連鑄機扇形段輥子漏水改造治理

佘超

摘要：針對邯鋼引進國外板坯連鑄機扇形段輥子漏水問題，改進密封形勢及結構，同時通過改善水質等諸多因素，有效降低輥子漏水幾率，提高輥子在線使用壽命。

關鍵詞：板坯連鑄機，輥子，漏水，密封

邯寶煉鋼廠230*2150連鑄機于2008年10月份投產，在2009年4月份試生產階段，扇形段輥子開始漏水。同時由于早期安裝施工因素，由供水泵站供給的設備冷卻水水質硬度大水中雜質多，扇形段輥子漏水進一步加劇惡化，由正常連鑄機的設備水補水量僅600噸/小時，漏水嚴重時每小時補水量竟達2000噸，幾乎到了供水泵站24小時補水無法平衡的局面。

扇形段輥子漏水表現形式是：從矯直段7段到水平段17段，三分節輥子中間軸承座漏水。大量的設備水從軸承座漏出，直接噴向鑄坯表面，極大擾亂了鑄坯二冷制度[1]。坯子扣頭、扇形段壓不到位、滯坯甚至因滯坯而停澆。由此導致的設備損壞是矯直段上線后僅一個月輥面塌陷20mm左右，水平段上線一周即開始漏水。

1 原因分析

輥子漏水多發生在矯直段到水平段自由輥，由于自由輥是三分節輥，漏水部位是三分節中間軸承座部位。輥子中間軸承座部位密封形式是接水套加設兩道O形圈，在安裝、吊運、以及輥子運轉過程中，O形圈易被磨損導致漏水;而輥子漏水后大量的水直接噴向鑄坯表面，又導致鑄坯局部區域溫度降低，鑄坯表面硬度加大，從輥子受力角度考慮，易導致導致三分節輥子受力不均衡，撓度增大，O形圈磨損幾率增大，輥子漏水進一步惡化。

中間軸承座漏水后，往往導致輥子運轉阻力增大，從而進一步影響三分節輥側軸承座的水路密封，往往在中間軸承座漏水不久，側軸承也開始漏水。

由于原設計的設備冷卻水水質硬度介于軟水與硬水之間，在實際運行過程中水質往往超標，如果水質雜質超標，軸承座冷卻水孔內結垢堵塞現象嚴重，導致輥子本體溫度升高軸承抱死或軸承蓋爆裂，重新加劇輥子軸承座漏水。

扇形段下線后，檢測輥面數據，發現輥子塌陷現象嚴重，尤其是矯直段輥面，有時是嶄新的扇形段上線后不久也有輥面塌陷現象，在生產過程中，站在矯直段旁邊發現扇形段有明顯的振動擺動現象，根據輥子軸承載荷計算反推輥子受力，在拉鋼過程中輥子軸承受力已超過其極限值，導致輥子浮動軸承的角位移已經超出其設計范圍[2]。同時滯坯現象時有發生。此現象發生在試生產的早期階段。

密封結構，冷卻水質，輥子受力是導致輥子漏水的三個主要因素。

2 技術改造

1.根據邯鋼DANIELI連鑄機的輥子密封形式，由原來的O型圈密封逐步為蕾型密封，從密封本體上增大密封件的面積，即由原來O形圈的線密封（圖2）改進為蕾型密封的面密封（圖4）。如下圖所示：

輥子中間軸承座漏水治理取得效果后，側軸承座又成為新的漏水點。通過觀察發現，由于中間軸承座在使用蕾型密封之后，工人在往扇形段上安裝輥子時候，為了使軸承座銷孔對應好定位銷，習慣性地用錘子敲擊側軸承座，導致內置式旋轉接頭陶瓷密封損壞（圖5）。為此，我們把內置式改為外置式旋轉接頭，即使外置式旋轉接頭漏水，也可以單獨更換旋轉接頭，而不必整臺更換扇形段。

2.扇形段輥子漏水除了輥子結構密封形式設計存在先天不足外，來自綜合泵站的設備水質也是導致輥子漏水的重要原因。因為冷卻不足直接導致潤滑脂碳化，密封老化，表現為軸承座開裂，輥子不轉，及其原因有二：設備水硬度大;設備水存在雜質。圖7是2010年做的水質檢測結果，輥子冷卻水質標準硬度是0.3-3.2umol/l ，但每次檢測全部超標。圖8是從一支輥子中清理下的水垢。

由于原來的連鑄機設備水回水管道與轉爐、熱軋等區域設備共用一個DN1300管道——流量大、回水壓力大，且最后終回流一個大池內，加藥軟化難度大，水質清潔度控制難度大。鑒于以上因素，我們做如下改進：1.鋪設新的連鑄設備水回水專用管道，單獨把連鑄設備回水流入連鑄專用回水池內，這樣利用加藥降低水質硬度，使設備水的水質硬度處于可控范圍之內;2.在設備水進水主管道增設過濾器，同時在連鑄各扇形段進水管道上再加設Y型過濾器，定期清理濾芯，使設備水水中雜質能得到有效過濾;3. 在冬夏兩季通過泵站適當調整設備水進水壓力，比如在冬季設備水進水壓力調整為7.4bar，而對應出水壓力僅3.4bar，從設備水進水壓力上減少輥子漏水幾率。

3. 隨著扇形段輥子漏水的進一步減少，對鑄坯進行精確的二冷冷卻以及改進優化生產過程中的扇形段輥縫值成為日常生產的重要工作。我們先從清理噴嘴入手，同時點檢矯正噴嘴角度和方向，使噴嘴清理檢查工作定期化、日常化。利用定修時間通過連鑄主控、連鑄電氣、連鑄機械三方同時從不同角度檢測二冷水自動調節閥控制精度，檢查管道系統對二冷水二冷氣的分配情況。同時逐步改進了原設計中不合理的輥縫值，使鑄坯按照確定的冷卻曲線，形成規則的凝固和形變，最終形成均勻的坯殼厚度，使鑄坯和扇形段輥系之間作用力盡可能接近理論受力狀態。實現：鑄坯凝固實際收縮——設定的扇形段各段輥縫值——輥子受力和輥縫變形[2]，三者處于良性循環狀態。從輥子受力上減少漏水幾率。

3 應用效果

2012年12月份定修期間，對1#，2#連鑄機扇形段進行漏水排查。僅2流扇形段5固定側第5，6，7排輥子在軸承座墊片處漏水，4流17段內弧第7排輥子漏水，3流14段內弧第7排輥子漏水，漏水輥子所占比例：

5 ÷816×100% = 0.0061% < 0.1%

連鑄機設備水總補水量不足270噸/小時，扣除設備水冷卻塔內的正常揮發量150噸/小時，以及部分風機冷卻水、切割車冷卻水設備的敞開直排量80噸/小時。整個連鑄機的漏水量不足40噸/小時，兩臺連鑄機4個流扇形段共有冷卻水軟管1632支，存在一定比例的軟管、接頭漏水。從整體而言，連鑄扇形段輥子漏水治理已達到預期效果。

參考文獻

[1] 干勇， 倪滿森， 余志群. 現代連續鑄鋼實用手冊， 北京， 冶金工業出版社， 2010.

[2] 劉明延， 李平， 欒興家， 等. 板坯連鑄機， 北京， 機械工業出版社， 1999 .

（作者單位：河北鋼鐵集團邯鋼邯寶煉鋼廠）