改進(jìn)連鑄機(jī)二冷段檢修工(2)

1、改進(jìn)連鑄機(jī)二冷段檢修工藝提高連鑄坯表面質(zhì)量朱獻(xiàn)忠（舞鋼公司 第一煉鋼廠 連鑄車間 2011-8-23）摘要：本文介紹了舞陽鋼鐵公司第一煉鋼廠1900mm 大型板坯連鑄機(jī)在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的表面質(zhì)量問題，根據(jù)生產(chǎn)實際分析了產(chǎn)生鑄坯表面缺陷的原因，針對二冷段主要設(shè)備檢修工藝進(jìn)行了改進(jìn)，提高了鑄機(jī)的在線精度，從而提高了連鑄坯的表面質(zhì)量。關(guān)鍵詞：二冷段 檢修工藝 鑄坯表面質(zhì)量前言：舞陽鋼鐵公司第一煉鋼廠1900mm 大型板坯連鑄機(jī)是我國自行制造的第一臺大型板坯連鑄機(jī)，由于設(shè)計制造方面的原因，這臺連鑄機(jī)自投產(chǎn)后一直存在著鑄坯表面質(zhì)量不高，產(chǎn)品計劃外率較高的現(xiàn)象。近兩年通過總結(jié)經(jīng)驗，查找問題，認(rèn)為鑄機(jī)的在線

2、精度是影響鑄坯表面質(zhì)量的一大原因。經(jīng)過對鑄機(jī)弧形段設(shè)備檢修對弧工藝的改進(jìn)，極大的提高了鑄機(jī)弧形段設(shè)備在線的弧線精度和輥縫的測量精度，使得鑄坯的表面質(zhì)量穩(wěn)步提高，連鑄生產(chǎn)趨于穩(wěn)定順行。1、鑄機(jī)簡介該連鑄機(jī)是單機(jī)單流，立彎式弧形板坯連鑄機(jī)，它主要由結(jié)晶器，振動臺，支撐導(dǎo)向段，1#-12#共12臺扇形段及其它輔助設(shè)備組成，鑄機(jī)部分工藝參數(shù)如表一：（表一） 2、鑄坯表面缺陷與鑄機(jī)精度的關(guān)系分析2.1連鑄坯缺陷大體可分為表面缺陷、內(nèi)在缺陷、形狀缺陷等。在生產(chǎn)實際中，板坯最常見的表面缺陷主要有縱裂、橫裂、1/4處網(wǎng)裂、寬面中間網(wǎng)裂、皮下裂紋、角部裂紋等主要缺陷，其中內(nèi)部缺陷主要與前部煉鋼工序，連鑄工藝等生

3、產(chǎn)工藝有關(guān)，而表面裂紋等缺陷則主要和鑄機(jī)精度、冷卻工藝、澆注工藝、鋼種等有著密切的關(guān)聯(lián)。在冶金界普遍認(rèn)為，鑄坯表面的裂紋是鋼水在結(jié)晶器內(nèi)冷卻的初期，就由于結(jié)晶器內(nèi)冷卻的不均勻，造成初生坯殼厚度不均勻，在坯殼薄的地方產(chǎn)生應(yīng)力集中，另外，由于結(jié)晶器的上下運(yùn)動使得坯殼表面所受應(yīng)力不斷變化，當(dāng)所受應(yīng)力超過坯殼的抗拉強(qiáng)度時就產(chǎn)生了細(xì)微的表面裂紋。這些細(xì)微的裂紋在出結(jié)晶器下口進(jìn)入支撐導(dǎo)向段和扇形段后，如果弧線對中不好、輥縫誤差較大、二次冷卻不均勻的話，坯殼表面會受到過多的復(fù)雜的外部應(yīng)力，從而促使原本細(xì)小的表面裂紋進(jìn)一步擴(kuò)大，轉(zhuǎn)變?yōu)殍T坯表面缺陷，或者當(dāng)這些綜合應(yīng)力大于當(dāng)時坯殼的抗拉強(qiáng)度時就產(chǎn)生了裂紋。鑄坯在

4、鑄機(jī)內(nèi)過程如示意圖： 扇形段外弧側(cè) 鑄機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2.2經(jīng)過對近三年的鑄機(jī)在線對弧 、輥縫測量和鑄坯合格率等數(shù)據(jù)統(tǒng)計對比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)連鑄生產(chǎn)工藝不變的情況下，鑄坯發(fā)生表面各種缺陷的概率和鑄機(jī)輥子的在線對弧偏差及輥縫偏差是成正比的。既當(dāng)某一階段鑄坯質(zhì)量穩(wěn)定，各種表面缺陷較少，鑄坯合格率較高時，鑄機(jī)的在線對弧數(shù)據(jù)也比較好，輥縫也比較均勻。當(dāng)某一階段鑄坯質(zhì)量較差時，鑄機(jī)的在線對弧數(shù)偏差也相應(yīng)較大，輥縫變化也比較大。因此，鑄坯表面質(zhì)量缺陷和鑄機(jī)對弧及輥縫精度有著密切的聯(lián)系。（表二） 3，扇形段，支撐導(dǎo)向段離線檢修對弧方法及缺陷分析3.1鑄機(jī)在線弧線分內(nèi)弧線和外弧線，只有確保內(nèi)外弧線誤差不大，鑄坯在拉出的過

5、程中才不會受到多余的附加應(yīng)力。從理論上講，鑄機(jī)在線弧線精度是由每一臺扇形段檢修時輥子在對中臺對中弧線保證的。因此，為了確保鑄機(jī)的在線精度，每臺設(shè)備在離線檢修前都對基準(zhǔn)座及樣規(guī)基準(zhǔn)頂桿進(jìn)行了校驗，檢修過程中進(jìn)行了嚴(yán)格的對中要求。但是通過在線測量，即使輥子離線檢修時對中精度都達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，在線設(shè)備的每組輥子輥縫還是存在很大的偏差，這些偏差造成鑄機(jī)內(nèi)弧線產(chǎn)生了不均勻的現(xiàn)象。這些偏差應(yīng)該是設(shè)備離線檢修時產(chǎn)生的。3.2扇形段和支撐導(dǎo)向段是由上下框架組成，每根輥子根據(jù)弧線要求安裝在上下框架上，在離線檢修時在對中臺上用樣規(guī)進(jìn)行輥子對中，對中合格后通過4根連接導(dǎo)柱將上下框架合攏，合攏后調(diào)整連接導(dǎo)柱，將上框

6、架沿連接導(dǎo)柱上升到所需高度，測量輥縫至標(biāo)準(zhǔn)值后即可上線使用，整體結(jié)構(gòu)及對中情況見示意圖:樣規(guī)基準(zhǔn)頂桿輥子下框架對中樣規(guī)樣規(guī)基準(zhǔn)頂桿對中樣規(guī)上框架輥 子 下框架對中示意圖 上框架對中示意圖接導(dǎo)柱 輥輥組裝后整體結(jié)構(gòu)示意圖3.3但是發(fā)現(xiàn)，無論上下框架對弧精度怎么高，可是整體合攏后，5個輥子的輥縫是不均勻的。按檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，上下框架檢修完合攏后，是以1#、4#上下兩組輥子兩端為基點進(jìn)行上下輥子輥縫測量調(diào)整的，只要這4個點輥縫調(diào)整到規(guī)定數(shù)值就可以了。后來對檢修過的設(shè)備進(jìn)行所有輥縫測量檢查發(fā)現(xiàn)，每臺設(shè)備除了1#、4#輥子輥縫合格外，其它輥子的輥縫都存在偏差，經(jīng)過對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，每一臺設(shè)備的1

7、#、5#兩組輥子輥縫都不同程度的偏小，最大的可比標(biāo)準(zhǔn)值小0.4mm ，最小的也小0.2mm ，而中間的3#輥子輥縫不同程度的偏大，偏離值和邊輥相當(dāng)。發(fā)現(xiàn)這一問題后對在線設(shè)備的每一組輥子進(jìn)行輥縫測量，除了規(guī)定的測量點輥縫正常之外，其它部位輥縫數(shù)值和基準(zhǔn)數(shù)值偏差較大，而且每臺設(shè)備輥縫偏差規(guī)律和在線設(shè)備測量數(shù)值基本吻合。3.4連鑄機(jī)的外弧線隨設(shè)備下框架固定在基礎(chǔ)支座上，檢測時用樣規(guī)進(jìn)行弧線檢測和調(diào)整，而內(nèi)弧線是根據(jù)所生產(chǎn)鑄坯的厚度不同，隨設(shè)備上框架進(jìn)行升降調(diào)整，內(nèi)弧線在線是無法測量弧線的，只有靠每組輥子的輥縫來確保，因此，當(dāng)設(shè)備上線后外弧對弧正常的情況下，如果輥縫偏差較大，那么，內(nèi)弧的偏差也會較大。

8、從測量數(shù)據(jù)可知，每段設(shè)備的輥縫是不均勻的，因此鑄機(jī)內(nèi)弧弧線也是不均勻的，并且是呈現(xiàn)波浪形。形狀如示意圖： 鑄機(jī)內(nèi)弧線實際和理論偏差示意圖4，造成弧線偏差的原因分析及改進(jìn)措施 4.1當(dāng)發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象后對離線檢修對中臺進(jìn)行了校驗測量，對中臺最大誤差為0.04mm ，滿足誤差小于0.05mm 的精度要求，又對檢修樣規(guī)進(jìn)行了校驗，樣規(guī)也符合精度要求，經(jīng)過對上下框架的對中樣規(guī)進(jìn)行了互靠檢測，發(fā)現(xiàn)兩樣規(guī)的弧線是一樣的。通過對鑄機(jī)圖形進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，雖然鑄機(jī)的弧形半徑較大，但是，在實際生產(chǎn)中內(nèi)外弧的弧線是不一樣的，如果使用同樣弧度的樣規(guī)進(jìn)行上下框架的對中，可能會造成弧線的偏離，這就相當(dāng)于弧形半徑一樣的兩個園，當(dāng)

9、兩園分離后，弧線之間的距離就會發(fā)生變化，如下圖所示：離時 內(nèi)外弧線變化示意圖結(jié)合鑄機(jī)每個扇形段對中和整體結(jié)構(gòu)示意圖可知，當(dāng)下框架固定后，外弧線也隨即確定，上框架在最下位置時，內(nèi)外弧線重合，上下框架每對輥子間距相等。如下圖所示，當(dāng)上框架沿3#輥子中心線上升時，其它輥子也同時垂直上升，3#輥子上升后輥子中心距為上升高度a 與下限位輥子中心距c 之和，而邊輥（1#、5#）上升后的中心線距離小于中間輥中心距，這樣的距離差就造成了鑄機(jī)每臺設(shè)備的輥縫不均勻，使得鑄機(jī)內(nèi)弧線呈現(xiàn)波浪形誤差。中間輥和邊輥輥間距差上框架上升后內(nèi)弧輥子位置的位置 外弧輥子框架內(nèi)弧輥子邊輥移動后輥間距上下框架位置變化及輥子間距變化示

10、意圖通過繪圖計算，當(dāng)弧形半徑為10500mm 的弧線用于扇形段對中時，當(dāng)上框架上升250mm 時，b 2=a2+b2-2acCOSB, 利用該公式計算出中間輥輥間距和邊輥輥間距計算理論偏差可達(dá)0.3mm. 。正是這樣的偏差，造成了上下框架合攏后，每個輥子的輥縫會發(fā)生變化，這和設(shè)備合攏后測量的數(shù)值基本吻合。4.2找出問題后，對每臺上框架對中時的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行了更改，即將1#、5#兩組輥子和樣板的對中距離由原來的1.0mm 調(diào)整為1.15mm ，將3#輥子的對中距離調(diào)整為0.85mm ，如圖所示; #上框架對中樣規(guī)改進(jìn)前上框架對弧數(shù)據(jù)對中樣規(guī) # # # # # 下框架 改進(jìn)后上框架對弧數(shù)據(jù) 5，實

11、施后效果： 通過對上框架輥子對中數(shù)據(jù)的調(diào)整， 使上框架的輥子對中弧形半徑變小， 當(dāng)上下框架合攏 后，將輥縫距離調(diào)整到 2500mm 時 ，測量 5 組輥子的輥縫誤差小于 0.1mm，滿足了技術(shù)要求。 通過對在線設(shè)備輥道測量檢查，每組輥子的輥縫復(fù)合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足了生產(chǎn)需求。 結(jié)束語：無缺陷鑄坯是現(xiàn)代連鑄技術(shù)追求的目標(biāo)，在對各種新技術(shù)工藝應(yīng)用的同時，不可忽視設(shè) 備精度對鑄坯的影響。通過對 舞鋼 1900mm 板坯連鑄機(jī)不斷的進(jìn)行設(shè)備檢修工藝改進(jìn)和提高設(shè) 備的檢修質(zhì)量，確保了鑄機(jī)的在線精度，徹底解決了扇形段對弧不準(zhǔn)，輥縫誤差較大的難題，在 檢修過程中，嚴(yán)格遵守各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，使設(shè)備的檢修精度有了很大的提高，同時，連鑄坯 的表面質(zhì)量也穩(wěn)步提高，為