連鑄機扇形段底座對弧測量輔助工具的研究

王曉

唐山鋼鐵集團有限責任公司 河北唐山 063000

隨著我國國民經濟和鋼鐵產業快速發展，國內鋼鐵企業裝備越來越大型化和現代化。熱軋板帶鋼作為鋼鐵產品市場的主流，板坯連鑄機是鋼鐵企業的核心設備，其功能精度的完好性直接影響熱軋板帶的產品質量，而板坯連鑄機的精度則取決于安裝和大修過程中測量調整。因此安裝和大修時都需要對連鑄扇形段底座的空間坐標和弧度或精準測量，確保精度符合允許誤差±0.20mm[1]。使用傳統的測量工具及方法測量，需要投入大量的人力物力，在精度上也很難達到要求，施工時間長。為提高人工勞效及安裝精度，縮短施工工期，可引入了現代新型測量工具激光跟蹤儀進行三維空間測量，使連鑄機扇形段底座坐標精度達到標準。

1 激光跟蹤儀測量

激光跟蹤儀測量屬于三維空間測量坐標測量系統，我們在將其應用在連鑄機扇形段底座測量的操作過程中發現，不同類型的連鑄機使用激光跟蹤儀測量，需要采取不同的方法才能取得正確的結果。我們針對圓基方基型底座的連鑄機，進行對弧測量的實踐。根據此類連鑄機的底座特點，必須準確快速獲取圓基和方基底座中心的空間坐標，根據將其調整至設計坐標，再根據設計圖紙確定出口平板底座的角度，測量對比平板底座的角度與設計偏差進行調整，如此重復測量調整各扇形段底座，即可完成對弧測量調整工作。

我們先對扇形段底座上的單一部位進行多點測量，之后再使用SA軟件進行擬合圖形中心坐標，來確定圓基底座的空間位置，而方基的結構與其不同，測量后無法模擬獲取坐標。這樣的測量過程非常繁瑣，尤其是設備大修時其圓基方基底座因磨損、腐蝕，測量的結果誤差較大，不能達到縮短工期提高效率和恢復精度的目的，為簡化扇形段對弧工作的測量過程，有必要研究設計一種測量輔助工具。

本文主要探討研究一種可用于連鑄機底座測量的輔助裝置，這種輔助測量裝置必須和圓基機構相匹配，其形位公差要滿足連鑄機對弧需要。輔助工具要能夠放置在連鑄機扇形段底座圓基中，對激光跟蹤儀靶球進行固定，以簡化扇形段對弧工作的測量過程，提高測量精度[2]。根據圓基的結構形式，將輔助工具設計成一個圓盤，圓盤的外徑與連鑄機扇形段底座的圓基的內徑相匹配，圓盤的高度高于扇形段底座的圓基的深度5mm，在圓盤的中心位置開有安裝孔，安裝孔的孔徑與激光跟蹤儀靶球的磁力平面座下部的柱銷外徑相匹配，在圓盤圓周上均布有固定螺孔，在連鑄機扇形段底座的圓基上有螺孔與圓盤的固定螺孔相匹配。上述用于連鑄機扇形段底座調整的輔助測量裝置，所述圓盤的上頂面的面積大于圓盤的下底面的面積，圓盤的圓周外壁為從上向下的傾斜面。

（1）圓盤；（2）安裝孔；（3）固定螺孔；（4）激光跟蹤儀靶球；（5）磁力平面座；（6）柱銷；（7）扇形段底座的圓基。

為保證圓盤的硬度和耐用性，使用材質1Cr18Ni9ti，圓盤下底面的直徑為220mm，圓盤1的上底面的直徑為241.4mm，尺寸偏差為±0.02mm，高度為40mm；

圖1 圓盤安裝使用示意圖

安裝孔的孔徑為Φ12、Φ10或者Φ8，根據磁力平面座下部柱銷大小確定，磁力平面座下部柱銷與圓盤中心安裝孔的公差配合為間隙配合h6；固定螺孔為四個M20的通透螺孔，固定螺孔在圓盤的盤面上均布，使用時旋入匹配的螺栓，方便安裝。為適用于不同連鑄機扇形段底座的方基的情況，可以根據方基對圓盤的外形進行變化，使圓盤能夠嵌入到方基中。

使用輔助圓盤進行連鑄機對弧測量過程如下：

（1）測量時，將扇形段底座的圓基清理打磨干凈，保證表面光潔，內側無雜物；

（2）放置圓盤于扇形段底座的圓基中，再將磁力平面座下部柱銷放置于圓盤的中心安裝孔里；

（3）將激光跟蹤儀靶球放置于磁力平面座上，將跟蹤儀調平并建立測量的坐標系，激光對準激光跟蹤儀靶球開始測量，獲取激光跟蹤儀靶球中心坐標，經過計算轉換后即為扇形段底座的圓基或者方基中心坐標。

（4）測量獲取的某點實測坐標值與CAD電子版圖紙該點的理論值作差值對比，將差值進行向量分解，其分解量即為該扇形段底座的圓基7或方基沿兩個可調方向的調整量，之后根據計算值進行調整工作即可；

（5）測量扇形段底座各段圓基或方基，按步驟a、b、c、d依次進行，即可完成扇形段弧度調整工作。

2 結語

此圓盤能夠嵌入在連鑄機扇形段底座的圓基中，放置于方基底座時盡量放置在中間位置[3]。圓盤的中心有安裝孔對激光跟蹤儀靶球進行固定，以簡化扇形段對弧工作的測量過程，提高測量精度。此圓盤的結構簡單、使用方便，可使用激光跟蹤儀更簡便地測量出板坯連鑄機扇形段底座的圓基或方基的空間坐標，對其進行精確的調整，簡化了底座的對弧過程，縮短了施工工期。經實際使用顯示，工期由原來的10天縮短至4天，測量精度由0.5mm提高至0.01mm。