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(chē)間 2011-8-23）摘要：本文介紹了舞陽(yáng)鋼鐵公司第一煉鋼廠1900mm 大型板坯連鑄機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的表面質(zhì)量問(wèn)題，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際分析了產(chǎn)生鑄坯表面缺陷的原因，針對(duì)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(yáng)鋼鐵公司第一煉鋼廠1900mm 大型板坯連鑄機(jī)是我國(guó)自行制造的第一臺(tái)大型板坯連鑄機(jī)，由于設(shè)計(jì)制造方面的原因，這臺(tái)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(jì)劃外率較高的現(xiàn)象。近兩年通過(guò)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，查找問(wèn)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(guò)對(duì)鑄機(jī)弧形段設(shè)備檢修對(duì)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(cè)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(jiǎn)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(dòng)臺(tái)，支撐導(dǎo)向段，1#-12#共12臺(tái)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(shí)際中，板坯最常見(jiàn)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(dòng)使得坯殼表面所受應(yīng)力不斷變化，當(dāng)所受應(yīng)力超過(guò)坯殼的抗拉強(qiáng)度時(shí)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(duì)中不好、輥縫誤差較大、二次冷卻不均勻的話，坯殼表面會(huì)受到過(guò)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(shí)坯殼的抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生了裂紋。鑄坯在

4、鑄機(jī)內(nèi)過(guò)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(guò)對(duì)近三年的鑄機(jī)在線對(duì)弧 、輥縫測(cè)量和鑄坯合格率等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)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?zhàn)拥脑诰€對(duì)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(shí)，鑄機(jī)的在線對(duì)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(shí)，鑄機(jī)的在線對(duì)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(duì)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(duì)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(guò)

5、程中才不會(huì)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(tái)扇形段檢修時(shí)輥?zhàn)釉趯?duì)中臺(tái)對(duì)中弧線保證的。因此，為了確保鑄機(jī)的在線精度，每臺(tái)設(shè)備在離線檢修前都對(duì)基準(zhǔn)座及樣規(guī)基準(zhǔn)頂桿進(jìn)行了校驗(yàn)，檢修過(guò)程中進(jìn)行了嚴(yán)格的對(duì)中要求。但是通過(guò)在線測(cè)量，即使輥?zhàn)与x線檢修時(shí)對(duì)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?zhàn)虞伩p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(shí)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?zhàn)痈鶕?jù)弧線要求安裝在上下框架上，在離線檢修時(shí)在對(duì)中臺(tái)上用樣規(guī)進(jìn)行輥?zhàn)訉?duì)中，對(duì)中合格后通過(guò)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(cè)量輥縫至標(biāo)準(zhǔn)值后即可上線使用，整體結(jié)構(gòu)及對(duì)中情況見(jiàn)示意圖:樣規(guī)基準(zhǔn)頂桿輥?zhàn)酉驴蚣軐?duì)中樣規(guī)樣規(guī)基準(zhǔn)頂桿對(duì)中樣規(guī)上框架輥 子 下框架對(duì)中示意圖 上框架對(duì)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(wú)論上下框架對(duì)弧精度怎么高，可是整體合攏后，5個(gè)輥?zhàn)拥妮伩p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?zhàn)觾啥藶榛c(diǎn)進(jìn)行上下輥?zhàn)虞伩p測(cè)量調(diào)整的，只要這4個(gè)點(diǎn)輥縫調(diào)整到規(guī)定數(shù)值就可以了。后來(lái)對(duì)檢修過(guò)的設(shè)備進(jìn)行所有輥縫測(cè)量檢查發(fā)現(xiàn)，每臺(tái)設(shè)備除了1#、4#輥?zhàn)虞伩p合格外，其它輥?zhàn)拥妮伩p都存在偏差，經(jīng)過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，每一臺(tái)設(shè)備的1

7、#、5#兩組輥?zhàn)虞伩p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?zhàn)虞伩p不同程度的偏大，偏離值和邊輥相當(dāng)。發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題后對(duì)在線設(shè)備的每一組輥?zhàn)舆M(jìn)行輥縫測(cè)量，除了規(guī)定的測(cè)量點(diǎn)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(tái)設(shè)備輥縫偏差規(guī)律和在線設(shè)備測(cè)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(cè)時(shí)用樣規(guī)進(jìn)行弧線檢測(cè)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(wú)法測(cè)量弧線的，只有靠每組輥?zhàn)拥妮伩p來(lái)確保，因此，當(dāng)設(shè)備上線后外弧對(duì)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(huì)較大。

8、從測(cè)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(shí)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(duì)離線檢修對(duì)中臺(tái)進(jìn)行了校驗(yàn)測(cè)量，對(duì)中臺(tái)最大誤差為0.04mm ，滿足誤差小于0.05mm 的精度要求，又對(duì)檢修樣規(guī)進(jìn)行了校驗(yàn)，樣規(guī)也符合精度要求，經(jīng)過(guò)對(duì)上下框架的對(duì)中樣規(guī)進(jìn)行了互靠檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)兩樣規(guī)的弧線是一樣的。通過(guò)對(duì)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(shí)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(duì)中，可能會(huì)造成弧線的偏離，這就相當(dāng)于弧形半徑一樣的兩個(gè)園，當(dāng)

9、兩園分離后，弧線之間的距離就會(huì)發(fā)生變化，如下圖所示：離時(shí) 內(nèi)外弧線變化示意圖結(jié)合鑄機(jī)每個(gè)扇形段對(duì)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(shí)，內(nèi)外弧線重合，上下框架每對(duì)輥?zhàn)娱g距相等。如下圖所示，當(dāng)上框架沿3#輥?zhàn)又行木€上升時(shí)，其它輥?zhàn)右餐瑫r(shí)垂直上升，3#輥?zhàn)由仙筝佔(zhàn)又行木酁樯仙叨萢 與下限位輥?zhàn)又行木郼 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(tái)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?zhàn)游恢玫奈恢?外弧輥?zhàn)涌蚣軆?nèi)弧輥?zhàn)舆呡佉苿?dòng)后輥間距上下框架位置變化及輥?zhàn)娱g距變化示

10、意圖通過(guò)繪圖計(jì)算，當(dāng)弧形半徑為10500mm 的弧線用于扇形段對(duì)中時(shí)，當(dāng)上框架上升250mm 時(shí)，b 2=a2+b2-2acCOSB, 利用該公式計(jì)算出中間輥輥間距和邊輥輥間距計(jì)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(gè)輥?zhàn)拥妮伩p會(huì)發(fā)生變化，這和設(shè)備合攏后測(cè)量的數(shù)值基本吻合。4.2找出問(wèn)題后，對(duì)每臺(tái)上框架對(duì)中時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了更改，即將1#、5#兩組輥?zhàn)雍蜆影宓膶?duì)中距離由原來(lái)的1.0mm 調(diào)整為1.15mm ，將3#輥?zhàn)拥膶?duì)中距離調(diào)整為0.85mm ，如圖所示; #上框架對(duì)中樣規(guī)改進(jìn)前上框架對(duì)弧數(shù)據(jù)對(duì)中樣規(guī) # # # # # 下框架 改進(jìn)后上框架對(duì)弧數(shù)據(jù) 5，實(shí)

11、施后效果： 通過(guò)對(duì)上框架輥?zhàn)訉?duì)中數(shù)據(jù)的調(diào)整， 使上框架的輥?zhàn)訉?duì)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(shí) ，測(cè)量 5 組輥?zhàn)拥妮伩p誤差小于 0.1mm，滿足了技術(shù)要求。 通過(guò)對(duì)在線設(shè)備輥道測(cè)量檢查，每組輥?zhàn)拥妮伩p復(fù)合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足了生產(chǎn)需求。 結(jié)束語(yǔ)：無(wú)缺陷鑄坯是現(xiàn)代連鑄技術(shù)追求的目標(biāo)，在對(duì)各種新技術(shù)工藝應(yīng)用的同時(shí)，不可忽視設(shè) 備精度對(duì)鑄坯的影響。通過(guò)對(duì) 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(duì)弧不準(zhǔn)，輥縫誤差較大的難題，在 檢修過(guò)程中，嚴(yán)格遵守各項(xiàng)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(shí)，連鑄坯 的表面質(zhì)量也穩(wěn)步提高，為