連鑄機(jī)扇形段輥?zhàn)勇┧脑熘卫?/h1>
2019-09-10 18:34:39佘超
名城繪 2019年10期
佘超
摘要：針對邯鋼引進(jìn)國外板坯連鑄機(jī)扇形段輥?zhàn)勇┧畣栴}，改進(jìn)密封形勢及結(jié)構(gòu)，同時通過改善水質(zhì)等諸多因素，有效降低輥?zhàn)勇┧畮茁剩岣咻佔(zhàn)釉诰€使用壽命。
關(guān)鍵詞：板坯連鑄機(jī)，輥?zhàn)樱┧?，密?/p>
邯寶煉鋼廠230*2150連鑄機(jī)于2008年10月份投產(chǎn)，在2009年4月份試生產(chǎn)階段，扇形段輥?zhàn)娱_始漏水。同時由于早期安裝施工因素，由供水泵站供給的設(shè)備冷卻水水質(zhì)硬度大水中雜質(zhì)多，扇形段輥?zhàn)勇┧M(jìn)一步加劇惡化，由正常連鑄機(jī)的設(shè)備水補(bǔ)水量僅600噸/小時，漏水嚴(yán)重時每小時補(bǔ)水量竟達(dá)2000噸，幾乎到了供水泵站24小時補(bǔ)水無法平衡的局面。
扇形段輥?zhàn)勇┧憩F(xiàn)形式是：從矯直段7段到水平段17段，三分節(jié)輥?zhàn)又虚g軸承座漏水。大量的設(shè)備水從軸承座漏出，直接噴向鑄坯表面，極大擾亂了鑄坯二冷制度[1]。坯子扣頭、扇形段壓不到位、滯坯甚至因滯坯而停澆。由此導(dǎo)致的設(shè)備損壞是矯直段上線后僅一個月輥面塌陷20mm左右，水平段上線一周即開始漏水。
1 原因分析
輥?zhàn)勇┧喟l(fā)生在矯直段到水平段自由輥，由于自由輥是三分節(jié)輥，漏水部位是三分節(jié)中間軸承座部位。輥?zhàn)又虚g軸承座部位密封形式是接水套加設(shè)兩道O形圈，在安裝、吊運(yùn)、以及輥?zhàn)舆\(yùn)轉(zhuǎn)過程中，O形圈易被磨損導(dǎo)致漏水;而輥?zhàn)勇┧蟠罅康乃苯訃娤蜩T坯表面，又導(dǎo)致鑄坯局部區(qū)域溫度降低，鑄坯表面硬度加大，從輥?zhàn)邮芰嵌瓤紤]，易導(dǎo)致導(dǎo)致三分節(jié)輥?zhàn)邮芰Σ痪?，撓度增大，O形圈磨損幾率增大，輥?zhàn)勇┧M(jìn)一步惡化。
中間軸承座漏水后，往往導(dǎo)致輥?zhàn)舆\(yùn)轉(zhuǎn)阻力增大，從而進(jìn)一步影響三分節(jié)輥側(cè)軸承座的水路密封，往往在中間軸承座漏水不久，側(cè)軸承也開始漏水。
由于原設(shè)計(jì)的設(shè)備冷卻水水質(zhì)硬度介于軟水與硬水之間，在實(shí)際運(yùn)行過程中水質(zhì)往往超標(biāo)，如果水質(zhì)雜質(zhì)超標(biāo)，軸承座冷卻水孔內(nèi)結(jié)垢堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致輥?zhàn)颖倔w溫度升高軸承抱死或軸承蓋爆裂，重新加劇輥?zhàn)虞S承座漏水。
扇形段下線后，檢測輥面數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)輥?zhàn)铀莠F(xiàn)象嚴(yán)重，尤其是矯直段輥面，有時是嶄新的扇形段上線后不久也有輥面塌陷現(xiàn)象，在生產(chǎn)過程中，站在矯直段旁邊發(fā)現(xiàn)扇形段有明顯的振動擺動現(xiàn)象，根據(jù)輥?zhàn)虞S承載荷計(jì)算反推輥?zhàn)邮芰?，在拉鋼過程中輥?zhàn)虞S承受力已超過其極限值，導(dǎo)致輥?zhàn)痈虞S承的角位移已經(jīng)超出其設(shè)計(jì)范圍[2]。同時滯坯現(xiàn)象時有發(fā)生。此現(xiàn)象發(fā)生在試生產(chǎn)的早期階段。
密封結(jié)構(gòu)，冷卻水質(zhì)，輥?zhàn)邮芰κ菍?dǎo)致輥?zhàn)勇┧娜齻€主要因素。
2 技術(shù)改造
1.根據(jù)邯鋼DANIELI連鑄機(jī)的輥?zhàn)用芊庑问?，由原來的O型圈密封逐步為蕾型密封，從密封本體上增大密封件的面積，即由原來O形圈的線密封（圖2）改進(jìn)為蕾型密封的面密封（圖4）。如下圖所示：
輥?zhàn)又虚g軸承座漏水治理取得效果后，側(cè)軸承座又成為新的漏水點(diǎn)。通過觀察發(fā)現(xiàn)，由于中間軸承座在使用蕾型密封之后，工人在往扇形段上安裝輥?zhàn)訒r候，為了使軸承座銷孔對應(yīng)好定位銷，習(xí)慣性地用錘子敲擊側(cè)軸承座，導(dǎo)致內(nèi)置式旋轉(zhuǎn)接頭陶瓷密封損壞（圖5）。為此，我們把內(nèi)置式改為外置式旋轉(zhuǎn)接頭，即使外置式旋轉(zhuǎn)接頭漏水，也可以單獨(dú)更換旋轉(zhuǎn)接頭，而不必整臺更換扇形段。
2.扇形段輥?zhàn)勇┧溯佔(zhàn)咏Y(jié)構(gòu)密封形式設(shè)計(jì)存在先天不足外，來自綜合泵站的設(shè)備水質(zhì)也是導(dǎo)致輥?zhàn)勇┧闹匾?。因?yàn)槔鋮s不足直接導(dǎo)致潤滑脂碳化，密封老化，表現(xiàn)為軸承座開裂，輥?zhàn)硬晦D(zhuǎn)，及其原因有二：設(shè)備水硬度大;設(shè)備水存在雜質(zhì)。圖7是2010年做的水質(zhì)檢測結(jié)果，輥?zhàn)永鋮s水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)硬度是0.3-3.2umol/l ，但每次檢測全部超標(biāo)。圖8是從一支輥?zhàn)又星謇硐碌乃浮?/p>
由于原來的連鑄機(jī)設(shè)備水回水管道與轉(zhuǎn)爐、熱軋等區(qū)域設(shè)備共用一個DN1300管道——流量大、回水壓力大，且最后終回流一個大池內(nèi)，加藥軟化難度大，水質(zhì)清潔度控制難度大。鑒于以上因素，我們做如下改進(jìn)：1.鋪設(shè)新的連鑄設(shè)備水回水專用管道，單獨(dú)把連鑄設(shè)備回水流入連鑄專用回水池內(nèi)，這樣利用加藥降低水質(zhì)硬度，使設(shè)備水的水質(zhì)硬度處于可控范圍之內(nèi);2.在設(shè)備水進(jìn)水主管道增設(shè)過濾器，同時在連鑄各扇形段進(jìn)水管道上再加設(shè)Y型過濾器，定期清理濾芯，使設(shè)備水水中雜質(zhì)能得到有效過濾;3. 在冬夏兩季通過泵站適當(dāng)調(diào)整設(shè)備水進(jìn)水壓力，比如在冬季設(shè)備水進(jìn)水壓力調(diào)整為7.4bar，而對應(yīng)出水壓力僅3.4bar，從設(shè)備水進(jìn)水壓力上減少輥?zhàn)勇┧畮茁省?/p>
3. 隨著扇形段輥?zhàn)勇┧倪M(jìn)一步減少，對鑄坯進(jìn)行精確的二冷冷卻以及改進(jìn)優(yōu)化生產(chǎn)過程中的扇形段輥縫值成為日常生產(chǎn)的重要工作。我們先從清理噴嘴入手，同時點(diǎn)檢矯正噴嘴角度和方向，使噴嘴清理檢查工作定期化、日?；?。利用定修時間通過連鑄主控、連鑄電氣、連鑄機(jī)械三方同時從不同角度檢測二冷水自動調(diào)節(jié)閥控制精度，檢查管道系統(tǒng)對二冷水二冷氣的分配情況。同時逐步改進(jìn)了原設(shè)計(jì)中不合理的輥縫值，使鑄坯按照確定的冷卻曲線，形成規(guī)則的凝固和形變，最終形成均勻的坯殼厚度，使鑄坯和扇形段輥系之間作用力盡可能接近理論受力狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)：鑄坯凝固實(shí)際收縮——設(shè)定的扇形段各段輥縫值——輥?zhàn)邮芰洼伩p變形[2]，三者處于良性循環(huán)狀態(tài)。從輥?zhàn)邮芰ι蠝p少漏水幾率。
3 應(yīng)用效果
2012年12月份定修期間，對1#，2#連鑄機(jī)扇形段進(jìn)行漏水排查。僅2流扇形段5固定側(cè)第5，6，7排輥?zhàn)釉谳S承座墊片處漏水，4流17段內(nèi)弧第7排輥?zhàn)勇┧?流14段內(nèi)弧第7排輥?zhàn)勇┧?，漏水輥?zhàn)铀急壤?/p>
5 ÷816×100% = 0.0061% < 0.1%
連鑄機(jī)設(shè)備水總補(bǔ)水量不足270噸/小時，扣除設(shè)備水冷卻塔內(nèi)的正常揮發(fā)量150噸/小時，以及部分風(fēng)機(jī)冷卻水、切割車?yán)鋮s水設(shè)備的敞開直排量80噸/小時。整個連鑄機(jī)的漏水量不足40噸/小時，兩臺連鑄機(jī)4個流扇形段共有冷卻水軟管1632支，存在一定比例的軟管、接頭漏水。從整體而言，連鑄扇形段輥?zhàn)勇┧卫硪堰_(dá)到預(yù)期效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 干勇， 倪滿森， 余志群. 現(xiàn)代連續(xù)鑄鋼實(shí)用手冊， 北京， 冶金工業(yè)出版社， 2010.
[2] 劉明延， 李平， 欒興家， 等. 板坯連鑄機(jī)， 北京， 機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 .
（作者單位：河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼邯寶煉鋼廠）
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扇形段輥?zhàn)勇┧憩F(xiàn)形式是：從矯直段7段到水平段17段，三分節(jié)輥?zhàn)又虚g軸承座漏水。大量的設(shè)備水從軸承座漏出，直接噴向鑄坯表面，極大擾亂了鑄坯二冷制度[1]。坯子扣頭、扇形段壓不到位、滯坯甚至因滯坯而停澆。由此導(dǎo)致的設(shè)備損壞是矯直段上線后僅一個月輥面塌陷20mm左右，水平段上線一周即開始漏水。
1 原因分析
輥?zhàn)勇┧喟l(fā)生在矯直段到水平段自由輥，由于自由輥是三分節(jié)輥，漏水部位是三分節(jié)中間軸承座部位。輥?zhàn)又虚g軸承座部位密封形式是接水套加設(shè)兩道O形圈，在安裝、吊運(yùn)、以及輥?zhàn)舆\(yùn)轉(zhuǎn)過程中，O形圈易被磨損導(dǎo)致漏水;而輥?zhàn)勇┧蟠罅康乃苯訃娤蜩T坯表面，又導(dǎo)致鑄坯局部區(qū)域溫度降低，鑄坯表面硬度加大，從輥?zhàn)邮芰嵌瓤紤]，易導(dǎo)致導(dǎo)致三分節(jié)輥?zhàn)邮芰Σ痪?，撓度增大，O形圈磨損幾率增大，輥?zhàn)勇┧M(jìn)一步惡化。
中間軸承座漏水后，往往導(dǎo)致輥?zhàn)舆\(yùn)轉(zhuǎn)阻力增大，從而進(jìn)一步影響三分節(jié)輥側(cè)軸承座的水路密封，往往在中間軸承座漏水不久，側(cè)軸承也開始漏水。
由于原設(shè)計(jì)的設(shè)備冷卻水水質(zhì)硬度介于軟水與硬水之間，在實(shí)際運(yùn)行過程中水質(zhì)往往超標(biāo)，如果水質(zhì)雜質(zhì)超標(biāo)，軸承座冷卻水孔內(nèi)結(jié)垢堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致輥?zhàn)颖倔w溫度升高軸承抱死或軸承蓋爆裂，重新加劇輥?zhàn)虞S承座漏水。
扇形段下線后，檢測輥面數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)輥?zhàn)铀莠F(xiàn)象嚴(yán)重，尤其是矯直段輥面，有時是嶄新的扇形段上線后不久也有輥面塌陷現(xiàn)象，在生產(chǎn)過程中，站在矯直段旁邊發(fā)現(xiàn)扇形段有明顯的振動擺動現(xiàn)象，根據(jù)輥?zhàn)虞S承載荷計(jì)算反推輥?zhàn)邮芰?，在拉鋼過程中輥?zhàn)虞S承受力已超過其極限值，導(dǎo)致輥?zhàn)痈虞S承的角位移已經(jīng)超出其設(shè)計(jì)范圍[2]。同時滯坯現(xiàn)象時有發(fā)生。此現(xiàn)象發(fā)生在試生產(chǎn)的早期階段。
密封結(jié)構(gòu)，冷卻水質(zhì)，輥?zhàn)邮芰κ菍?dǎo)致輥?zhàn)勇┧娜齻€主要因素。
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1.根據(jù)邯鋼DANIELI連鑄機(jī)的輥?zhàn)用芊庑问?，由原來的O型圈密封逐步為蕾型密封，從密封本體上增大密封件的面積，即由原來O形圈的線密封（圖2）改進(jìn)為蕾型密封的面密封（圖4）。如下圖所示：
輥?zhàn)又虚g軸承座漏水治理取得效果后，側(cè)軸承座又成為新的漏水點(diǎn)。通過觀察發(fā)現(xiàn)，由于中間軸承座在使用蕾型密封之后，工人在往扇形段上安裝輥?zhàn)訒r候，為了使軸承座銷孔對應(yīng)好定位銷，習(xí)慣性地用錘子敲擊側(cè)軸承座，導(dǎo)致內(nèi)置式旋轉(zhuǎn)接頭陶瓷密封損壞（圖5）。為此，我們把內(nèi)置式改為外置式旋轉(zhuǎn)接頭，即使外置式旋轉(zhuǎn)接頭漏水，也可以單獨(dú)更換旋轉(zhuǎn)接頭，而不必整臺更換扇形段。
2.扇形段輥?zhàn)勇┧溯佔(zhàn)咏Y(jié)構(gòu)密封形式設(shè)計(jì)存在先天不足外，來自綜合泵站的設(shè)備水質(zhì)也是導(dǎo)致輥?zhàn)勇┧闹匾?。因?yàn)槔鋮s不足直接導(dǎo)致潤滑脂碳化，密封老化，表現(xiàn)為軸承座開裂，輥?zhàn)硬晦D(zhuǎn)，及其原因有二：設(shè)備水硬度大;設(shè)備水存在雜質(zhì)。圖7是2010年做的水質(zhì)檢測結(jié)果，輥?zhàn)永鋮s水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)硬度是0.3-3.2umol/l ，但每次檢測全部超標(biāo)。圖8是從一支輥?zhàn)又星謇硐碌乃浮?/p>
由于原來的連鑄機(jī)設(shè)備水回水管道與轉(zhuǎn)爐、熱軋等區(qū)域設(shè)備共用一個DN1300管道——流量大、回水壓力大，且最后終回流一個大池內(nèi)，加藥軟化難度大，水質(zhì)清潔度控制難度大。鑒于以上因素，我們做如下改進(jìn)：1.鋪設(shè)新的連鑄設(shè)備水回水專用管道，單獨(dú)把連鑄設(shè)備回水流入連鑄專用回水池內(nèi)，這樣利用加藥降低水質(zhì)硬度，使設(shè)備水的水質(zhì)硬度處于可控范圍之內(nèi);2.在設(shè)備水進(jìn)水主管道增設(shè)過濾器，同時在連鑄各扇形段進(jìn)水管道上再加設(shè)Y型過濾器，定期清理濾芯，使設(shè)備水水中雜質(zhì)能得到有效過濾;3. 在冬夏兩季通過泵站適當(dāng)調(diào)整設(shè)備水進(jìn)水壓力，比如在冬季設(shè)備水進(jìn)水壓力調(diào)整為7.4bar，而對應(yīng)出水壓力僅3.4bar，從設(shè)備水進(jìn)水壓力上減少輥?zhàn)勇┧畮茁省?/p>
3. 隨著扇形段輥?zhàn)勇┧倪M(jìn)一步減少，對鑄坯進(jìn)行精確的二冷冷卻以及改進(jìn)優(yōu)化生產(chǎn)過程中的扇形段輥縫值成為日常生產(chǎn)的重要工作。我們先從清理噴嘴入手，同時點(diǎn)檢矯正噴嘴角度和方向，使噴嘴清理檢查工作定期化、日?；?。利用定修時間通過連鑄主控、連鑄電氣、連鑄機(jī)械三方同時從不同角度檢測二冷水自動調(diào)節(jié)閥控制精度，檢查管道系統(tǒng)對二冷水二冷氣的分配情況。同時逐步改進(jìn)了原設(shè)計(jì)中不合理的輥縫值，使鑄坯按照確定的冷卻曲線，形成規(guī)則的凝固和形變，最終形成均勻的坯殼厚度，使鑄坯和扇形段輥系之間作用力盡可能接近理論受力狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)：鑄坯凝固實(shí)際收縮——設(shè)定的扇形段各段輥縫值——輥?zhàn)邮芰洼伩p變形[2]，三者處于良性循環(huán)狀態(tài)。從輥?zhàn)邮芰ι蠝p少漏水幾率。
3 應(yīng)用效果
2012年12月份定修期間，對1#，2#連鑄機(jī)扇形段進(jìn)行漏水排查。僅2流扇形段5固定側(cè)第5，6，7排輥?zhàn)釉谳S承座墊片處漏水，4流17段內(nèi)弧第7排輥?zhàn)勇┧?流14段內(nèi)弧第7排輥?zhàn)勇┧?，漏水輥?zhàn)铀急壤?/p>
5 ÷816×100% = 0.0061% < 0.1%
連鑄機(jī)設(shè)備水總補(bǔ)水量不足270噸/小時，扣除設(shè)備水冷卻塔內(nèi)的正常揮發(fā)量150噸/小時，以及部分風(fēng)機(jī)冷卻水、切割車?yán)鋮s水設(shè)備的敞開直排量80噸/小時。整個連鑄機(jī)的漏水量不足40噸/小時，兩臺連鑄機(jī)4個流扇形段共有冷卻水軟管1632支，存在一定比例的軟管、接頭漏水。從整體而言，連鑄扇形段輥?zhàn)勇┧卫硪堰_(dá)到預(yù)期效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 干勇， 倪滿森， 余志群. 現(xiàn)代連續(xù)鑄鋼實(shí)用手冊， 北京， 冶金工業(yè)出版社， 2010.
[2] 劉明延， 李平， 欒興家， 等. 板坯連鑄機(jī)， 北京， 機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 .
（作者單位：河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼邯寶煉鋼廠）
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