方圓坯連鑄機夾持段的優(yōu)化研究

1、轉正論文煉鋼廠3#方圓坯連鑄機夾持段的優(yōu)化研究維檢中心冶煉檢修二車間劉 強煉鋼廠3#方圓坯連鑄機夾持段的優(yōu)化研究維檢中心冶煉檢修二車間 劉 強摘 要：夾持段是方圓坯連鑄機的“大動脈”，其檢修質量的好與否直接關系到連鑄機的正常生產和鑄坯質量。根據投產以來現(xiàn)場生產實際對夾持段的對弧、對中存在不足做出詳細的分析，并據實際情況作出優(yōu)化研究，并提出改造措施。解決了現(xiàn)有設備缺陷，提高設備在線使用壽命。關鍵詞：夾持段 對弧 對 中 優(yōu)化研究 改進措施1.前 言攀鋼3#方圓坯連鑄機于2009年10月建成投產。屬1機6流全弧型連鑄機，基本圓弧半徑為方坯r10000 mm，圓坯r10004 mm，連續(xù)矯直，主機部

2、分主要由結晶器、振動臺、電磁攪拌、夾持段、鑄流導向段、拉矯機、引錠桿、后區(qū)輥道等部分組成。其中夾持段是連鑄機的重要設備之一。在實際生產過程中發(fā)現(xiàn)，由于土建結構不牢固，造成基礎框架發(fā)生沉降與變形以及剛性引錠桿的緣故，使得夾持段對中、對弧困難，流道弧度質量下降，容易造成連鑄機漏鋼、鑄坯缺陷、設備非周期下線等事故。因此我們通過對檢修工藝技術進行分析以及對設備自身結構進行優(yōu)化研究，解決夾持段在線對中、對弧的問題，不斷改善在線使用效果，減輕夾持段檢修工作量，減少備品、備件的消耗和降低漏鋼率，為鋼廠保產順行提供保證。2.方圓坯主機設備組成攀鋼方圓坯連鑄機為1機6流。每流主機設備由1臺結晶器、1套振動裝置、

3、1臺電攪、1臺夾持段段、3臺導向輥組成以及1臺自由輥組成。其輥列圖如圖1所示。圖1 方圓坯單流輥列圖3.夾持段的結構、功用3.1夾持段的結構夾持段主要由夾持段框架、內外弧輥子裝配、左右側輥子裝配、上下定位裝置以及冷卻配管、潤滑配管組成(圖二所示)。其中夾持段框架采用一個整體的焊接件, 用螺栓將內外弧輥子裝配,左右側輥子裝配用螺栓連接在框架固定位置即可,利用墊片進行對弧調節(jié)。在線上利用上下定位裝置將夾持段固定于已經設定的支撐架上（主要結構組成如下表所示）。 圖2 夾持段圖片鑄坯規(guī)格：200200mm方坯；200mm圓坯夾持段規(guī)格：方、圓坯各一臺基本圓弧半徑：方坯r10000 mm，圓坯r1000

4、4 mm輥子直徑：f120mm， 輥身長度：內、外弧220 mm；左、右面120 mm輥子排數：4排輥子型式：自由輥輥子冷卻：外部水冷噴淋管型式：豎管噴嘴數量及型號/流：方坯，4排，32只；圓坯，4排，32只表13.2夾持段主要功能從結晶器拉出來的鑄坯進入二次冷卻區(qū)接受噴水冷卻，此時鑄坯坯殼很薄（約20mm）鑄坯內部仍有高溫鋼水，由于鋼水靜壓力的作用，如果鑄坯外沒有支承裝置，坯殼就容易向外發(fā)生膨脹，形成鼓肚變形，發(fā)生漏鋼。夾持段的功能為：引導、支承從結晶器拉出的鑄坯，防止鑄坯坯殼在鋼水靜壓力下產生鼓肚變形乃至漏鋼；引導、支承引錠桿以便進行澆注和拉坯。由于方圓坯連鑄系統(tǒng)鑄坯斷面小，冶金長度較短（

5、一般為6m），因此鑄坯鼓肚變形不是主要矛盾。因此方圓坯連鑄機在實際生產中對夾持段的要求為：在高溫作用下有足夠的強度和剛性；結構簡單，便于維修、事故處理和對中、對弧調整；便于整體更換，便于機旁調整，以適應不同斷面的鑄坯；為加強對鑄坯的冷卻，在加持段上要求裝有冷卻裝置且噴嘴數量和布置要求合理，以便均勻冷卻鑄坯。4、夾持段存在的缺陷分析4.1夾持段對弧、對中質量低夾持段由于設計因素，需要通過本體的螺栓來調節(jié)夾持段的方向。在更換后造成對中、對弧精度差；夾持段固定方式靠掛耳和螺栓，穩(wěn)定性差，在生產過程中發(fā)生位移。造成生產中斷。自投產以來產生停澆、漏鋼、主機設備非周期下線等情況進行統(tǒng)計，并將統(tǒng)計情況繪制表

6、（如表二所示）。項目頻數結晶器非周期下線92%漏鋼40%停澆3%其他5%表二 主要事故情況統(tǒng)計表4.2在線使用過程中產生的弧度誤差分析鑄坯從結晶器拉出后，夾持段對帶液心的鑄坯進行支承、導向、冷卻，鑄坯表面溫度800左右。所以，夾持段一直處于高溫、潮濕的環(huán)境當中，工作環(huán)境相當惡劣，各導輥與鑄坯成線接觸，如果夾持段離線對中、對弧較差或設備在線與鑄流中心線、弧度接口誤差較大，鑄流導向段導輥與鑄坯接觸不均勻，容易出現(xiàn)局部磨損、軸承破損等故障，使設備狀態(tài)快速惡化最終影響到生產。由此可見方圓坯連鑄機的主機設備使用壽命與流道弧度息息相關，鑄坯的質量又與弧度密不可分。夾持段的在線對中、接口弧度（對?。┏瑯?，將

7、導致整個流道弧度精度下降。鑄坯容易出現(xiàn)鼓肚變形等質量缺陷，超標嚴重時便會發(fā)生漏鋼等設備事故。因此夾持段要想具有最佳的工作狀態(tài)，精確的弧度連接是關鍵問題。4.3.夾持段在線發(fā)生變化的主要原因的研究經過長期觀察研究發(fā)現(xiàn)，夾持段對中、對弧數據在線發(fā)生嚴重變化的主要原因有以下幾點：4.3.1事故鑄坯造成澆鋼生產中出現(xiàn)的事故拉坯，由于鑄坯冷卻時間過長，鑄坯變硬，夾持段導輥承受的應力是拉熱坯時的幾倍，導輥軸承容易破損，導輥易破損、變形，直接造成流道弧度超標。4.3.2夾持段設備自身原因對夾持段進行在線對中、對弧，結晶器弧度只能夠在水平方向調整，無法整體上下移動，接口對弧調整困難因素主要在于夾持段。舉例說明

8、：如表三所示（單位mm）設備結晶器夾持段導向段輥號銅管足輥12341對中01.50001.80-0.051.3-0.051.301.8對弧0.600.550-0.05-0.050-0.55表三夾持段查弧記錄對換斷面下線夾持段進行檢查，發(fā)現(xiàn)其中95%設備都存在弧度下降的現(xiàn)象。根據此數據綜合以上兩表數據研究分析后發(fā)現(xiàn)，夾持段在線弧度下降是影響結晶器非周期下線以及正常生產的主要因素。4.3.3引錠桿裝置造成的原因由于方圓坯的引錠桿為剛性引錠桿，并且在鑄流導向段中并未設置對中導向裝置，送引錠時引錠桿自身發(fā)生偏移再加上夾持段自身缺少對中裝置，這樣一來便造成在重復澆注過程中夾持段對中與流道鑄流中心線出現(xiàn)較

9、大偏移，從而鑄坯從結晶器下口拉出時承受的應力發(fā)生變化，達到一定程度時則出現(xiàn)停澆、漏鋼、主機設備非周期下線等情況。5.改進措施5.1控制夾持段檢修質量根據現(xiàn)生產實際可知，方圓坯連鑄機在生產過程中，鑄坯主要是依靠在外弧導輥實現(xiàn)生產。而夾持段在連鑄機中的位置是最特殊的，夾持段的外弧質量直接影響整個連鑄系統(tǒng)流道弧度，因此對于其外弧檢修質量的要求就更加嚴格。夾持段線外檢修的主要技術標準：圓坯（mm）：位置1#4#外弧551.460.20628.660.20側輥470.000.20470.000.20開口度2050.202050.20方坯的內外弧開口度與圓坯一致，側輥開口度為202.60.20mm，外弧導

10、輥標高在圓坯基礎上外弧+4mm，側輥+1.2mm，弧度要求2#、3#導輥均在-0.100mm之間。5.2規(guī)范夾持段內外弧弧度調整作業(yè)內外弧導輥對弧就是在專用對中臺上用樣板檢測、調整夾持段導輥頂部與對弧樣板之間的間隙值。首先內外弧框架按進出口方向吊裝于臥式對中臺上，用塞尺檢查框架基準面與對中臺支撐面之間有無間隙，如有間隙，查明原因，消除間隙，保證下一步導輥調整中弧度標高的真實性。然后根據樣板與導輥之間間隙值，調整軸承座下的墊片組，使導輥與樣板之間的間隙值滿足精度要求，同時內外弧開口度相對誤差0.20mm。此后將夾持段吊裝至立式對中臺進行檢查（其檢修時注意事項與臥式相同）。位置外弧頂面標高內弧頂面

11、標高下基準東17000.3017000.3050.25西17000.3017000.3050.25表四：立式對中標準（mm）從表中觀察，為保證夾持段在線使用精度，要求夾持段頂面四點基準平面度在0.30mm以內，并要求弧度偏差不超過0.25mm。5.3 控制在線夾持段的調整由于現(xiàn)場實際情況與檢修技術標準不能有效結合，所以對其進行調研后做出以下整改：5.3.1在線對中改進措施經過不斷的統(tǒng)計與調研，夾持段鞍馬座兩側尺寸為715.3mm，而夾持段在線安裝支座兩側對應尺寸為740mm（圖三所示），740-715.3=24.7mm導致夾持段在線對中存在竄動間隙較大，又由于方圓坯連鑄系統(tǒng)為剛性引錠桿，在生產

12、中引錠桿往復運動對夾持段在線對中產生負面影響，這樣便不利于實際生產，嚴重則可能造成設備事故。圖三：夾持段支座所以建議對其自身結構進行了部分優(yōu)化，在其自身結構基礎上根據實際需求，在其鞍馬座兩側增加對中定位導向裝置，并將其調整間隙控制在+0.50mm來滿足在線對中要求。即a=740-715.3=24.7mm，b=24.72=12.35mm根據此數據加工定為導向塊（0.10mm時可用墊片調節(jié)）。（圖四所示）圖四 定位導向塊5.3.2在線對弧改進措施由于設備所處條件惡劣，再加上夾持段自身結構限制等原因，造成夾持段在線使用時出現(xiàn)弧度下沉等現(xiàn)象。又由于每一臺夾持段線外檢修時都將花費大量的時間。對于此，經過

13、長期摸索與探討決定在夾持段鞍馬座與基礎框架連接處增加固定肋板以此來確保夾持段外弧基準線不發(fā)生太大偏差。6.改造效果通過以上方案實施，夾持段在線使用效果明顯得到改善。夾持段在線使用壽命不僅得到延長，同時結晶器銅管的非周期下線也得到了明顯改善。檢修的效率也提高了?，F(xiàn)階段達到了以下技術指標：更換斷面的檢修時間：16 h（原來為24h）夾持段與結晶器的對弧、對中合格率99鑄機產能達到設計要求：100萬噸/年鑄坯由對中、對弧原因引起的次坯、廢坯率由原來的0.09%下降到0.04%。7.結束語方圓坯是攀鋼的新產品，面向西南三省，是攀鋼創(chuàng)效益的連鑄機。由于是新建的鑄機，較多的工序未梳理，鑄機設備的檢修也無成熟經驗。設備的發(fā)展方向就是要使用壽命長，使用精度高。使系統(tǒng)設備穩(wěn)定運行，以發(fā)揮其