肖太平、肖時新

（九江萍鋼鋼鐵有限公司，江西 九江 332500）

摘要： 本文根據(jù)煉鋼廠4#連鑄機扇形段使用壽命情況的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，指出了輥子卡死不轉(zhuǎn)和軸承座漏水是制約扇形段壽命的最主要原因。通過對輥子卡死不轉(zhuǎn)及軸承座漏水原因進行詳細分析，在傳統(tǒng)的改善潤滑與裝配精度等方法效果不佳的情況下，提出了對扇形段輥組進行改造的新方法，并取得了較好效果。

關(guān)鍵詞：扇形段壽命、卡阻不轉(zhuǎn)、軸承座漏水、改造

1. 前言

扇形段是板坯連鑄機的核心設(shè)備之一，主要作用是對鑄坯進行彎曲、導向、支撐、矯直、拉坯，還可完成液芯壓下，引導和移動引錠桿等作用^[1]。扇形段運行工況的好壞，不僅直接影響著連鑄機的正常生產(chǎn)運行，同時對鑄坯表面和內(nèi)部質(zhì)量均有決定性影響。

九江萍鋼鋼鐵有限公司九江煉鋼廠（以下簡稱：九鋼）目前擁有一臺年產(chǎn)量150萬噸的單流弧形連鑄機，鑄機配備二冷區(qū)電磁攪拌、動態(tài)輕壓下、二冷區(qū)動態(tài)配水等系統(tǒng)，鑄機采用連續(xù)彎曲連續(xù)矯直和小輥密排技術(shù)，拉速范圍0.1~1.6m/min。鑄坯常規(guī)斷面厚度為170mm和250mm，寬度為1900mm和2100mm。九鋼板坯連鑄機設(shè)備參數(shù)見表1。

2016年九鋼板坯在生產(chǎn)過程中扇形段頻繁出現(xiàn)由于輥子卡死不轉(zhuǎn)、軸承座坍塌、軸承座漏水等原因?qū)е挛吹绞褂脡勖�就下線的現(xiàn)象，制約了板坯產(chǎn)量的提高與生產(chǎn)成本的降低，惡化了鑄坯質(zhì)量。通過對異常下線扇形段進行統(tǒng)計分析，并對輥子進行解剖研究，提出了相應(yīng)解決措施，并取得了一定效果。

表1 九鋼板坯連鑄機設(shè)備參數(shù)

2. 扇形段下線原因統(tǒng)計

自2016年1月份開始至12月底，板坯扇形段由于異常原因?qū)е挛吹綁勖�即下線的數(shù)量共計59 臺，具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表2。由表可看出，2016年板坯扇形段由于輥子卡死、軸承座漏水不轉(zhuǎn)下線的共計44臺，占總數(shù)的74.58% ；計劃下線到周期及配合生產(chǎn)計劃共計14臺，占總數(shù)的23.73%；油缸漏油、共計1臺，占總數(shù)的1.69%。2016年異常原因下線的扇形段中由于輥子卡死不轉(zhuǎn)和軸承座漏水的占比達總數(shù)的四分之三 。可見，輥子卡死不轉(zhuǎn)和軸承座漏水是制約扇形段壽命的最主要原因。由于扇形段頻繁出現(xiàn)此類故障，導致了檢修次數(shù)增加，一直困擾板坯的生產(chǎn)，并且影響了鑄機作業(yè)率，產(chǎn)能的釋放受到了嚴重制約。

表2 2016年異常原因下線扇形段數(shù)據(jù)統(tǒng)計

3. 影響扇形段下線主要原因分析及改進措施

3.1 輥子卡死不轉(zhuǎn)原因分析及改進措施

針對輥子卡死不轉(zhuǎn)現(xiàn)象，扇形段下線后對不轉(zhuǎn)的輥子進行了表觀研究和解體分析，認為輥子載荷大、溫度高，軸承所受應(yīng)力較大，當外力作用大后就造成了輥子間歇性卡阻，導致輥面積渣，再加上某個點供油量偏少，潤滑不充分，最終造成輥子卡死不轉(zhuǎn)。為此，我廠主要采取了以下措施：

（1）對軸承固定形式進行改造，原內(nèi)環(huán)固定改造成卡板加螺栓固定的方法，芯套、密封進行同步改造，如圖1，以確保輥組同步運動，減小軸承外部所受應(yīng)力作用。

（2）對甘油潤滑系統(tǒng)進行改造，軸承底座直孔改成斜孔加入油脂。

（3）停機過程中對輥子要進行足夠冷卻（50℃以內(nèi)），冷卻時間要大于20分鐘。

（4）生產(chǎn)過程中拉速平穩(wěn)，升降速檔數(shù)要控制得當，恒拉速率要達到95%以上。

（5）確定合理的二冷區(qū)動態(tài)輕壓下壓下區(qū)間、壓下量，對提拉速后的位置進行數(shù)字推算，確保工藝參數(shù)和準確性，減小矯直段所受的機械應(yīng)力。

（6）提拉速后對扇形段二冷配水參數(shù)進行調(diào)整，滿足鑄坯冷卻，避免水量過小對扇形段輥子高溫傳熱產(chǎn)生的影響。

3.2 軸承座漏水原因分析及改進措施

我廠板坯扇形段輥子為三段式，每個輥子均有獨立軸承座，共有6個軸承座，相鄰軸承座間用芯套連接，漏水部位即是在兩個輥子之間的軸承座芯套處。

對漏水的軸承座進行研究發(fā)現(xiàn)，軸承座兩側(cè)輥子有塌陷現(xiàn)象，這主要是由于較大的應(yīng)力施加在軸承座兩側(cè)輥子上導致輥子撓度不同程度的增大，從而增加了O型圈、芯套及軸孔部位的磨損程度，最終導致軸承座漏水，由于油脂被沖刷，軸承得不到有效潤滑，輥子不轉(zhuǎn)，軸承被破壞后，致使輥子塌陷或上頂，如圖2所示。

有學者^[2]通過數(shù)學模型計算得出，沿鑄機長度鑄坯鼓肚應(yīng)變占統(tǒng)治地位(0.2%～0.6%），矯直應(yīng)變較�。ㄐ∮�0.2%），支撐輥不對中應(yīng)變達0.2%～0.4%。扇形段輥縫和弧度控制精度對鑄坯鼓肚量和支撐輥不對中量有決定性影響。由相互作用力可知，提高扇形段輥縫和弧度控制精度對改善輥子受力情況有重要影響，扇形段輥縫和弧度控制精度越高，則輥子受力越均勻，越有利于減少軸承座漏水現(xiàn)象的發(fā)生。

為了提高輥縫和弧度控制精度，九鋼主要采取了以下措施：

   （1）提高離線扇形段修復(fù)的精度要求，線上接弧板接弧要求由±0.5mm提高到±0.3mm。實際操作中如圖3所示，將對弧板依次放置在圖中6根紅線的位置，測定每個位置處七根輥子與接弧板的間距，42個點的間距都在0.90～1.10mm時才算合格，提高了輥子的對心精度。

（2）定期對離線修復(fù)對中臺進行校水平；對離線對中臺上與段子接觸的金屬接觸面進行充分清潔；對調(diào)整高度、厚度所使用的金屬墊片進行充分清潔，確保無鐵銹或其它雜質(zhì)；在調(diào)整弧度過程中確保輥子與接弧板干凈無油污；下線的扇形段必須首先將框架上的氧化鐵皮等雜質(zhì)進行充分清理。

（3）停機過程中對在線的扇形段測輥縫，對輥縫控制系統(tǒng)進行重新標定。測量標準如圖3所示，選取扇形段第2、6根輥子，在離端部300mm處運用手持式輥縫儀測量（圖中A、B、C、D四點），確保∣A-B∣≦0.3mm、∣C-D∣≦0.3mm。完成測量后轉(zhuǎn)自動模式，設(shè)定一個合理的輥縫值，再次測量輥縫，將位移傳感器實數(shù)與輥縫儀測量值的差值作為輥縫補償值，以消除扇形段本體的機械間隙，并重復(fù)此步驟直至差值在0～0.1mm范圍內(nèi)則標定完成。

（4）停機過程中對扇形段框架上積壓的氧化鐵皮進行清理，并對每個扇形段地腳螺栓進行緊固。

4. 新方法的開展

2017年針對扇形段軸承座漏水、輥子卡死不轉(zhuǎn)現(xiàn)象開展了包括甘油潤滑系統(tǒng)改造、軸承座裝配優(yōu)化、提高扇形段安裝精度、輥縫控制精度等大量工作，但漏水和卡死現(xiàn)象并未得到有效解決，2017年1~8月由于軸承座漏水、輥子卡死而下線的扇形段達40臺，改善措施效果不佳。

為了提高扇形段使用壽命，攻克此難題，2017年9月，在與不同單位的對標學習過程中，找到了提高我廠板坯扇形段使用壽命的新思路。我廠扇形段為上下框架拉桿式，連接處間隙較大，不利于輥縫精度的控制，加之目前產(chǎn)量的提升，扇形段作業(yè)率大大提高，受力點不均勻，軸承座處O型圈、芯套等磨損不可避免，最終造成了漏水及軸承損壞等故障，所以只有從改變輥子結(jié)構(gòu)出發(fā)來改變當前扇形段的問題。通過考察八一鋼廠、三明鋼廠、舞陽鋼廠、鄂鋼的板坯鑄機均采用通軸式輥組，通軸輥組相對于分節(jié)輥，軸與軸承同時受力，受力更加均勻，能承受的應(yīng)力更大。目前我廠已對水平段9段（編號9-3）進行了改造試驗，10月30日上線已經(jīng)運行一個多月時間，運行正常。后續(xù)會密切跟蹤9段運行情況，并對各項數(shù)據(jù)進行詳細記錄，為其它扇形段改造奠定提供數(shù)據(jù)支撐。

5. 結(jié)論

在傳統(tǒng)的改善潤滑與裝配精度等方法效果不佳的情況下，我廠通過與外單位的對標學習，采取了改變輥子結(jié)構(gòu)的方式，目前已上線試驗一個扇形段，運行效果較好。當所有扇形段均改造為通軸輥結(jié)構(gòu)后，并對變形的內(nèi)外弧框架進行矯正修復(fù)，相信我廠板坯扇形段軸承座漏水、輥子卡死問題必能得到較大改善，加上生產(chǎn)節(jié)奏穩(wěn)定、操作事故降低，扇形段使用壽命必能有所突破。

參考文獻

[1] 盛喜松.連鑄工[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2013.

[2] 盛一平，等.板坯連鑄鼓肚變形計算[J].鋼鐵，1993，28(3)：21~25.