濟(jì)鋼板坯連鑄機(jī)快臺(tái)優(yōu)化改造

高鈺捷 （濟(jì)南鋼鐵股份有限公司煉鋼廠，濟(jì)南 250101)

濟(jì)鋼板坯連鑄機(jī)快臺(tái)優(yōu)化改造

高鈺捷 （濟(jì)南鋼鐵股份有限公司煉鋼廠，濟(jì)南 250101)

為提高濟(jì)鋼煉鋼廠45 t轉(zhuǎn)爐區(qū)域板坯連鑄機(jī)快臺(tái)設(shè)備的使用壽命，對(duì)板坯連鑄機(jī)快臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化改造。通過(guò)改造快速更換臺(tái)本體傳動(dòng)系統(tǒng)、中臺(tái)及支導(dǎo)段設(shè)備，在裝配過(guò)程提高精度，使快臺(tái)的壽命有了大幅度的提高,穩(wěn)定了生產(chǎn)，降低了設(shè)備的維護(hù)及運(yùn)行成本。

板坯 連鑄機(jī) 快臺(tái) 優(yōu)化 改造

1 引言

煉鋼廠45 t轉(zhuǎn)爐區(qū)域現(xiàn)有4座氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，3臺(tái)板坯連鑄機(jī)，2臺(tái)R6米小方坯連鑄機(jī)，其中3臺(tái)板坯連鑄機(jī)均為多點(diǎn)矯直超低頭板坯連鑄機(jī)，斷面有200×1 400 mm2與 160×1 250 mm2兩種，設(shè)計(jì)生產(chǎn)鋼種為普碳鋼及部分低合金類鋼種。近幾年來(lái)隨著市場(chǎng)形勢(shì)的變化，煉鋼廠順應(yīng)市場(chǎng)變化，相應(yīng)地進(jìn)行了結(jié)構(gòu)調(diào)整，高強(qiáng)類品種鋼的生產(chǎn)計(jì)劃越來(lái)越多，落后老化的設(shè)備在保障能力上的欠缺逐步暴露出來(lái)，尤其是快臺(tái)低壽命的制約更為明顯。

2 現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

根據(jù)幾年來(lái)的使用經(jīng)驗(yàn)及對(duì)快臺(tái)下線原因進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)分析，認(rèn)為快臺(tái)存在的主要問(wèn)題有：偏心軸承、固定軸承易損壞，壽命低;對(duì)中臺(tái)基礎(chǔ)變形，基準(zhǔn)數(shù)據(jù)偏差大;支導(dǎo)段輥?zhàn)訌澢?內(nèi)外弧框架移位;噴淋冷卻系統(tǒng)不適應(yīng)生產(chǎn)需求等。快臺(tái)振動(dòng)機(jī)構(gòu)平面圖如圖1所示。

圖1 快臺(tái)振動(dòng)機(jī)構(gòu)平面圖

3 改造措施

針對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，快臺(tái)優(yōu)化改造主要分為快速更換臺(tái)本體傳動(dòng)系統(tǒng)改造、對(duì)中臺(tái)改造、裝配過(guò)程提高精度、支導(dǎo)段設(shè)備改造4個(gè)部分。

3.1 快速更換臺(tái)本體傳動(dòng)系統(tǒng)改造

快速更換臺(tái)本體傳動(dòng)系統(tǒng)改造主要分3個(gè)方面進(jìn)行：

（1)偏心軸部件的初始設(shè)計(jì)軸承為53528（偏心軸承)與3053138（固定軸承)各4盤，根據(jù)損害下線的軸承分析，基本為軸承承受的載荷過(guò)高，初始設(shè)計(jì)的軸承不能滿足使用壽命及設(shè)備保障能力的需求。通過(guò)與廠家進(jìn)行協(xié)商，對(duì)軸承進(jìn)行長(zhǎng)壽化攻關(guān)，廠家將軸承更改為23230（偏心軸承)與24240（固定軸承)各4盤;我廠將偏心軸相應(yīng)部位加粗，軸的材質(zhì)由45#改為42CrMo[1]，偏心軸頸的偏心量按拉坯工藝要求保持不變，直徑由140 mm增加為150 mm，軸頭直徑由75 mm增大至110 mm。并且對(duì)軸承座及骨架油封等部位也進(jìn)行了相應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)，以適應(yīng)軸承增大后帶來(lái)的要求。改后的偏心軸裝配，偏心軸承的中心位置及端部聯(lián)軸器的位置相對(duì)與原來(lái)相同。

（2)角部減速機(jī)與偏心軸的連接件初始設(shè)計(jì)為齒式聯(lián)軸器，模數(shù)m=4，齒數(shù)z=40。但是由于齒式聯(lián)軸器的齒側(cè)間隙標(biāo)準(zhǔn)量為0.17 mm，增加了傳動(dòng)累加間隙，且因備件材質(zhì)、熱處理及加工狀況、潤(rùn)滑狀況、安裝對(duì)中狀況的差異，多數(shù)情況下，兩側(cè)聯(lián)軸器間隙不同，磨損速度不同，從而導(dǎo)致振動(dòng)的不平穩(wěn)[2]，結(jié)晶器產(chǎn)生橫向搖擺，加劇了結(jié)晶器銅板的磨損，并頻繁發(fā)生鑄坯質(zhì)量事故。考慮到以上幾點(diǎn)后，將齒式聯(lián)軸器改為膜片聯(lián)軸器，膜片聯(lián)軸器與齒式聯(lián)軸器相比零部件間具有沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)和磨損，無(wú)傳動(dòng)間隙，不需要潤(rùn)滑、密封，無(wú)噪聲，基本不用維修等特點(diǎn)，采用膜片聯(lián)軸器后，原來(lái)經(jīng)常出現(xiàn)的聯(lián)軸器螺栓松動(dòng)掉落現(xiàn)象消除，振動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)晶器銅板平均使用壽命提高600爐次，漏鋼事故明顯降低。

（3)減速機(jī)改為硬齒面減速機(jī)，齒面硬度及加工精度高，承載能力高，磨損壽命長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，很大程度減少了因齒面磨損不均，間隙增大，導(dǎo)致快臺(tái)振動(dòng)不穩(wěn)，鑄坯質(zhì)量差，停機(jī)下線的情況發(fā)生。

3.2 對(duì)中臺(tái)的改造

由于快臺(tái)對(duì)中臺(tái)使用時(shí)間已有十幾年，對(duì)中臺(tái)的樣規(guī)下部插槽變形，上部拉桿螺紋磨損，鑄機(jī)后緣線位置前移，導(dǎo)致對(duì)中時(shí)樣規(guī)與支導(dǎo)段下部單輥之間的數(shù)值產(chǎn)生偏差，經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的調(diào)查和對(duì)圖紙?jiān)紨?shù)據(jù)的校對(duì)，將現(xiàn)場(chǎng)使用快臺(tái)測(cè)量出的前傾或后仰的數(shù)據(jù)與對(duì)中臺(tái)對(duì)中時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)在CAD軟件上作出簡(jiǎn)易圖，進(jìn)行比較，找出兩者在拉桿上下移動(dòng)產(chǎn)生圓弧上偏差的具體數(shù)值，以此具體數(shù)值作為對(duì)中臺(tái)調(diào)整的依據(jù)，將對(duì)中臺(tái)進(jìn)行重新調(diào)整，調(diào)整后的快臺(tái)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行二次驗(yàn)證，這樣就很好地保證了設(shè)備在線安裝時(shí)的對(duì)弧精度。優(yōu)化后的對(duì)中臺(tái)如圖2所示。

圖2 優(yōu)化后的對(duì)中臺(tái)

3.3 快臺(tái)整備過(guò)程中采取措施，提高設(shè)備整備精度，延長(zhǎng)使用壽命

根據(jù)實(shí)際使用情況，將減速機(jī)的嚙合間隙嚴(yán)格調(diào)整為0.05～0.10 mm，在潤(rùn)滑方面選用320#極壓工業(yè)齒輪油，提高齒輪的磨損壽命。更換偏心軸裝配時(shí)，保證兩側(cè)偏心軸相對(duì)應(yīng)的偏心量相近，軸承游隙相近。裝配中確保中心減速機(jī)與角部減速機(jī)、角減速機(jī)與偏心軸的兩軸同軸度。建立快臺(tái)線外模擬試驗(yàn)臺(tái)，快臺(tái)整備完畢安裝結(jié)晶器后進(jìn)行整體試水、試壓，實(shí)現(xiàn)模擬試驗(yàn)檢測(cè)，結(jié)晶器的振動(dòng)軌跡符合要求，并重點(diǎn)對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行打壓試驗(yàn)，杜絕堵塞及漏油故障。

3.4 支導(dǎo)段的改進(jìn)

（1)支導(dǎo)段輥?zhàn)臃譃?φ130、φ150、φ200 三種，原來(lái)采用單長(zhǎng)輥形式，輥?zhàn)涌箯澢芰Σ睿佔(zhàn)右讖澢冃危档土酥?dǎo)段使用壽命，基于上述缺點(diǎn)，將單長(zhǎng)輥改為雙節(jié)輥，提高了輥?zhàn)拥膹澢鷱?qiáng)度，杜絕了輥?zhàn)拥膹澢冃巍?/p>

（2)由于支導(dǎo)段使用年限較長(zhǎng)，內(nèi)外弧框架銹蝕嚴(yán)重，有些部位變形，框架間的定位鍵槽有損壞擴(kuò)大的情況，在使用過(guò)程中內(nèi)外弧框架相對(duì)移位，導(dǎo)致支導(dǎo)段開口度和對(duì)弧情況的變化。基于這種情況，支導(dǎo)段內(nèi)外弧框架與側(cè)弧框架裝配調(diào)整結(jié)束后，配鉆?30的定位孔，采用定位銷定位，這樣就可有效防止框架的移位。

（3)更改噴淋系統(tǒng)。原來(lái)噴淋系統(tǒng)采用汽水霧化冷卻，它是由壓縮空氣與二冷水在噴嘴中混合形成氣霧冷卻的，噴嘴為5-5形式排列，這就導(dǎo)致了鑄坯經(jīng)過(guò)支承導(dǎo)向段時(shí)冷卻強(qiáng)度大并且冷卻不均勻，對(duì)鑄坯質(zhì)量產(chǎn)生影響[3]。在提高鑄坯質(zhì)量及冷卻效果的基礎(chǔ)上，重新選取氣水比，噴嘴改型為HPZ5.5-150型，將噴嘴位置進(jìn)行合理的改動(dòng)，改為4-3形式排列，鑄坯質(zhì)量明顯改善，支導(dǎo)段框架銹蝕情況有所減輕。改造后的支承導(dǎo)向段外弧側(cè)部分噴淋架如圖3所示。

4 小結(jié)

通過(guò)對(duì)快臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)中臺(tái)、支導(dǎo)段框架及噴淋系統(tǒng)等方面進(jìn)行優(yōu)化改造，改造前快臺(tái)的平均使用壽命小于1 000爐，改造后快臺(tái)使用壽命提高至3 000爐左右，在線使用壽命顯著提高，不僅穩(wěn)定了煉鋼廠45 t轉(zhuǎn)爐區(qū)域的生產(chǎn)，降低了設(shè)備的維護(hù)及運(yùn)行成本，更加說(shuō)明了只要積極探索，落后設(shè)備一樣可以達(dá)到較好的使用效果。

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].4版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：351-355.

[2]包國(guó)華，俞學(xué)升.齒式聯(lián)軸器的改進(jìn)[J].機(jī)械工程師，2009（1)：160.

[3]卿家勝，劉青，王欣，等.板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴對(duì)冷卻效果影響的研究[J].煉鋼，2010，26（1)：48-52.

Optimization and Modification of Jigang Slab Caster Quick Exchange Machine

Gao Yujie

The quick exchange machine of slab caster at 45 t converter section of Jigang Steel-making Subsidiary was optimized and modified in order to prolong its service life.The drive system of quick exchange machine,intermediate platform and supporting and guiding device were modified.The assembly accuracy was increased and the life of quick exchange machine substantially prolonged.Moreover,the production was stabilized and equipment maintenance and running cost reduced.

slab,caster,quick exchange machine,optimization,modification

（收稿 2011-10-21 編輯 潘娜)

高鈺捷，主要從事機(jī)械設(shè)備管理工作。