板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器與零段的定位改造

廖勉東，梅明友，米保軍

（廣東韶鋼松山股份有限公司煉鋼廠，廣東韶關(guān) 512123）

0 引言

韶鋼煉鋼廠1#機(jī)是由達(dá)涅利設(shè)計(jì)制造的R6.5 m×150 mm×3250 mm寬板坯連鑄機(jī)，年產(chǎn)量107萬t。結(jié)晶器、振動裝置與外弧基準(zhǔn)線固定，在線不可調(diào)整。結(jié)晶器與零段的對中在離線聯(lián)合對中臺進(jìn)行，通過同時(shí)更換對中好的結(jié)晶器和零段來保證對中精度，在線不再進(jìn)行對中。但在實(shí)際操作中，這些對中工作的完成十分困難，不僅要求結(jié)晶器與零段同步更換，而且要求聯(lián)合對中臺的結(jié)晶器支撐面水平度偏差必須與在線完全一致才能達(dá)到精度要求。如果結(jié)晶器和零段的對中出現(xiàn)偏差，在線調(diào)整對中將非常困難，無法滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要。

1 存在的問題及原因分析

1.1 存在的問題

在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)常要求只更換連鑄機(jī)的結(jié)晶器或零段，更換后需要在線進(jìn)行結(jié)晶器、零段之間的對弧工作。如果對弧超過誤差范圍，就必須將結(jié)晶器吊出，反復(fù)調(diào)整零段上部偏心軸的偏心量，直至零段與結(jié)晶器的弧度在誤差范圍之內(nèi)。由于零段的傾翻作用對結(jié)晶器下部對中裝置產(chǎn)生水平推力，加上結(jié)晶器與振動單元間定位銷、孔的接觸面大，結(jié)晶器的吊出、回裝十分困難。由于需要反復(fù)吊裝結(jié)晶器和調(diào)整偏心量，更換1個(gè)結(jié)晶器往往需耗時(shí)6 h以上，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。

另外，由于零段上部Φ150 mm的耳軸與上部支撐座之間有約8 mm的空隙，零段（重8 t）產(chǎn)生的傾翻力矩通過結(jié)晶器對中裝置傳遞到振動裝置滾動體（導(dǎo)向裝置）上，使?jié)L動體承受較大側(cè)向壓力，滾動體磨損嚴(yán)重，縮短了使用壽命。

結(jié)晶器更換困難、與零段弧度偏差大時(shí)調(diào)整困難、振動裝置滾動體磨損嚴(yán)重、使用壽命短等問題嚴(yán)重影響鑄機(jī)產(chǎn)能和質(zhì)量，成為企業(yè)生產(chǎn)的瓶頸。

1.2 原因分析

在理想狀態(tài)下，零段上部的位置由結(jié)晶器的對中裝置決定（圖1）。零段支撐在下支撐座上，由于上支撐座與零段上部耳軸間有8 mm的空隙，在重力的作用下零段向內(nèi)弧方向傾斜，直至 上述8 mm的間隙。結(jié)晶器的對中裝置和零段的上部偏心軸是間隙配合尺寸，結(jié)晶器與振動裝置的定銷軸也是間隙配合尺寸，因此安裝結(jié)晶器時(shí)要克服零段的傾翻力矩，使零段向外弧方向移動8 mm，同時(shí)保證結(jié)晶器與振動裝置的定位銷軸對正。要滿足這2個(gè)條件對行車吊裝來說是比較困難的，特別是安裝完結(jié)晶器后發(fā)現(xiàn)結(jié)晶器與零段弧度超過偏差時(shí)，需要反復(fù)起吊結(jié)晶器以便調(diào)整零段上部的偏心軸的偏心量，弧度在偏差范圍內(nèi)。

由于零段上支撐座在澆注狀態(tài)下不與上部耳軸接觸，零段重力G產(chǎn)生的傾翻力矩通過結(jié)晶器定位銷軸轉(zhuǎn)移到了振動裝置的滾動體（導(dǎo)向裝置）上，滾動體承受強(qiáng)大的側(cè)向力加劇了滾動體的磨損，滾動體磨損后，振動裝置的振動精度下降明顯。

圖1 零段定位示意

綜上所述，零段上部本身沒有定位、需要通過結(jié)晶器和振動裝置來定位，造成上述問題的根源。同時(shí)，原設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)也存在一定的缺陷，致使設(shè)備維護(hù)困難。

2 改進(jìn)措施

經(jīng)過分析研究后，決定在零段的上支撐座、振動裝置和結(jié)晶器實(shí)施了3處改造。

（1）上部零段鞍座改造，增加鞍座的內(nèi)外弧定位。改造零段的上支撐座，利用結(jié)晶器振動裝置底座的基礎(chǔ)，重新制作零段的鞍座，在鞍座上增加調(diào)整結(jié)構(gòu)（調(diào)整墊）（圖2）。通過增減調(diào)整墊，使零段上部支撐耳軸的定位同時(shí)滿足F6和F7的2個(gè)尺寸，從而保證零段準(zhǔn)確定位在外弧基準(zhǔn)線上和適當(dāng)?shù)臉?biāo)高上。

圖2 零段上部支撐鞍座.

（2）振動裝置改造，取消振動裝置的結(jié)晶器定位銷軸。取消振動裝置左、左振動臺架與結(jié)晶器的定位銷軸，同時(shí)在左、右振動臺架增加U形槽（圖3）。U形槽直接焊接固定在振動裝置的左、右振臺架上，將F2與外弧基準(zhǔn)線的距離F1精確調(diào)整到長度公差范圍即可。安裝結(jié)晶器時(shí)，結(jié)晶器微調(diào)偏心機(jī)構(gòu)的偏心軸安裝在U形槽上。由于沒有零段的水平推力，結(jié)晶器安裝時(shí)更加方便快捷，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶器的快速安裝和初步定位。

（3）結(jié)晶器增加微調(diào)偏心機(jī)構(gòu)，去掉原來的對中裝置。在結(jié)晶器上增加2套微調(diào)偏心機(jī)構(gòu)，去掉原來的對中裝置，結(jié)晶器與零段不發(fā)生直接接觸（圖4）。偏心機(jī)構(gòu)的偏心軸與振動臺架增加U形槽配合使用，通過調(diào)節(jié)偏心機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)螺母，偏心軸發(fā)生轉(zhuǎn)動，在偏心軸的驅(qū)動下結(jié)晶器在內(nèi)外弧方向產(chǎn)生移動。這樣通過調(diào)整左右兩側(cè)的偏心機(jī)構(gòu)，就可精確調(diào)整結(jié)晶器與零段的對弧（對中）。

圖3 振動裝置新增U形槽

圖4 結(jié)晶器新增微調(diào)偏心機(jī)構(gòu)

通過上述改造，改變了原來利用振動臺架定位結(jié)晶器、再通過結(jié)晶器定位零段的定位方式。零段和其他扇形段一樣，安裝后只要檢查其與一段的對弧即可確認(rèn)零段的安裝是否準(zhǔn)確。通過調(diào)整安裝在結(jié)晶器上的微調(diào)偏心機(jī)構(gòu)，使結(jié)晶器在振動臺架上內(nèi)外弧方向移動，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶器與零段的精確對弧。這樣，就可以實(shí)現(xiàn)零段和結(jié)晶器單獨(dú)更換，還取消了線外的聯(lián)合對中臺。

3 結(jié)論

通過零段、振動裝置和結(jié)晶器3個(gè)部件定位裝置的改造，大大縮短了更換結(jié)晶器的時(shí)間，顯著提高了振動裝置滾動體的使用壽命，僅每周節(jié)約的費(fèi)用就可以高達(dá)20.4萬元。同時(shí)，通過結(jié)晶器的微調(diào)偏心機(jī)構(gòu)，使結(jié)晶器與零段可以精確在線對弧，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶器與零段的獨(dú)立更換，取消了結(jié)晶器與零段的聯(lián)合對中。

［1］段明南，楊建華，馮長寶，等.板坯連鑄結(jié)晶器振動框架的改造［J］.連鑄，2009，162（1）：19-22.

［2］林鵬，梁鋒.板坯連鑄結(jié)晶器新技術(shù)的應(yīng)用［J］.冶金設(shè)備管理與維修，2006，24（3）：16-17.

［3］謝鑫.板坯連鑄結(jié)晶器角部幾何特征與鋼液傳輸行為的研究［D］.重慶：重慶大學(xué)，2015.