分動型翻轉(zhuǎn)冷床的改造探索

許 瑞， 薛彥軍， 王 鵬

（首鋼長治鋼鐵有限公司， 山西 長治 046031）

在現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)過程中，方坯翻轉(zhuǎn)冷床在連鑄系統(tǒng)設(shè)備中起著關(guān)鍵作用，翻轉(zhuǎn)冷床的正常工作能夠使鑄坯得到快速冷卻，與此同時(shí)使得鑄坯得到矯正，保證質(zhì)量。首鋼長治鋼鐵有限公司（以下簡稱長鋼）煉鋼廠8 號連鑄機(jī)是長鋼公司八大填平補(bǔ)齊工程8 號轉(zhuǎn)爐的配套工程，于2011 年6 月建成投產(chǎn)。長鋼煉鋼廠8 號連鑄機(jī)生產(chǎn)鋼坯直接送往長鋼主力產(chǎn)品—棒材生產(chǎn)線，因此該冷床的穩(wěn)順運(yùn)行對首鋼長鋼公司意義重大。該鑄機(jī)在建成運(yùn)行一段時(shí)間后，翻轉(zhuǎn)冷床在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生一些故障，主要表現(xiàn)為：橫移V 型齒在后退過程中拌坯，導(dǎo)致鑄坯無法實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，造成倒坯，大量鋼坯堆積在冷床，增大了冷床的負(fù)荷，對設(shè)備損壞極大；同時(shí)由于無法實(shí)現(xiàn)鋼坯翻轉(zhuǎn)，使鋼坯彎曲變形無法通過冷床矯正，影響鑄坯質(zhì)量。筆者通過現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際考察，提出了針對性的改進(jìn)措施，從根本上解決了翻轉(zhuǎn)冷床無法翻轉(zhuǎn)難題，減少了冷床故障，保證了冷床的可靠運(yùn)行，為鑄坯質(zhì)量提供了設(shè)備層面的保障。

1 分動型翻轉(zhuǎn)冷床簡介

1.1 冷床構(gòu)造簡圖及主要部件

長鋼煉鋼廠8 號連鑄機(jī)冷床為分動型翻轉(zhuǎn)冷床，該冷床共有18 個搖架分為3 組，每組6 個搖架用連桿連接，搖架上部是冷床支撐橫梁，橫梁上部裝有傳動齒條。其主要部件如圖1。

1.2 分動型翻轉(zhuǎn)冷床工作原理

分動型翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)冷床的傳動示意圖如圖2，即V型齒和U 型齒的上升下降、水平移動分別由不同的電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，動作協(xié)調(diào)靠電氣聯(lián)鎖加以保證。

圖1 分動型翻轉(zhuǎn)冷床構(gòu)造簡圖

圖2 分動型翻轉(zhuǎn)冷床傳動示意圖

1.2.1 水平傳動

通過電機(jī)帶動水平傳動機(jī)構(gòu)中的偏心轉(zhuǎn)動，通過水平傳動拉桿拉動使傳送齒條實(shí)現(xiàn)水平運(yùn)動。水平傳動機(jī)構(gòu)中使用的偏心偏心距e=150 mm，所以水平傳送最大距離為300 mm[1]。

1.2.2 垂直傳動

通過電機(jī)帶動垂直傳動機(jī)構(gòu)中的偏心轉(zhuǎn)動，通過連桿帶動升降搖架擺動，使搖架帶著翻轉(zhuǎn)齒條做升降運(yùn)用。垂直傳動機(jī)構(gòu)中使用的偏心距e=50 mm，所以垂直傳動的最大行程為100 mm。

2 存在問題及原因分析

2.1 存在的問題

該冷床為利舊首鋼三煉鋼舊有設(shè)備，設(shè)計(jì)滿足100 mm×100 mm～180 mm×180 mm 各類方坯，所以改型分動型翻轉(zhuǎn)冷床在工藝性能及設(shè)備的傳動性能在原理上是可靠的，但由于使用時(shí)間長，設(shè)備多次發(fā)生故障停機(jī)[2]，且年維修費(fèi)用較其它冷床一直居高不下。其問題主要表現(xiàn)在一下幾個方面：

1）鋼坯無法翻轉(zhuǎn)，影響鑄坯質(zhì)量。

2）傳動機(jī)構(gòu)偏心銅瓦磨損嚴(yán)重，使用周期短。

3）傳動輪經(jīng)常發(fā)生抱死現(xiàn)象，更換頻繁。

2.2 原因分析

經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)地勘測，對于以上問題產(chǎn)生的原因主要總結(jié)如下：

1）冷床在運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，傳送U 型齒起升高度不夠，致使在向前送坯的過程中，鑄坯下方拌到翻轉(zhuǎn)V 型齒尖，導(dǎo)致鑄坯無法翻轉(zhuǎn)，甚至向后倒坯。

2）由于部分翻轉(zhuǎn)V 型齒磨損，原有向前傳送距離無法保證在翻轉(zhuǎn)V 型齒在升起時(shí)使鑄坯進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，甚至向后倒坯。

3）冷床無法向前運(yùn)送鑄坯，致使大量鑄坯停留在冷床上，冷床負(fù)荷增大，傳動系統(tǒng)磨損加劇，行程惡性循環(huán)。

4）傳動輪在冷床發(fā)生水平運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，但原設(shè)計(jì)潤滑油管為固定式，致使油管發(fā)生打扭現(xiàn)象，導(dǎo)致油路堵塞，無法保證傳動輪潤滑，最終使傳動輪抱死。同時(shí)傳動輪不轉(zhuǎn)后與導(dǎo)軌之間磨損加劇，也是傳送U 型齒起升高度不夠的原因之一。

3 采取的措施

根據(jù)以上問題，對該冷床進(jìn)行了針對性的勘測后提出以下解決方案

3.1 傳動U 型齒起升高度不夠

1）在該型冷床實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)傳動U 型齒達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，經(jīng)常發(fā)生溜車現(xiàn)象，進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)為垂直傳動機(jī)構(gòu)制動能力差。原垂直傳動機(jī)構(gòu)制動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為單側(cè)抱閘抱緊制動，為此長鋼將減速器高速段改為雙出軸模式，使用兩端制動，增加垂直傳動機(jī)構(gòu)制動能力[3]。

2）通過前文介紹該型冷床的垂直傳動最大行程為100 mm，即當(dāng)傳動U 型齒在最高點(diǎn)（翻轉(zhuǎn)V 型齒在最低點(diǎn)）時(shí)兩齒板齒尖高度之差為100 mm。根據(jù)齒形可知此時(shí)傳動U 型齒齒底離翻轉(zhuǎn)V 型齒齒尖距離為30 mm，反之同理，如圖3。但是在實(shí)際運(yùn)行過程中由于機(jī)械磨損等問題，上述差值基本在10 mm左右，甚至有0 左右等極端情況出現(xiàn)。為此長鋼將傳動U 型齒相對于翻轉(zhuǎn)V 型齒的高度整體加高10 mm，保證在向前傳動過程中傳動U 型齒齒底與翻轉(zhuǎn)V型齒齒尖高差，以此消除拌坯現(xiàn)象。

3.2 傳動U 型齒前進(jìn)距離不夠

原設(shè)計(jì)水平傳動中偏心的運(yùn)動軌跡為從起始位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)至終點(diǎn)位置如圖4-1，該型冷床也是通過調(diào)整起始位置來保證適用于不同規(guī)格的鑄坯。將水平傳動拉桿縮短20 mm，橫移U 型齒在到達(dá)現(xiàn)有位置時(shí)偏心終點(diǎn)位置如圖4-2，從而保證橫移U 型齒在現(xiàn)有基礎(chǔ)上仍有向前進(jìn)空間[4]。

圖3 齒條位置示意圖（mm）

圖4 水平傳動偏心位置對比圖

3.3 傳動輪潤滑油管打扭

原設(shè)計(jì)傳動輪潤滑油管為固定式，無法隨車輪轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，致使油管打扭[5]。為此長鋼重新設(shè)計(jì)一種旋轉(zhuǎn)接頭用于該傳動輪上如圖5，并已申請專利，專利號ZL201821613646.7。

圖5 旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)示意圖

4 結(jié)語

該型冷床經(jīng)過改造后，通過實(shí)踐證明上述分動型翻轉(zhuǎn)泠床的改造是合理的，大幅降低了冷床的故障，提高了設(shè)備可靠性，使該型冷床大修周期由8 個月提升至1 年半以上，同時(shí)也降低了冷床的在日常維修維護(hù)過程中的人工成本和工作量，為保證鑄機(jī)生產(chǎn)提供了可靠的設(shè)備保障。與此同時(shí)，此次改造探索，也為同類型冷床的設(shè)計(jì)、制造。維修維護(hù)提供了可借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)。