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(jié)構(gòu)，同時通過改善水質(zhì)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(guān)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(chǎn)，在2009年4月份試生產(chǎn)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(zhì)硬度大水中雜質(zhì)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(xiàn)形式是：從矯直段7段到水平段17段，三分節(jié)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(fā)生在矯直段到水平段自由輥，由于自由輥是三分節(jié)輥，漏水部位是三分節(jié)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(zhuǎn)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(qū)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(jié)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(zhuǎn)阻力增大，從而進一步影響三分節(jié)輥側(cè)軸承座的水路密封，往往在中間軸承座漏水不久，側(cè)軸承也開始漏水。

由于原設計的設備冷卻水水質(zhì)硬度介于軟水與硬水之間，在實際運行過程中水質(zhì)往往超標，如果水質(zhì)雜質(zhì)超標，軸承座冷卻水孔內(nèi)結(jié)垢堵塞現(xiàn)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(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)輥子塌陷現(xiàn)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(xiàn)象，在生產(chǎn)過程中，站在矯直段旁邊發(fā)現(xiàn)扇形段有明顯的振動擺動現(xiàn)象，根據(jù)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(jīng)超出其設計范圍[2]。同時滯坯現(xiàn)象時有發(fā)生。此現(xiàn)象發(fā)生在試生產(chǎn)的早期階段。

密封結(jié)構(gòu)，冷卻水質(zhì)，輥子受力是導致輥子漏水的三個主要因素。

2 技術(shù)改造

1.根據(jù)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(cè)軸承座又成為新的漏水點。通過觀察發(fā)現(xiàn)，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(cè)軸承座，導致內(nèi)置式旋轉(zhuǎn)接頭陶瓷密封損壞（圖5）。為此，我們把內(nèi)置式改為外置式旋轉(zhuǎn)接頭，即使外置式旋轉(zhuǎn)接頭漏水，也可以單獨更換旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)密封形式設計存在先天不足外，來自綜合泵站的設備水質(zhì)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(xiàn)為軸承座開裂，輥子不轉(zhuǎn)，及其原因有二：設備水硬度大;設備水存在雜質(zhì)。圖7是2010年做的水質(zhì)檢測結(jié)果，輥子冷卻水質(zhì)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(zhuǎn)爐、熱軋等區(qū)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(nèi)，加藥軟化難度大，水質(zhì)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(nèi)，這樣利用加藥降低水質(zhì)硬度，使設備水的水質(zhì)硬度處于可控范圍之內(nèi);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(zhì)能得到有效過濾;3. 在冬夏兩季通過泵站適當調(diào)整設備水進水壓力，比如在冬季設備水進水壓力調(diào)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(yōu)化生產(chǎn)過程中的扇形段輥縫值成為日常生產(chǎn)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(diào)節(jié)閥控制精度，檢查管道系統(tǒng)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(guī)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(tài)。實現(xiàn)：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(huán)狀態(tài)。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(cè)第5，6，7排輥子在軸承座墊片處漏水，4流17段內(nèi)弧第7排輥子漏水，3流14段內(nèi)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(nèi)的正常揮發(fā)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(xiàn)代連續(xù)鑄鋼實用手冊， 北京， 冶金工業(yè)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(yè)出版社， 1999 .

（作者單位：河北鋼鐵集團邯鋼邯寶煉鋼廠）