連鑄扇形段自由輥旋轉接頭漏水原因分析及結構改造

摘 要：針對板坯連鑄機扇形段自由輥內置式單通道旋轉接頭在線運行漏水時無法在線處理，必須整體更換扇形段的問題，基于現有扇形段自由輥結構，以最低的改造成本對自由輥旋轉接頭結構進行優化改造，實現旋轉接頭在線漏水時可以更換，降低維修成本及人力的目標。

關鍵詞：扇形段；自由輥；旋轉接頭；改造

前言

板坯連鑄機扇形段主要是對已經形成固態坯殼或完全凝固的板坯進行支撐及傳輸，防止鑄坯坯殼在鋼水靜壓力的作用下產生鼓肚變形。由于板坯溫度非常高，而主要對板坯起支撐作用的就是扇形段自由輥，為保證自由輥長時間的使用壽命，避免自由輥內軸承因高溫而加快損壞，一般在自由輥兩端或一端設計了單通道或雙通道的旋轉接頭，對自由輥提供內部冷卻。

以本單位為例：我廠2#連鑄機為雙流板坯連鑄機，每流共計有16個扇形段，加上17個操作更換件，共計有49個扇形段，每個扇形段有12支自由輥，共計48個旋轉接頭。原來設計時旋轉接頭為單通道內置式旋轉接頭，位于自由輥兩端旋轉接頭支座內部，如果要更換旋轉接頭，必須要從扇形段框架上把自由輥拆下來，把旋轉接頭支座從自由輥上解體，方能更換。一旦扇形段上線使用后旋轉接頭出現漏水，在線根本無法處理，因為無法在線拆裝扇形段自由輥。如果不及時更換扇形段，會造成自由輥冷卻效果大幅降低，而軸承工作溫度也會急劇升高，最終導致自由輥出現死輥的現象，對板坯表面造成劃傷，影響質量，且扇形段因此提前下線，維護成本和人工都會大大增加。

1 原因分析

1.1 自由輥結構

如圖1所示，序號1為旋轉接頭支座，序號2為扇形段自由輥，序號3為接水板，序號4為旋轉接頭，序號5為接水套，序號6為軸承座。圖示灰色填充為自由輥內端水的流向。

旋轉接頭支座1是通過螺栓固定在軸承座6上面，而進水是由水套5（一半在接水板3內，另一半在旋轉接頭支座1內，兩端均有密封）連通接水板與旋轉接頭支座，保證冷卻水的供應。

1.2 原因分析

一旦旋轉接頭因為裝配問題或密封老化問題上線后出現漏水，水就會進入旋轉接頭支座1的空腔內，進而會流入軸承座6內，導致軸承內干油乳化，潤滑失效，軸承會加速磨損直至損壞，最終因此輥子會出現死輥而劃傷板坯。而扇形段上線后輥子無法在線拆裝，旋轉接頭支座因固定在軸承座上且水套安裝在旋轉接頭支座與接水板之間，所以旋轉接頭及其支座都無法從軸向取出，輥子又不能向上起吊，所以漏水就無法處理，只能整體更換扇形段，下線至維修間進行解體后更換，這樣就使用扇形段的使用壽命大大降低，人工及維修成本大幅攀升。

2 改造方向及方案實施

2.1 改造方向

為了便于旋轉接頭能夠在線進行更換，改造的主要目的就是能夠在扇形段上線后，對自由輥不拆卸的情況下能夠更換旋轉接頭。

考慮到扇形段數量較多，安裝在扇形段上的旋轉接頭總數有1176個，所以要盡可能地少做動，否則改造的花費會很多。

由于進水方式是由接水板通過水套自動接通的，如果變更冷卻水接入方式會造成大面積的改動，花費成本較高，所以還是利用原來舊的旋轉接頭支座進行修復，通過對旋轉接頭結構形式及安裝尺寸進行變更，保證在線更換的可能性。

2.2 方案實施

因為旋轉接頭支座都是利舊，如果要保證新旋轉接頭的安裝精度，首先對旋轉接頭支座中心的安裝孔進行擴孔加工，其次為方便旋轉接頭能夠在線取出，需把原來的安裝孔變成通孔，圖2是設計變更圖：

如圖3所示，改造后旋轉接頭的安裝方式由內裝式變為外裝式，如果扇形段自由輥旋轉接頭在線出現漏水的情況就可以從左側通過拆除法蘭面螺栓可以實現更換。

3 現場使用情況效果評價

通過對旋轉接頭支座1（圖1）出廠加工并重新按改進后的旋轉接頭進行采購回廠裝配發現：經過幾個月的使用情況跟蹤，原來扇形段內平均每月因旋轉接頭漏水無法處理的點為20個左右，扇形段也因此沒有達到目標過鋼量而非正常下線，目前改造后的扇形段從根本上杜絕了旋轉接頭因漏水而無法處理的情況，如果因裝配問題或旋轉接頭本身質量問題出現漏水，現在只需僅僅更換旋轉接頭就可以解決，而不再像以前必須整體更換扇形段了。

4 結束語

通過對旋轉接頭安裝方式的設計變更，及對旋轉接頭支座的修復加工，從根本上解決了扇形段旋轉接頭在線使用漏水時無法更換的問題。此次的改造大大地降低了扇形段因漏水情況而非正常下線的次數，減少了工人的的勞動強度，保證了扇形段的使用壽命，節約了扇形段的維修成本，提高了自由輥的使用過鋼爐數。

參考文獻

[1]吳宗澤.機械設計師手冊：下冊（第二版）[M].機械工業出版社，2009：1495-1535，1550-1562.

[2]蔣軍.板坯連鑄機扇形段輥子設計研究[J].重型機械，2008（8）.

[3]吳廣成.連鑄機扇形段輥子漏水問題[J].科技情報開發與經濟，2008，18（1）.

作者簡介：龔亮（1986-），男，本科，助理工程師，現就職于湖南華菱漣源鋼鐵有限公司，主要從事機械技術方面的工作。

封卓（1984-），男，本科，工程師，現就職于湖南華菱漣源鋼鐵有限公司，主要從事機電技術方面的工作。