圓坯連鑄機凝固裝置安裝調整技術研究

成遠 楚 湘 符 煒

（湖南湘鋼工程技術有限公司，湘潭 411101）

圓坯連鑄機一般由轉臺裝置、凝固裝置和矯直裝置等組成，其中凝固裝置主要由結晶器振動臺和扇形段等設備組成，是連鑄機中最重要的部分。在凝固階段，鑄坯處于帶液芯狀態，如果設備對弧和安裝精度不高，會導致連鑄輥子在轉動過程中受力不均勻或者受力過大，有可能造成輥子過度彎曲，從而影響鑄坯的表面質量及對鋼坯的輸送，因此對于凝固階段設備安裝精度的控制十分重要[1]。以某鋼管廠新建圓坯六機六流連鑄機凝固裝置安裝為例，從墊板基礎打磨到設備定位進行總結，為大體積、大質量設備的高精度安裝提供可靠經驗。

1 基礎打磨與加墊

在設備基礎打磨過程中，由于設備安裝精度要求較高，對土建基礎表面的坑點進行粗略打磨無法滿足精度要求，提出采用紅丹粉+框式水平儀的方式進行設備土建基礎打磨。首先，在墊板上均勻涂抹稀釋過的紅丹粉。在打磨過程中，打磨后的平面用涂了紅丹粉的墊板進行貼合[2]。其次，采用框式水平儀在墊板上進行找平找正，保證墊板的平面度，同時查看地面紅丹粉情況。如果紅丹粉面積占墊板面積的80%以上，說明基礎打磨較好；若面積占比較小，則繼續打磨地面高點處，直至墊板可以與地面較好地貼合。

連鑄設備凝固裝置從振動臺區域至連鑄固定二段共有7 層基礎平臺，其中包括5 層固定一段和固定二段的設備基礎、1 層導向段設備基礎、1 層振動單元框架基礎。對每一層設備基礎平臺中需要加墊的位置采用紅外激光儀進行標高測量，并與圖紙設備底座標高進行綜合計算，得出需要加墊的厚度。設備基礎加墊如圖1 所示。

圖1 設備基礎加墊

2 設備底座安裝

設備底座定位精度直接影響設備定位。在設備底座安裝過程中，需要進行地腳螺栓一次灌漿和二次灌漿。在一次灌漿前，需要粗調設備底座。首先，采用脫漆劑清洗設備底座表面，并用油光銼刀等工具處理定位基準面，保證滿足檢測基準面的精度要求。其次，采用紅外線水平儀和吊線相結合的方式進行找正。鋼管廠連鑄機流數共6 流，設置7 個設備底座，其中第4 個設備中心與圖紙鑄流中心重合，其他底座根據流間距1 550 mm 進行縱向定位。橫向定位根據土建檢測基礎進行定位，并以設備底座上表面作為檢測面。在設備底座粗找正過程中，需要滿足標高、縱向和橫向精度要求。在調整過程中，往往會出現調整完一個方向的尺寸數據再調整另外的尺寸時，之前調好的數據不符合要求的情況。為了解決以上問題，采用百分表進行打表，對各個方向的位置進行實時監控，以便實時監控與調整設備底座數據。設備底座打表如圖2 所示。

圖2 設備底座打表圖

在設備粗找正完成后，對一次灌漿后的設備底座進行二次精找正。傳統紅外線水平儀和吊線方式無法滿足安裝精度要求，加之現場環境復雜，需要在現場灰塵、高溫等環境下進行高精度檢測。激光跟蹤設備具備檢測精度高、檢測范圍廣等優點，主要包括跟蹤儀、控制器、計算機、反射器（靶球）及測量附件等[3]。其基本原理是跟蹤儀發出激光對目標反射器進行跟蹤，通過儀器的雙軸測角系統及激光干涉測距系統確定目標反射器在球坐標中的空間坐標，并通過儀器自身校準參數和氣象傳感器對內部系統誤差和環境誤差進行校正補償，從而得到目標的真實坐標值[4]。檢測坐標值測量原理如圖3 所示。

圖3 激光跟蹤檢測坐標測量原理

跟蹤儀測量系統以儀器坐標系作為參考坐標系，該坐標系以跟蹤頭為坐標原點，以水平度盤刻度方向為X軸，以水平度刻盤法線方向作為Z軸，通過右手法則確定Y軸。坐標原始測量參數包括水平角Hz、垂直角V和斜距D，由此可以計算出測量點P的具體坐標。通過P點坐標，可知設備安裝的標高、水平方向以及流間距情況。采用激光跟蹤設備對設備底座進行找正，具體從底座標高、逐流中心和水平方向進行找正，從而控制各個方向的精度。

3 凝固裝置安裝

連鑄設備凝固裝置中，結晶器至扇形段的安裝精度直接影響成形的鑄坯質量。在鋼管廠新建鑄機設備中，冷卻裝置主要由結晶器、導向段、固定一段和固定二段組成，其對應的輥道有結晶器足輥、導向段輥道、固定段1 輥道和固定段2 輥道，保證各個輥道輥面在一個弧度是冷卻裝置的重點。冷卻裝置具有區域廣、設備質量大、設備體積大和精度要求高等特點，采用傳統基于對弧及紅外激光儀的方式進行測量很難使設備調整達到精度要求，而全部采用跟蹤測量方法對冷卻裝置進行測量會導致調整時間過長。為了保證冷卻裝置精度并控制設備安裝進度，提出采用激光跟蹤+弧板對弧方式進行冷卻裝置設備定位[5]。

在鋼管廠鑄機冷卻裝置中，冷卻裝置從結晶器至固定段2 的各個區域輥道均相連。為了對設備進行準確定位，選擇質量較輕、位置靠近中間的固定段1 作為激光跟蹤儀的測量區域，同時采用弧板分別向上、向下測量調整導向段結晶器和固定段2。

在采用激光跟蹤設備測量固定段1 輥面的情況時，由于輥子整體與固定段1 的相交梁在出廠前已經進行安裝，對輥面整體進行對弧，各輥子的輥面均符合安裝要求。為了使固定段1 可以與上部導向段及下部固定段2進行接弧，采用激光跟蹤設備檢測固定段1 的最上面輥子和最下面輥子，測量其標高和流間距方向，并根據檢測數據進行調整。最終調整數據如圖4和圖5所示。

圖4 固定段1 輥面標高檢測圖

圖5 固定段1 逐流方向檢測數據圖

根據圖4 和圖5 可知，通過激光跟蹤設備對固定段1 輥子進行測量，固定段1 輥子表面標高及輥子流間距方向均能夠滿足精度要求。在調整固定段1 后，采用弧板對上部導向段和下部固定段2 進行對弧調整。在對弧過程中，采用設備廠家提供的標準弧板進行靠弧。具體操作時，采用專用弧板連接固定段1 和導向段輥道，固定段1 通過弧板靠近上面兩個輥面。弧板連接導向段的3 個輥面，通過塞尺測量弧板與輥面的間隙。測量一個點后，將輥面翻轉180°，繼續對弧調整導向段，持續操作，直到固定段1 與導向段輥面完成對弧。經測量，安裝精度滿足要求，然后采用同樣的對弧方式調整固定段2。

4 結語

以某鋼管廠新建圓坯鑄機凝固裝置設備為例，從設備基礎打磨、設備底座找平找正到設備本體安裝，詳細介紹安裝要點。同時，分析論證每個階段采用的檢測方法，以滿足連鑄設備的高精度安裝要求。