板坯連鑄機(jī)支導(dǎo)段移位分析及控制措施

唐錫明，龍 兵，余 波，胡鰲全

（柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司，廣西 柳州545001）

0 引言

目前本公司板坯4#、板坯6#連鑄機(jī)支導(dǎo)段采用的是上、下U座定位，由接水盤支撐的坐式定位安裝。這種設(shè)計(jì)的定位安裝方式，操作簡(jiǎn)單，易于調(diào)整維護(hù)，但未考慮到后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量要求提升后，如果設(shè)備定位精度不高或不穩(wěn)定，將影響產(chǎn)能的發(fā)揮和品種鋼的生產(chǎn)[1-2]。如何在現(xiàn)有的設(shè)備前提下，提升設(shè)備精度，穩(wěn)定設(shè)備狀況，發(fā)揮效能，是目前連鑄工序的關(guān)鍵[3]。從支導(dǎo)段精度控制著手，通過(guò)對(duì)支導(dǎo)段定位裝置精度的恢復(fù)改造，同步優(yōu)化調(diào)整方式，從而實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)關(guān)鍵設(shè)備精度提升。前期45#、50#碳板在板坯4#、板坯6#連鑄機(jī)生產(chǎn)，因鑄機(jī)精度不能有效保證，鑄坯邊角裂紋現(xiàn)象突出[4]，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。因此，提升板坯連鑄機(jī)關(guān)鍵設(shè)備的精度顯得尤為重要，而提升支導(dǎo)段的設(shè)備精度，又是板坯鑄機(jī)關(guān)鍵設(shè)備精度提升的重點(diǎn)。

1 板坯連鑄機(jī)支導(dǎo)段使用現(xiàn)狀

1.1 板坯支導(dǎo)段的構(gòu)造及功能

板坯連鑄機(jī)支撐導(dǎo)向段（簡(jiǎn)稱支導(dǎo)段）由支撐結(jié)構(gòu)、輥?zhàn)涌偝伞⒗鋮s系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和碟簧夾緊系統(tǒng)組成。支導(dǎo)段的功能是鑄坯在凝固過(guò)程中起支撐作用并將鑄坯從支導(dǎo)段導(dǎo)入1#扇形段，它必須符合流線設(shè)計(jì)，有良好的連續(xù)性，0#段的上部為垂直區(qū)，起導(dǎo)向作用，其底部主要實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄坯的矯直彎曲功能。如圖1所示。

結(jié)構(gòu)原理如下：整套輥?zhàn)臃植荚趦?nèi)外框架上，噴淋管相間錯(cuò)開(kāi)布置在輥系間，框架上部為垂直區(qū)，下部為連續(xù)矯直區(qū)，內(nèi)外框架通過(guò)碟簧及螺桿導(dǎo)柱來(lái)鎖緊，組成整體支撐結(jié)構(gòu)，最終由上、下耳軸坐落到U座中與接水盤形成支撐連接。

1.2 板坯4#、6#機(jī)支導(dǎo)段目前的狀況

板坯4#、6#連鑄機(jī)設(shè)備使用年限較長(zhǎng)，支導(dǎo)段出現(xiàn)的不同程度的磨損和變形，給支導(dǎo)段的定位帶來(lái)了很大的影響。首先，定位安裝的U座及耳軸存在較大的磨損，造成間隙過(guò)大導(dǎo)致支導(dǎo)段在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生移位；其次，耳軸與U座選用間隙裝配，因設(shè)計(jì)便于安裝，間隙設(shè)計(jì)較大，一定程度造成移位；再次，U座和耳軸拆卸安裝設(shè)計(jì)不合理，難以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間進(jìn)行更換，恢復(fù)難度較大；其四，輥?zhàn)拥哪p以及選用軸承的游隙也對(duì)弧度調(diào)整有一定影響。

1.3 板坯4#、6#機(jī)支導(dǎo)段的定位方式

板坯4#、6#機(jī)支導(dǎo)段是采用接水盤支撐，通過(guò)上、下U座定位調(diào)弧固定，下U座通過(guò)螺桿直接調(diào)整定位弧度，上U座通過(guò)調(diào)整U座墊片固定。如圖2所示。

圖1 支導(dǎo)段構(gòu)造圖

圖2 支導(dǎo)段定位安裝圖

此種設(shè)計(jì)的支導(dǎo)段定位方式是通過(guò)下U座的大螺桿來(lái)調(diào)整弧度，將支導(dǎo)段直接落入U(xiǎn)座，對(duì)弧檢查，若果弧度偏差較大時(shí)，需重新吊起，調(diào)整下U座，如果偏差弧度較小，即可在線直接調(diào)整；其定位方式存在以下缺點(diǎn)：定位穩(wěn)定性較差，在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)移位，耳軸安裝方式較復(fù)雜，拆卸修復(fù)難度大，磨損后重新修復(fù)成本高，不能實(shí)現(xiàn)快速更換磨損件。

1.4 支導(dǎo)段移位數(shù)據(jù)分析

分別從板坯4#、6#機(jī)各抽取兩組支導(dǎo)段對(duì)弧數(shù)據(jù)作數(shù)據(jù)分析，從表1、表2的數(shù)據(jù)可以看出，兩臺(tái)板坯支導(dǎo)段對(duì)弧數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，弧度有時(shí)候偏外弧，有時(shí)候偏內(nèi)弧，最大偏差達(dá)到1.2 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出對(duì)弧精度要求≤0.3 mm的工藝標(biāo)準(zhǔn)。

表1 板坯4#機(jī)支導(dǎo)段移位對(duì)弧數(shù)據(jù)（單位：mm）

表2 板坯6#機(jī)支導(dǎo)段移位對(duì)弧數(shù)據(jù)（單位：mm）

1.5 支導(dǎo)段移位造成鑄坯邊角裂紋

如圖3所示，為今年2月23至3月7日生產(chǎn)的1700斷面碳板的邊角樣，從圖中可以看到邊角樣有不同程度的裂紋；此次生產(chǎn)1700斷面碳板共138爐，共取了19組角部酸洗樣，第一次生產(chǎn)第一組和最后一組沒(méi)有角裂，其余各組均有不同程度角裂，軋后出現(xiàn)共52.454 t邊裂協(xié)議材，第一季度三個(gè)月邊裂率分別為0.33%、1.22%、0.89%，均未完成生產(chǎn)目標(biāo)。

圖3 鑄坯邊角裂紋角部樣

2 分析支導(dǎo)段移位原因及影響

2.1 支導(dǎo)段離線修復(fù)精度的影響

支導(dǎo)段在離線對(duì)中臺(tái)上驗(yàn)收的弧度要求是±0.1 mm；因此弧度與對(duì)中臺(tái)兩者疊加，支導(dǎo)段備件修復(fù)的最大誤差就達(dá)到0.2 mm，同時(shí)支導(dǎo)段輥?zhàn)友b配的軸承存在0.1 mm的游隙，在垂直擺放和水平擺放的情況下，支導(dǎo)段的開(kāi)口度相差可以達(dá)到0.2 mm，綜合以上因素，備件修復(fù)的最大誤差可達(dá)0.3 mm，生產(chǎn)過(guò)程中稍有移位變化就可能超出支導(dǎo)段在線使用的對(duì)弧標(biāo)準(zhǔn) ≤ 0.3 mm，超出此標(biāo)準(zhǔn)，鑄坯質(zhì)量就難以得到保證，尤其是對(duì)45#、50#碳板影響較大，邊角樣裂紋也由此產(chǎn)生。

2.2 耳軸及U座的裝配間隙

2.2.1 原始設(shè)計(jì)的裝配間隙

從圖4、圖5可看出，原始設(shè)計(jì)為了讓支導(dǎo)段能在安裝過(guò)程中沒(méi)有卡阻，順利的安裝到底部，設(shè)計(jì)的裝配間隙最大可達(dá)0.25 mm。在生產(chǎn)使用過(guò)程中，支導(dǎo)段的主要移位因素就是這個(gè)裝配間隙，特別是設(shè)備使用年限較長(zhǎng)，耳軸和U座都存在不同程度的銹蝕和磨損。

圖4 耳軸尺寸圖

圖5 U座尺寸圖

2.2.2 安裝調(diào)整方法的影響

板坯4#、6#機(jī)支導(dǎo)段的弧度調(diào)整是通過(guò)下U座大螺桿牽引調(diào)整，在調(diào)整過(guò)程中，因位置狹小，調(diào)整后螺桿未緊固到位也是一方面原因，另一方面原因就是調(diào)整過(guò)程中螺桿間隙未消除；其二，在U座和耳軸存在間隙的情況下，未能采用有效的方法，補(bǔ)償裝配間隙。

3 控制支導(dǎo)段移位的要求及改造措施

3.1 提高離線備件精度的措施

保證對(duì)中臺(tái)精度，嚴(yán)格落實(shí)對(duì)中臺(tái)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)±0.1 mm；使用過(guò)程中，有碰撞現(xiàn)象的必須重新檢驗(yàn)做對(duì)中調(diào)整；根據(jù)支導(dǎo)段修復(fù)后上線初始調(diào)整數(shù)據(jù)，如有超差無(wú)法調(diào)整到工藝要求標(biāo)準(zhǔn)的，立即對(duì)對(duì)中臺(tái)進(jìn)行檢驗(yàn)調(diào)整。在對(duì)弧調(diào)整時(shí)，可結(jié)合軸承存在的游隙，弧度按下限最小值調(diào)整。軸承游隙檢查，確保軸承游隙≤0.1 mm，如有超差必須更換輥?zhàn)踊蜉S承。

3.2 對(duì)耳軸及U座精度進(jìn)行恢復(fù)及改造

將板坯4#、6#機(jī)U座重新堆焊，表層采用不銹鋼，防止銹蝕磨損；耳軸也重新堆焊恢復(fù)精度。

根據(jù)板坯4#、6#機(jī)U座結(jié)構(gòu)形式，對(duì)U座外層U型槽兩側(cè)銑削兩個(gè)斜銷槽，采用斜銷雙重固定方式，可以解決在U座和耳軸存在較大安裝間隙時(shí)，斜銷與外U座的緊固也能有效防止生產(chǎn)過(guò)程中支導(dǎo)段移位，如圖6、圖7所示。

圖6 U座改造示意簡(jiǎn)圖

圖7 現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)物圖

3.3 規(guī)范調(diào)整方法

板坯4#、6#機(jī)支導(dǎo)段調(diào)整時(shí)，首先將支導(dǎo)段放入在線U座測(cè)量，數(shù)據(jù)較大時(shí)，需重新吊起，將U座在空載情況下調(diào)至距內(nèi)弧還?！?.5 mm的間隙，然后再放入支導(dǎo)段，將測(cè)量弧板就位，即可采用大螺母向內(nèi)弧牽引調(diào)整支導(dǎo)段，直至弧度≤0.3 mm以內(nèi)即可，此后鎖緊調(diào)整螺母，并在U座外層內(nèi)弧區(qū)重錘打入斜銷，消除裝配間隙，其后在外弧區(qū)再打入另一斜銷，保證有一定的預(yù)緊力即可，再測(cè)量數(shù)據(jù)不變即可，如數(shù)據(jù)有變，即松開(kāi)螺母繼續(xù)往內(nèi)弧調(diào)整。在試驗(yàn)過(guò)程中，全新的耳軸和U座更換好后，在線調(diào)整支導(dǎo)段，打緊斜銷后，最大曾有0.1 mm間隙，即是耳軸與U座設(shè)計(jì)的裝配間隙，而其他未修復(fù)的磨損耳軸，在打緊斜銷后有的可達(dá)0.5 mm的間隙。

4 優(yōu)化改造調(diào)整后的參數(shù)情況及效果

4.1 板六、板四優(yōu)化改造后的對(duì)弧數(shù)據(jù)

從表3、表4數(shù)據(jù)看，支導(dǎo)段優(yōu)化恢復(fù)改造后，效果明顯，在線移位變化量均小于0.2 mm，實(shí)現(xiàn)板坯在線支導(dǎo)段弧度可控，同步統(tǒng)計(jì)4月13日至29日板六生產(chǎn)的碳板均未出現(xiàn)邊裂協(xié)議材。

表3 板坯4#機(jī)優(yōu)化改造調(diào)整后的支導(dǎo)段對(duì)弧數(shù)據(jù)（單位：mm）

表4 板坯6#機(jī)支導(dǎo)段優(yōu)化改造調(diào)整后的對(duì)弧數(shù)據(jù)（單位：mm）

4.2 支導(dǎo)段改造優(yōu)化精度控制后效果

由上表5及圖8看出：支導(dǎo)段精度優(yōu)化改造后，鑄坯邊角裂紋質(zhì)量改善效果非常明顯。此次通過(guò)對(duì)支導(dǎo)段移位情況的分析，及采取有效控制措施，使支導(dǎo)段在線使用的精度得到有效控制，弧度滿足了≤0.3 mm的工藝要求，為我公司產(chǎn)品做強(qiáng)做優(yōu)，品種鋼的穩(wěn)定生產(chǎn)提供了持續(xù)穩(wěn)定的保障。

表5 支導(dǎo)段優(yōu)化改造前后生產(chǎn)碳板邊角裂紋率對(duì)比

圖8 鑄坯質(zhì)量改善后的邊角樣

5 結(jié)束語(yǔ)

2018年在供給側(cè)改革、“地條鋼”整治、環(huán)保限產(chǎn)等強(qiáng)有力的措施管控驅(qū)動(dòng)下，鋼鐵行業(yè)持續(xù)回暖，鋼企盈利狀況進(jìn)一步向好發(fā)展，面對(duì)欣欣向榮的行業(yè)局面，有必要透過(guò)表象，分析后續(xù)鋼企持續(xù)健康發(fā)展的方向，由產(chǎn)能驅(qū)動(dòng)向品種品牌驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展，做優(yōu)做強(qiáng)精品鋼，在品種結(jié)構(gòu)優(yōu)化及品牌建設(shè)上如何建立企業(yè)自身的優(yōu)勢(shì)，持續(xù)增創(chuàng)效益應(yīng)是鋼鐵企業(yè)新的發(fā)展方向，而設(shè)備精度的保障和穩(wěn)定是產(chǎn)品質(zhì)量最基本的保障。本文通過(guò)對(duì)支導(dǎo)段移位情況分析并提供了相應(yīng)的控制措施和方法，對(duì)提高并穩(wěn)定板坯關(guān)鍵設(shè)備精度，提高鑄坯質(zhì)量有一定的參考和借鑒意義。