板坯連鑄機扇形段機冷配管的改進設計

周士凱，田 進，王 蓉，李新強，薛 松

(中國重型機械研究院股份公司，陜西 西安 710032)

0 前言

扇形段是板坯連鑄機的重要設備，位于彎曲之后，切前輥道之前。它的主要功能是送裝引錠桿，支托、冷卻、拉矯板坯，減小坯殼兩相界處在鋼水靜壓力作用下產生的鼓肚應變和矯直應變［1］。

扇形段機上配管包括液壓、潤滑配管;二冷水、氣配管;機冷配管。機冷配管包括軸承冷卻管路和輥子冷卻管路。軸承和輥子的冷卻水均通過底座與框架之間的不銹鋼接水板接入，輥子裝配在框架上固定完畢后，進、出水路就會自動接通。

根據R 鋼廠扇形段機冷配管的改進，詳細論述兩種機冷配管的結構特點。

1 改進前機冷配管

R 鋼廠板坯連鑄機為一臺一機一流，澆注斷面為230 mm×2050 mm，其扇形段自由輥與框架的裝配如圖1 所示。自由輥為三分段結構，6個軸承座。自由輥裝配5 通過螺栓和底座1、6、8 連接;底座1、6、8 焊接在立板2 上;筋板4與底座1、6、8 和立板2 焊接。

自由輥冷卻水路圖如圖2 所示。軸承冷卻與輥子冷卻為串聯關系，即冷卻進水先冷卻各個軸承，然后匯合進入輥子中心開孔對輥子進行冷卻。

由圖1、圖2 可知，此機冷配管結構有以下特點:

(1)配管由不銹鋼矩形管焊接而成;

(2)軸承座進水孔11、軸承座回水孔10 和回水孔15 垂直打通底座，與進水管3、軸承座回水管9 和回水管7 直接相通。

其存在問題:

(1)結構復雜;

(2)矩形管3、9 的焊接須分兩步完成，首先與立板2 和底座1、6、8 完成焊接，然后再與L 形鋼板12、13、14 焊接，加工、焊接復雜;

(3)在對底座的水孔10、11、15 加工時，鐵屑會進入矩形管內，必須用磁鐵棒吸出，并用高壓水沖洗，無疑增加了制作成本和周期［2］;

(4)使用壽命短。由于各立板間空間狹小，在各立板組合焊接成框架之前，必須完成矩形管與立板、底座的焊接，因此在對框架進行熱處理時，不銹鋼矩形管也隨之被熱處理。框架(材質為Q345B)的熱處理溫度為550℃～600℃，此溫度范圍內不銹鋼會發生晶間腐蝕［3］，使矩形管強度下降，在使用過程中易產生裂縫等缺陷，造成管路漏水，嚴重影響設備使用壽命。

(5)由于配管與框架焊接成一個整體，且各立板間空間狹小，發生漏水后修復更換難度大。

2 改進后的機冷配管

在R 鋼廠連鑄機扇形段改造工程中，在自由輥輥子分段不變、輥子冷卻水路不變的前提下，優化了扇形段機冷配管結構。如圖3 所示。

機冷配管的改進措施:

(1)配管由不銹鋼矩形管和不銹鋼圓管組合焊接而成;

(2)軸承座的進水和回水不直接與矩形管相通，而是通過進水支管10 和回水支管9 與進水管3 和回水管8 連通;

(3)軸承座進水孔11、12，軸承座回水孔13、14 均為兩個相互垂直的孔，進水或回水從水平孔引出，加工更加簡便;

(4)回水孔15、16 亦相互垂直，回水從水平孔16 引出，這樣保證了回水管7 的焊接在框架熱處理之后進行。

改進后的機冷配管的特點:

(1)結構相對簡單;

(2)改進后，先對底座的水孔進行加工，再焊接配管，避免了鐵屑會進入矩形管內;

(3)由于全部配管的焊接在框架的熱處理之后，避免了不銹鋼在熱處理過程中發生晶間腐蝕，保證了其強度不變，延長了使用壽命;

(4)由于矩形管不與底座直接焊接，而是通過支管與底座焊接，所以發生漏水時維修相對方便。

3 結論

通過對R 鋼廠扇形段機冷配管改進前后的實際使用情況看，改進后的機冷配管優點如下:

(1)加工、焊接簡單;

(2)機冷配管的焊接要在框架熱處理之后進行，避免不銹鋼管在熱處理過程中產生晶間腐蝕，降低強度;

(3)維修方便、周期短。

［1］楊拉道，謝東鋼.常規板坯連鑄機［M］.北京:冶金工業出版社，2002.

［2］羅露.連鑄機輥系水冷系統及干油潤滑系統分析［J］.重型機械，2010(S1):9－13.

［3］張文華.不銹鋼及其熱處理［M］.沈陽:遼寧科學技術出版社，2010.