǎn)臺(tái)靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的銜接件，可承受并傳遞來(lái)自回轉(zhuǎn)底座以上轉(zhuǎn)動(dòng)部分的垂直載荷、水平載荷及傾翻力矩。

鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大，回轉(zhuǎn)支承的更換難度大，本文詳述國(guó)外某鋼廠更換回轉(zhuǎn)支承的施工過(guò)程和方法。

1 鑄機(jī)主要參數(shù)

國(guó)外某鋼廠連鑄機(jī)主要參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 連鑄機(jī)主要參數(shù)

2 回轉(zhuǎn)支承更換方案

回轉(zhuǎn)支承更換工程包括對(duì)回轉(zhuǎn)臺(tái)的解體和回轉(zhuǎn)臺(tái)的恢復(fù)。其施工流程如圖1所示。解體時(shí)，采用三步法，第一步拆除鋼包加蓋裝置；第二步整體拆除托座、上連桿、下連桿及鞍座；第三步整體拆除升降油缸、轉(zhuǎn)臺(tái)。解體完成后，測(cè)量底臺(tái)與回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈的安裝面，保證其平面度不超過(guò)0.2 mm，滿(mǎn)足回轉(zhuǎn)支承的安裝要求；并調(diào)整回轉(zhuǎn)支承與傳動(dòng)小齒輪的嚙合，保證兩者中心距誤差不超過(guò)±0.3 mm，保證傳動(dòng)的平穩(wěn)?；剞D(zhuǎn)臺(tái)的恢復(fù)是解體的逆過(guò)程，恢復(fù)完成后優(yōu)化電機(jī)控制，將啟動(dòng)和停止轉(zhuǎn)速變化優(yōu)化為變加速度控制，減小電機(jī)啟動(dòng)和停止對(duì)設(shè)備的沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

圖1 施工流程

3 回轉(zhuǎn)支承更換過(guò)程

3.1 施工前準(zhǔn)備

制作天車(chē)主鉤橫梁上方拱橋、上連桿與托座間連接吊耳和連接板，如圖2～4所示。天車(chē)主鉤橫梁上方拱橋的作用是纏繞鋼絲繩時(shí)防止鋼絲繩與橫梁角部接觸。拆除天車(chē)主鉤及配套連接件、銷(xiāo)軸，利用主鉤橫梁對(duì)托座、上連桿、下連桿及鞍座設(shè)備整體吊卸。該跨內(nèi)天車(chē)為240/80 t鑄造起重機(jī)，主鉤為吊運(yùn)鋼包的板鉤，主鉤拆卸后狀態(tài)如圖4所示。

圖2 天車(chē)主鉤橫梁拱橋(2件)

圖3 上連桿與托座間連接吊耳(8件)

圖4 上連桿與托座間連接板(4件)

圖5 240/80t行車(chē)主鉤拆卸后狀態(tài)

3.2 連接上連桿和托座

將圖3中4件吊耳分別連接在回轉(zhuǎn)臺(tái)上連桿下方，另外4件分別焊接在托座側(cè)面，利用圖4連接板將上連桿和托座連接成一體，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)上連桿、托座、下連桿及鞍座整體吊裝。上連桿和托座連接后如圖6所示。

圖6 上連桿和托座的連接

3.3 拆除鋼包蓋、配管等設(shè)備

拆除限位開(kāi)關(guān)、電氣配線、機(jī)上液壓配管、干油潤(rùn)滑配管；拆除通往鋼包加蓋裝置長(zhǎng)爬梯及平臺(tái)。拆除鋼包加蓋裝置與托座連接螺栓，利用澆注跨240/80 t行車(chē)80 t副鉤進(jìn)行吊裝。

3.4 整體吊裝托座、上連桿、下連桿及鞍座

拆除鋼包加蓋裝置后，將托座、上連桿、下連桿、鞍座整體拆除，其總重約為110 t， 240/80 t行車(chē)主鉤滿(mǎn)足要求。

拆除升降油缸上耳軸，油缸與上連桿脫開(kāi)連接；利用力矩扳手將托座與轉(zhuǎn)臺(tái)的高強(qiáng)度連接螺栓拆除，托座與轉(zhuǎn)臺(tái)脫開(kāi)連接；將240-80 t行車(chē)主鉤橫梁置于托座正上方，通過(guò)鋼絲繩將橫梁和上連桿纏繞成整體，如圖7所示。捆綁位置應(yīng)居中對(duì)稱(chēng)，保證行車(chē)主鉤橫梁受力均勻且平穩(wěn)起吊。做好鋼絲繩保護(hù)工作，在鋼絲繩與設(shè)備棱角接觸部位制作包角及膠皮進(jìn)行襯墊，設(shè)置4個(gè)備用倒鏈，在需要時(shí)進(jìn)行橫梁與物件的平穩(wěn)度調(diào)整。起吊時(shí)，點(diǎn)動(dòng)起升行車(chē)主鉤，觀察鋼絲繩拉伸受力狀態(tài)及橫梁平穩(wěn)性，并及時(shí)調(diào)整鋼絲繩，設(shè)備整體緩慢吊離時(shí)，觀察設(shè)備平穩(wěn)性，利用備用倒鏈進(jìn)行橫梁與物件的平穩(wěn)度調(diào)整，避免設(shè)備傾斜起吊及相互碰撞而造成設(shè)備損壞。如圖8所示，托座、上連桿、下連桿及鞍座整體吊裝，整體拆除后，鋼絲繩不拆除，待恢復(fù)安裝時(shí)整體吊裝，節(jié)省再次纏繞鋼絲繩時(shí)間。

圖7 鋼絲繩纏繞

3.5 整體拆除升降油缸與轉(zhuǎn)臺(tái)

整體拆除轉(zhuǎn)臺(tái)及升降油缸。將升降油缸固定，防止在吊裝過(guò)程中擺動(dòng)；利用力矩扳手拆除轉(zhuǎn)臺(tái)與回轉(zhuǎn)支承外圈的高強(qiáng)度螺栓，轉(zhuǎn)臺(tái)與回轉(zhuǎn)支承脫離；轉(zhuǎn)臺(tái)、升降油缸及部分平臺(tái)總重約為65 t，利用80 t副鉤將升降油缸與轉(zhuǎn)臺(tái)整體吊裝，如圖9所示。

圖8 托座、上連桿、下連桿及鞍座整體吊裝

圖9 整體吊裝轉(zhuǎn)臺(tái)、升降油缸

3.6 拆除回轉(zhuǎn)支承

拆除底臺(tái)與回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈的緊固螺栓，底臺(tái)與回轉(zhuǎn)支承脫離；再利用專(zhuān)用吊耳將回轉(zhuǎn)支承吊裝拆除。

3.7 測(cè)量底臺(tái)回轉(zhuǎn)支承安裝面平面度

清洗底臺(tái)回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈安裝面，利用電子水準(zhǔn)儀測(cè)量安裝面標(biāo)高。安裝面圓周共計(jì)90個(gè)螺栓孔，間隔2個(gè)螺栓孔測(cè)量一個(gè)標(biāo)高點(diǎn)，共計(jì)45個(gè)測(cè)量點(diǎn)。根據(jù)測(cè)量結(jié)果調(diào)整底臺(tái)與回轉(zhuǎn)支承的安裝面，保證其平面度為0.20 mm，滿(mǎn)足回轉(zhuǎn)支承安裝要求。

3.8 恢復(fù)安裝

回轉(zhuǎn)臺(tái)的恢復(fù)安裝就是回轉(zhuǎn)臺(tái)拆裝的逆過(guò)程。

安裝新的回轉(zhuǎn)支承。利用專(zhuān)業(yè)吊耳將新的回轉(zhuǎn)支承吊裝到底臺(tái)上方；調(diào)整回轉(zhuǎn)支承與傳動(dòng)小齒輪中心距，中心距誤差不超過(guò)±0.3 mm；利用力矩扳手對(duì)角對(duì)角緊固底臺(tái)與回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈的高強(qiáng)度螺栓，分兩次預(yù)緊，并達(dá)到要求的預(yù)緊力矩。

安裝轉(zhuǎn)臺(tái)及升降油缸。利用另一臺(tái)行車(chē)80 t副鉤將轉(zhuǎn)臺(tái)及升降油缸整體吊裝到回轉(zhuǎn)支承外圈安裝面上；利用力矩扳手對(duì)角緊固轉(zhuǎn)臺(tái)與回轉(zhuǎn)支承外圈的高強(qiáng)度螺栓，分兩次預(yù)緊，并達(dá)到要求的預(yù)緊力矩。

整體安裝托座、上連桿、下連桿及鞍座。整體拆除托座、上連桿、下連桿及鞍座后，鋼絲繩未拆除，行車(chē)橫梁與設(shè)備仍為一體，因此，直接托座、上連桿、下連桿及鞍座將整體上線、安裝；利用力矩扳手對(duì)角緊固托座與轉(zhuǎn)臺(tái)間的高強(qiáng)度螺栓，分兩次預(yù)緊，并達(dá)到要求的預(yù)緊力矩。

安裝鋼包加蓋裝置、鋼包蓋；恢復(fù)電氣配線、液壓配管、潤(rùn)滑配管，并重新進(jìn)行液壓循環(huán)沖洗，電氣接線及查線；安裝通往鋼包加蓋裝置長(zhǎng)爬梯及平臺(tái)。

至此，回轉(zhuǎn)臺(tái)恢復(fù)完成。

3.9 電機(jī)控制優(yōu)化

原回轉(zhuǎn)臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)控制程序中，電機(jī)啟動(dòng)和停止時(shí)轉(zhuǎn)速均為恒加速度變化，如圖10所示。電機(jī)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，尤其是啟動(dòng)和停止時(shí)，對(duì)設(shè)備的沖擊比較大，影響設(shè)備使用壽命。優(yōu)化電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，將啟動(dòng)和停止轉(zhuǎn)速變化優(yōu)化為變加速度控制，如圖11所示，按照該曲線控制電機(jī)啟動(dòng)和停止時(shí)，對(duì)設(shè)備的沖擊明顯減小。

圖10 原電機(jī)控制曲線

圖11 優(yōu)化后電機(jī)控制曲線

4 結(jié)束語(yǔ)

本次回轉(zhuǎn)支撐的更換根據(jù)連鑄機(jī)在車(chē)間內(nèi)的特殊布置以及現(xiàn)場(chǎng)條件，采用三步法對(duì)回轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行解體，更換回轉(zhuǎn)支撐。該方法安全可靠，節(jié)省時(shí)間。轉(zhuǎn)臺(tái)恢復(fù)后對(duì)傳動(dòng)電機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化控制，將啟動(dòng)和停止轉(zhuǎn)速變化優(yōu)化為變加速度控制，減小電機(jī)啟動(dòng)和停止對(duì)設(shè)備的沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

參考文獻(xiàn):

[1] 楊拉道，黃進(jìn)春，李淑賢，等.直弧形板坯連鑄設(shè)備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2017.

[2] 陳雷.連續(xù)鑄鋼[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006.

[3] 藺文友.冶金機(jī)械安裝[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1997.

[4] 楊拉道，謝東鋼.常規(guī)板坯連鑄技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

[5] 顧繩谷.電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[6] 干勇主編.現(xiàn)代連續(xù)鑄鋼實(shí)用手冊(cè).北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

[7] 黃靖遠(yuǎn)，龔劍霞，賈延林.機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[8] 邵曉榮，包耳.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[9] 許立忠，龔景安.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[10] 安子軍.機(jī)械原理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[11] 陳建明，王亭嶺，孫標(biāo).電氣控制與PLC應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2014.

[12] 李壯云.液壓元件與系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[13] 史宸興.實(shí)用連鑄冶金技術(shù)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

[14] 蔡開(kāi)科，程士富.連續(xù)鑄鋼原理與工藝[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[15] 蔡開(kāi)科.連續(xù)鑄鋼[M].北京：科學(xué)出版社，1990.