近終型異型坯連鑄機(jī)拉矯機(jī)設(shè)備改造與應(yīng)用

趙 鵬

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司規(guī)劃發(fā)展部，山東萊蕪271104）

0 引言

萊鋼近終型異型坯連鑄機(jī)由奧鋼聯(lián)技術(shù)總負(fù)責(zé)，關(guān)鍵設(shè)備從國(guó)外引進(jìn)，其他設(shè)備由國(guó)內(nèi)配套，為三機(jī)三流配置，每流4臺(tái)拉矯機(jī)，共12臺(tái)在線拉矯機(jī)。

拉矯機(jī)設(shè)計(jì)形式是帶固定底輥和可調(diào)頂輥的框架夾緊輥形式，頂輥為驅(qū)動(dòng)輥，驅(qū)動(dòng)形式為變頻電機(jī)帶動(dòng)萬(wàn)向軸（聯(lián)軸器）和齒輪傳動(dòng)。輥?zhàn)拥睦鋮s方式是旋轉(zhuǎn)接頭供水的內(nèi)冷方式，潤(rùn)滑方式采取集中甘油潤(rùn)滑。

1 拉矯機(jī)目前使用存在的問(wèn)題

1.1 拉矯輥使用壽命短

拉矯機(jī)輥?zhàn)釉O(shè)計(jì)冷卻方式為環(huán)形水冷卻，水路連接采取串聯(lián)形式，冷卻水孔的直徑為18 mm，水孔直徑偏小，導(dǎo)致水流量偏小，再加上設(shè)備水水質(zhì)較硬，輥?zhàn)釉诰€使用不到一年后水孔結(jié)垢嚴(yán)重，降低了輥?zhàn)拥睦鋮s效果，造成輥?zhàn)幽p量加大，使用壽命大大縮短。

1.2 防扭支架易斷裂

原防扭支架設(shè)計(jì)的銷軸與支座是過(guò)渡配合，且存在軸肩處應(yīng)力集中的問(wèn)題。送引錠時(shí)拉矯機(jī)壓力為18 MPa，引錠桿對(duì)拉矯機(jī)的沖擊力大，在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)銷軸斷裂后減速機(jī)掉落的設(shè)備故障，從而影響拉矯機(jī)的使用效果，同時(shí)銷軸斷裂在支座內(nèi)無(wú)法取出，導(dǎo)致設(shè)備故障搶修時(shí)間長(zhǎng)，且每年至少有一臺(tái)減速機(jī)因?yàn)榉琅ぶЪ艿臄嗔讯鴵p壞。

1.3 水冷罩結(jié)構(gòu)不合適

原設(shè)計(jì)水冷罩的結(jié)構(gòu)形式為框式水冷罩，體積和重量都較大（重量為277 kg），由于減速機(jī)和水冷罩都在拉矯機(jī)的一側(cè)，導(dǎo)致拉矯機(jī)在抬起和壓下時(shí)重量分布嚴(yán)重不均，造成拉矯機(jī)升降不同步，從而引發(fā)鑄坯跑偏現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)非計(jì)劃停澆事故。另外，水冷罩與減速機(jī)通過(guò)螺栓連接，當(dāng)定修檢查電機(jī)或更換電機(jī)聯(lián)軸器梅花墊時(shí)需要對(duì)水冷罩進(jìn)行拆除和安裝，造成維修時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，同時(shí)由于兩個(gè)流之間空間狹小且水冷罩體積大，在此處起吊水冷罩時(shí)很容易發(fā)生擠傷和碰傷等安全事故。

1.4 進(jìn)口減速機(jī)備件成本高、進(jìn)貨周期長(zhǎng)

拉矯機(jī)原來(lái)使用的減速機(jī)備件都是進(jìn)口備件，每臺(tái)減速機(jī)的價(jià)格為32萬(wàn)元，每臺(tái)減速機(jī)的使用壽命為3年，連鑄機(jī)在線有12臺(tái)拉矯機(jī)，平均每年用4臺(tái)減速機(jī)，每年減速機(jī)費(fèi)用為32×4=128萬(wàn)元，備件費(fèi)用消耗過(guò)高，成本壓力較大，且進(jìn)口備件的到貨周期一般為一年到一年半左右，現(xiàn)場(chǎng)急用時(shí)沒(méi)有備件，影響生產(chǎn)。

2 拉矯機(jī)備件改造

2.1 拉矯輥冷卻方式改造

首先，改造水路的連接方式，由原來(lái)的串聯(lián)式改為并聯(lián)式冷卻；其次，加大冷卻水孔的直徑，由原來(lái)的18 mm擴(kuò)大為22 mm，同時(shí)對(duì)輥?zhàn)迎h(huán)板結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)改造，保證了冷卻水流量；再次，利用每年連鑄機(jī)設(shè)備大修的時(shí)間對(duì)在線拉矯機(jī)輥?zhàn)舆M(jìn)行酸洗，消除冷卻水管路內(nèi)的水垢。通過(guò)以上措施的實(shí)施，提高了輥?zhàn)拥脑诰€使用壽命。

2.2 防扭支架改造

首先，改變彈性套與支架杠桿的連接方式，由φ45 mm的銷軸連接改為φ52 mm的螺紋連接；其次，改變彈性套的尺寸，由原來(lái)的φ40 mm改為φ50 mm。通過(guò)尺寸的改變，增大備件的抗疲勞強(qiáng)度（防扭支架改造前后對(duì)比如圖1所示）。

圖1 防扭支架改造前后對(duì)比

2.3 水冷罩結(jié)構(gòu)改造

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，對(duì)水冷罩的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改造，將原來(lái)的整體框式結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆分，拆成兩個(gè)片式結(jié)構(gòu)（水冷罩改造前后對(duì)比如圖2所示），體積大大減小，重量也由原來(lái)的277 kg減輕到132 kg，改造后的水冷罩通過(guò)焊接在拉矯機(jī)框架上的門軸掛靠在拉矯機(jī)上，拆卸過(guò)程比原來(lái)更加方便，且減少了安全事故的發(fā)生。

2.4 減速機(jī)國(guó)產(chǎn)化改造

由于進(jìn)口的傘齒輪加工刀具（插齒刀）與國(guó)產(chǎn)刀具存在模數(shù)差異，因此國(guó)產(chǎn)減速機(jī)的減速比與進(jìn)口減速機(jī)的減速比不完全一致，要對(duì)減速機(jī)進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造，必須克服拉矯機(jī)減速機(jī)速比不同的問(wèn)題。進(jìn)口減速機(jī)速比i=702，而國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的同類拉矯機(jī)減速機(jī)最小速比為i=709.15，速比存在差別，不能直接進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化替換。針對(duì)此問(wèn)題，根據(jù)國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口減速機(jī)線速度相同進(jìn)行計(jì)算。

線速度：

圖2 水冷罩改造前后對(duì)比

則：

電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速設(shè)為V機(jī)：

根據(jù)計(jì)算，需將驅(qū)動(dòng)輥直徑由原來(lái)的450 mm改為454.583 mm來(lái)克服輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速匹配問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)減速機(jī)的成功替換。

3 改造后效果及效益測(cè)算

（1）提高設(shè)備穩(wěn)定性。通過(guò)改造，提高了防扭支架的承載能力，降低了拉矯機(jī)減速機(jī)在使用過(guò)程中掉落的設(shè)備故障率；水冷罩的改造避免了拉矯機(jī)因重量分布不均出現(xiàn)的升降不同步現(xiàn)象，同時(shí)降低了鑄坯跑偏的幾率，保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定順行。

（2）提高作業(yè)安全系數(shù)。水冷罩的改造杜絕了在狹小空間進(jìn)行大重量備件吊裝作業(yè)的現(xiàn)狀，避免了作業(yè)過(guò)程中可能造成的機(jī)械傷害事故，提高了在此處作業(yè)的安全系數(shù)，同時(shí)縮短了檢修時(shí)間。

（3）節(jié)約備件成本。通過(guò)對(duì)拉矯輥冷卻方式的改造，輥?zhàn)拥脑诰€使用時(shí)間由原來(lái)的1年延長(zhǎng)到3年，每年可節(jié)約輥?zhàn)?8個(gè)，每個(gè)輥?zhàn)又圃熨M(fèi)用約為6萬(wàn)元，節(jié)約成本為18×6=108萬(wàn)元。

減速機(jī)國(guó)產(chǎn)化改造：減速機(jī)改造之前每年備件消耗費(fèi)用為128萬(wàn)元，改造后減速機(jī)的壽命為18個(gè)月，平均每年用8臺(tái)減速機(jī)，1臺(tái)減速機(jī)費(fèi)用為7萬(wàn)元，每年備件消耗費(fèi)用為8×7=56萬(wàn)元，每年可節(jié)約費(fèi)用為128-56=72萬(wàn)元。

防扭支架改造：改造后的防扭支架基本不會(huì)出現(xiàn)斷裂的情況，每年至少可節(jié)約1臺(tái)減速機(jī)，節(jié)約費(fèi)用7萬(wàn)元。

綜上所述，通過(guò)拉矯輥冷卻方式改造、防扭支架改造和減速機(jī)國(guó)產(chǎn)化改造，每年可節(jié)約成本共計(jì)187萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)拉矯機(jī)備件的改造，提高了拉矯機(jī)設(shè)備的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了拉矯機(jī)的在線使用壽命，大大降低了成本的消耗。