板坯連鑄機(jī)基礎(chǔ)框架安裝實(shí)踐淺談

張西鋒, 李武紅，崔瑞剛，王 魯，王文學(xué)

(1.中國重型機(jī)械研究院股份公司， 陜西 西安 710032；2.攀鋼集團(tuán)匯裕供應(yīng)鏈有限公司 四川 攀枝花 617067)

板坯連鑄機(jī)基礎(chǔ)框架安裝實(shí)踐淺談

張西鋒1, 李武紅1，崔瑞剛2，王 魯1，王文學(xué)1

(1.中國重型機(jī)械研究院股份公司， 陜西 西安 710032；2.攀鋼集團(tuán)匯裕供應(yīng)鏈有限公司 四川 攀枝花 617067)

板坯連鑄機(jī)基礎(chǔ)框架的安裝精度影響到扇形段的安裝精度和扇形段在線對弧的精度，進(jìn)而影響扇形段的互換性和板坯連鑄機(jī)鑄坯質(zhì)量。本文基于Mobarakeh Steel Company板坯連鑄機(jī)基礎(chǔ)框架安裝實(shí)踐，結(jié)合測量控制網(wǎng)的建立、測量方法、儀器的選擇、最終扇形段在線對弧等方面，分析和討論板坯連鑄機(jī)基礎(chǔ)框架的安裝。

板坯連鑄機(jī)；基礎(chǔ)框架；對弧；測量；全站儀；

0 前言

板坯連鑄機(jī)的扇形段基礎(chǔ)框架是用來支撐彎曲段下支點(diǎn)和所有扇形段，其承載的負(fù)荷主要來自該區(qū)域的設(shè)備重量、鑄坯重量、設(shè)備熱變形、彎曲矯直反力及拉坯阻力等，并將這些負(fù)荷通過基礎(chǔ)框架預(yù)埋件及地腳螺栓均勻的傳入土建基礎(chǔ)之中。只有采取正確的方法對扇形段基礎(chǔ)框架進(jìn)行安裝，才能保證扇形段的安裝精度要求和連鑄機(jī)的弧線精度要求，才能保證一臺板坯連鑄機(jī)順利生產(chǎn)出合格的鑄坯[1-5]。

扇形段基礎(chǔ)框架安裝的難點(diǎn)在于安裝精度要求高[6-7]，主要尺寸的安裝精度達(dá)到±0.15mm，并且整個(gè)安裝測量是在三維空間上進(jìn)行，要確保各部位的空間尺寸和位置正確與準(zhǔn)確，就必須采取合理的測量設(shè)備和優(yōu)化的測量方法，并需要借用特殊的輔助測量工具進(jìn)行配合測量。對此，本文結(jié)合中國重型機(jī)械研究院股份公司對伊朗Mobarakeh Steel Company設(shè)計(jì)和供貨的5#板坯連鑄機(jī)((900～2000 mm)×(200/220/250 mm))扇形段基礎(chǔ)框架安裝實(shí)踐，討論扇形段基礎(chǔ)框架安裝、測量和調(diào)整的關(guān)鍵技術(shù)。

1 扇形段基礎(chǔ)框架的安裝方法

1.1 扇形段基礎(chǔ)框架的組成及安裝順序

扇形段基礎(chǔ)框架由四部分組成，基礎(chǔ)框架1和2用于支撐扇弧形區(qū)的扇形段，基礎(chǔ)框架3用于支撐矯直區(qū)和部分水平區(qū)的扇形段，基礎(chǔ)框架4用于支撐剩余水平區(qū)的扇形段，如圖1所示。基礎(chǔ)框架3處于弧形區(qū)和水平區(qū)的交接，即嬌直終了線附近，便于準(zhǔn)確進(jìn)行測量，并且能減少累計(jì)誤差，所以先對扇形段基礎(chǔ)框架3進(jìn)行安裝和測量，再以基礎(chǔ)框架3為基礎(chǔ)，向前依此安裝基礎(chǔ)框架2、基礎(chǔ)框架1，向后安裝基礎(chǔ)框架4。

圖1 扇形段基礎(chǔ)框架

1.2 安裝基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線的確立

安裝基礎(chǔ)框架之前，先要確定安裝基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)線，這些基準(zhǔn)點(diǎn)將作為基礎(chǔ)框架安裝和測量的基準(zhǔn)，主要設(shè)定橫向(X-X)、縱向(Y-Y)基準(zhǔn)線和標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)，并分別設(shè)置永久性基準(zhǔn)標(biāo)記(永久性基準(zhǔn)標(biāo)記依據(jù)YBJ201-1983冶金機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范《通用規(guī)定》)[8，9]。基礎(chǔ)框架區(qū)域主要設(shè)定了橫向的X2(結(jié)晶器外弧基準(zhǔn)線)、X3(矯直終了線)和縱向的Y3、Y4(第1流鑄機(jī)中心線、第2流鑄機(jī)中心線)。并在結(jié)晶器外弧基準(zhǔn)線附近(澆鑄平臺+11.15m)、嬌直終了線附近(-2.380m)、切前輥道附近(-2.380m)設(shè)永久性標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)，并在大包回轉(zhuǎn)臺的+5.5m平臺設(shè)置臨時(shí)標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)。具體的基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)線設(shè)置如圖2所示。

為了滿足基礎(chǔ)框架的精度要求，本工程選用全站儀對安裝控制網(wǎng)內(nèi)的中心標(biāo)板進(jìn)行投點(diǎn)布設(shè)，利用全站儀的坐標(biāo)定位轉(zhuǎn)化系統(tǒng)對基礎(chǔ)框架區(qū)域基準(zhǔn)測量控制點(diǎn)進(jìn)行一點(diǎn)控制的閉合測量和設(shè)置[10-12]。并采用精密水準(zhǔn)儀配鋼銦尺對標(biāo)高控制點(diǎn)進(jìn)行測量和設(shè)置[10-11]。由于該安裝控制網(wǎng)非常重要，所以需要多次測量和校核，并在安裝過程中定期對測量點(diǎn)進(jìn)行校核；同時(shí)，基準(zhǔn)點(diǎn)不僅是安裝的測量基準(zhǔn)，也將是連鑄機(jī)大修、中修、小修時(shí)校驗(yàn)設(shè)備的依據(jù)，因此永久性標(biāo)記要采用永久性保護(hù)措施。

圖2 基礎(chǔ)框架區(qū)域安裝基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線示意圖

1.3 扇形段基礎(chǔ)框架的調(diào)整與測量

基礎(chǔ)框架測量主要有兩種測量方式，一種采用吊鋼線用千分尺測量[13]，另外一種是用全站儀進(jìn)行測量[7，14]，由于全站儀測量的精度高，操作方便，所以本項(xiàng)目采用全站儀測量的方法進(jìn)行測量。

基礎(chǔ)框架屬于不規(guī)整大型精加工件，為了方便測量和安裝，在基礎(chǔ)框架的適當(dāng)位置設(shè)置了測量銷，用于基礎(chǔ)框架的初測量定位和調(diào)整，再利用測量輪進(jìn)行精確測量和調(diào)整。由于測量銷和測量輪均為圓柱形，不便于全站儀棱鏡的架設(shè)，為此，現(xiàn)場制作了圓柱形測量用輔助工具，如圖3所示。通過該輔助工具并配合全站儀能準(zhǔn)確測量測量點(diǎn)到矯直終了線的距離。

圖3 基礎(chǔ)框架安裝測量的輔助工具

由于基礎(chǔ)框架的調(diào)整精度非常重要，其直接確定整連鑄機(jī)的性能質(zhì)量[1，15]，所以，在基礎(chǔ)框架設(shè)計(jì)理念就是先通過基礎(chǔ)框架上的測量銷對基礎(chǔ)框架進(jìn)行就位和初次調(diào)整(也稱為粗調(diào)整)，待基礎(chǔ)框架初調(diào)整結(jié)束后，通過測量輪對基礎(chǔ)框架的設(shè)備安裝面進(jìn)行復(fù)測和校核，對不滿足安裝要求的扇形段安裝面通過調(diào)整基礎(chǔ)框架的調(diào)整墊片進(jìn)行微調(diào)，已達(dá)到設(shè)備的最終安裝要求，即精調(diào)整。具體的測量銷及測量輪位置示意如圖4所示。

圖4 測量銷及測量輪的位置示意圖

(1)基礎(chǔ)框架初調(diào)整。在切前輥道附近架設(shè)全站儀，以測量控制網(wǎng)中矯直終了線(X3)處的中心標(biāo)板為后視點(diǎn)，確定全站儀的坐標(biāo)點(diǎn)，確定全站儀的位置后，再以全站儀為坐標(biāo)點(diǎn)對基礎(chǔ)框架3的各測量銷進(jìn)行測量，同時(shí)配合精密水準(zhǔn)儀對測量銷的標(biāo)高點(diǎn)進(jìn)行測量。根據(jù)測量結(jié)果，再采用液壓千斤頂和臨時(shí)調(diào)節(jié)頂絲對基礎(chǔ)框架3進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完后在進(jìn)行測量校核，如此反復(fù)測量和調(diào)整，直到測量結(jié)果滿足標(biāo)高偏差小于±0.15 mm，距離偏差小于±0.15 mm，即可認(rèn)為基礎(chǔ)框架3初調(diào)整結(jié)束。采用上述方法一次對基礎(chǔ)框架2、基礎(chǔ)框架1和基礎(chǔ)框架4進(jìn)行測量和調(diào)整。初調(diào)整結(jié)束后對基礎(chǔ)框架進(jìn)行二次灌漿和養(yǎng)護(hù)。

(2)基礎(chǔ)框架精調(diào)整。基礎(chǔ)框架的精調(diào)整同樣采用在切前輥道附近架設(shè)全站儀，通過測量測量輪的軸端坐標(biāo)和標(biāo)高的方式對基礎(chǔ)框架的扇形段安裝面進(jìn)行校核，并通過調(diào)整基礎(chǔ)框架上的扇形段安裝面的調(diào)整墊片進(jìn)行調(diào)整，該過程也需要反復(fù)測量和調(diào)整，以確保距離偏差小于±0.15 mm，標(biāo)高偏差小于±0.15 mm。

2 對弧檢測

扇形段基礎(chǔ)框架用來支撐彎曲段下支點(diǎn)和所有扇形段，所以扇形段基礎(chǔ)框架的安裝調(diào)整結(jié)果最終將通過扇形段及彎曲段的在線弧線結(jié)果展現(xiàn)出來。本工程通過對弧樣板和輥縫測量儀對扇形段的對弧情況進(jìn)行了檢測。

(1)用對弧樣板進(jìn)行檢測的結(jié)果。表1為通過對弧樣板檢測的扇形段對弧情況，從表1可以看出，第2流扇形段的弧線完全滿足要求，對弧精度基本都小0.15 mm。

表1 在扇形段線弧結(jié)果(采用對弧樣本)

(2)用輥縫測量儀進(jìn)行對弧檢查的結(jié)果。輥縫測量儀是采用傾斜角傳感器對扇形段外弧導(dǎo)輥的對弧情況進(jìn)行檢測的一種自動(dòng)化的檢測儀器，其測量精度高，可靠性強(qiáng)。現(xiàn)場通過輥縫測量儀再次對扇形段的對弧情況進(jìn)行檢查，檢測結(jié)果基本滿足對弧精度基本都小0.15 mm的要求，如圖5所示。

圖5 輥縫測量儀的對弧結(jié)果

3 結(jié)論

本文通過對伊朗Mobarakeh Steel Company的5#板坯連鑄機(jī)的扇形段基礎(chǔ)框架安裝實(shí)踐的介紹，有效驗(yàn)證了板坯連鑄機(jī)基礎(chǔ)框架的安裝重點(diǎn)。

(1)合理的設(shè)置和投放安裝基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線，并需要對安裝基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線準(zhǔn)確測量和反復(fù)校核；

(2)采用全站儀的坐標(biāo)定位轉(zhuǎn)化系統(tǒng)對基礎(chǔ)框架進(jìn)行測量是一種有效的基礎(chǔ)框架測量方法。并且該方法精度高，操作方便，提高安裝速度。

(3)本項(xiàng)目采用的測量軸和測量輪配合棱鏡輔助測量工具能有效的對不規(guī)則安裝件進(jìn)行測量和安裝，特別是在基礎(chǔ)框架的安裝調(diào)整過程中。通過合理的安裝程序和采用精密的儀器，伊朗Mobarakeh Steel Company的5#板坯連鑄機(jī)已于2016年8月22日順利生產(chǎn)，鑄坯質(zhì)量合格(其中包括包晶鋼，高碳鋼等)，完全滿足用戶的生產(chǎn)要求。

[1] 劉熬明. 板坯連鑄機(jī)扇形段基礎(chǔ)框架測量找正技術(shù)[J].工業(yè)建筑，2011，41(S)：963-965.

[2] 吳廣成，杜艷軍，牛 勇，等.大型板坯連鑄設(shè)備安裝新技術(shù)[J].重型機(jī)械，2012,(05):18-21.

[3] 曾金蘭，張紅社.鋼坯連鑄機(jī)安裝控制網(wǎng)的建立[J].勘察科學(xué)技術(shù)，1995,(05):43-46.

[4] 張立杰.連鑄機(jī)結(jié)晶器振動(dòng)裝置及扇形段安裝調(diào)整技術(shù)[J].包鋼科技，2012,38(2):34-36.

[5] 張玉寶，文毅.包鋼厚板連鑄機(jī)二冷室設(shè)備安裝[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2009,(19):68-69.

[6] 劉熬明.板坯連鑄機(jī)扇形段基礎(chǔ)框架測量找正技術(shù)[J].工業(yè)建筑，2011,41(s):963-965.

[7] 劉忠義.棱鏡連接件在連鑄機(jī)設(shè)備安裝過程中的應(yīng)用[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010,20(35):213-214.

[8] YBJ201-83，冶金機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(通用規(guī)定)[S].北京：中華人民共和國冶金工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)，1983.

[9] YBJ202-83，冶金機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(煉鋼設(shè)備)[S] .北京：中華人民共和國冶金工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)，1983.

[10]金仲秋，馬真安.工程測量[M]. 北京：人民交通出版社，2007.

[11]陳秀忠,常玉奎,金榮耀. 工程測量[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[12]吳廣成.淺談太鋼150萬t新煉鋼連鑄機(jī)的安裝[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2008,18(07):197-198.

[13]徐崢，施光濤.淺談板坯連鑄機(jī)安裝中的測量控制要點(diǎn)[J].價(jià)值工程，2015,(08):146-147.

[14]降曉軍，吳廣成.全站儀極坐標(biāo)法在連鑄機(jī)安裝中的運(yùn)用[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2007,17(30):279-280.

[15]邱玉明，何海平.梅鋼2號連鑄機(jī)香蕉座安裝測量實(shí)踐[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010,20(35):213-214.

Discussion on installation practice of slab CCM segment support frame

ZHANG Xi-feng1，LI Wu-hong1，CUI Rui-gang2, WANG Lu1，WANG Wen-xue1

(1.China National Heavy Machinery Research Institute Co., Ltd., Xi’an 710032, China; 2.Pangang Group Huiyu Supply Chain Co.,Ltd.,Panzhihua 617067, China)

The installation accuracy of slab CCM segment support frame directly affect the aligning accuracy of segment, which would influence the exchangeability of segment and slab quality. In this paper, the installation of CCM support frame is detailed analyzed and illustrated. It is based on the installation practice of Mobarakeh Steel Company slab CCM segment support frame, combining the erecting of measurement controlling net, measurement method, instruments choosing, aligning situation of segment, it showed that could meet the design requirements.

slab continuous caster; segment support frame; aligning, measurement; total station

2016-12-12；

2017-01-10

張西鋒(1981-)，男，工程師，主要研究方向: 冶金設(shè)備。

TP393

A

1001-196X(2017)03-0083-04