廖勉东　胡明　余游
（广东韶钢松山股份有限公司炼钢厂）

　　摘　要：通过对小方坯连铸机二冷导向段的改进，显著提高导向段的使用寿命和长期对弧精度，降低二冷段的检修工作量。长期对弧精度提高到0.5mm，导向段使用寿命由二个月提高到一年以上。
　　关键词：方坯连铸；二冷导向段；对弧精度
　　韶钢炼钢厂8号连铸机是一台8机8流R10m×170mm×170mm小方坯连铸机。连铸机采用气水雾化冷却、连续矫直的拉矫机和刚性引锭杆。2011年投产以来，连铸机的二冷导向段存在三个问题：一是对弧精度下降快；二是送引锭时引锭杆走偏，引锭头进入结晶器困难；三是正常浇铸时，铸坯在二冷导向段容易偏离导向辊辊面，铸坯压在轮缘上，产生压痕。这三个问题给连铸机的顺行、铸坯表面质量和二冷导向段的维护带来一定的挑战。特别是在生产特钢时，对连铸机的精度提出了更为严格的要求，然而，每当连铸机恢复对弧精度一周后，其弧线就发生显著劣化。
　　1　原因分析
　　原设计的二冷导向段每流由4个带独立底座的导向辊装配组成，如图1所示，通过安装调整，辊子装配布置在半径为10m的一段弧上，用于支承带液芯的连铸坯。由于小方坯连铸机工艺稳定性较差，漏钢等恶性工艺事故常有发生，加上二冷导向段处于高温、蒸汽、水、氧化铁皮等组成的恶劣环境中，对二冷导向段的辊子装配结构形成严峻的考验，因此辊子装配的结构一般均设计成相对简单的“轴套—轴”的装配结构，以便快速处理生产事故。如图1所示，导向段辊子装配的转动部分采用“轴套—轴”的装配结构，由于是滑动摩擦，辊子1转动阻力很大，又是在恶劣的环境下使用，造成辊子1、轴套2、定位轴套4和轴3快速磨损。辊子1、轴套2和轴3的磨损，使辊子1的中心线下沉，造成连铸机外弧线精度劣化严重。如果轴套2选用铜质材料，轴套2在满负荷生产的条件下，一周后磨损量可达3mm。由于辊子1的转动阻力大，辊子1的外径磨损也很严重，平均2个月就需要更换辊子1和轴3，以保证连铸机的弧线精度和辊子1转动的灵活性。

　　定位轴套4和轴套2在给铸坯导向过程中，也承受较大的轴向力，磨损后的轴套2、定位轴套4与底座5之间产生较大的轴向间隙。这种较大的轴向偏移量造成4个导向段辊子装配在铸流方向的对中性很差，因此对铸坯和引锭杆的导向性自然也很差，导致铸坯和引锭杆走偏：一是出现铸坯跑偏，铸坯压在轮缘上，使铸坯产生压痕；二是送引锭时，引锭杆出现跑偏，无法将引锭杆送至结晶器，甚至导致引锭头撞向底座5，造成底座5地脚螺栓断裂，连铸机停浇的恶性事故。
　　2　改进措施
　　2.1导向段辊子装配对弧精度的改进
　　为了改进现有二冷导向段辊子装配存在对弧精度下降快、调整困难、对铸坯和引锭杆导向性差的缺点，设计了一种新的导向段辊子装配，如图2所示。改进后的导向段辊子装配仍由转动和支承两部分组成。转动部分包括辊子1、轴6、滚动轴承3、端盖2等组成，原来的铜质轴套改为一对滚动轴承3，在轴6内设有润滑油通道9和冷却水通道10，辊子1的下部设有储水槽，通过氟橡胶材质的密封圈4把辊子分隔成冷却水腔和润滑油腔。支承部分的轴6改成方形，底座5也改成方形开口，这样轴6和底座5接触的部位由圆弧接触变成平面接触。

　　在轴6的出水口向铸坯与辊子1的接触面方向喷水，反溅回来的水又对滚动轴承3进行冷却，这样就保证了辊子1表面、滚动轴承3两个关键部位能够保持较低的工作温度。通过对滚动轴承3增加润滑和喷淋式冷却结构11，确保了滚动轴承3优良的工作环境，有效降低了辊子装配的转动阻力，Z大限度地降低滚动轴承3的磨损。由于保证了滚动轴承3良好的润滑和冷却，导向段辊子装配的阻力小，转动性得到改善。为了提高辊子1的耐磨性，在辊子1外径堆焊了5mm厚的不锈钢。
　　上述通过对铜材质的轴套改为滚动轴承3、辊子1外径堆焊不锈钢、滚动轴承3增加润滑系统、独特的冷却结构对滚动轴承3和辊子1的良好冷却等措施Z大限度地减小了滚动轴承3和辊子1外径的磨损，保证对弧精度可以在较长的时间内只有极小的变化。
　　通过一段时间的运行，对弧精度发生变化时，通过在底座5与轴6接触面上加减调整垫片7，可以方便地调整导向段辊子装配的高度，从而实现连铸机弧线精度的快速调整。
　　2.2导向段辊子装配对铸坯和引锭杆导向性能的改进
　　通过将导向段辊子装配的铜材质的轴套改为滚动轴承，由于滚动轴承磨损很小，因此导向段辊子装配的轴向窜动很小，对中性显著提高，使其对铸坯和引锭杆的导向性大幅提升。为了进一步减小因引锭杆变形和铸坯冷却不均匀造成的铸坯走偏问题，在导向段辊子装配的入口增加一对侧导辊装配，如图3所示。

　　通过侧导辊装配的引导作用，铸坯和引锭杆均得到了良好的引导，彻底地解决了铸坯跑偏至导向辊轮缘而产生压痕和引锭杆走偏送不到结晶器的问题。
　　3　结论
　　设备改进后经过一年的运行，表1是炼钢厂8号连铸机二冷导向段导向辊改进前后设备运行的统计数据，目前上述二冷导向段的改进成果已推广至韶钢其他小方坯连铸机，共计23流，取得了良好的经济和社会效益，并申请了国家实用新型专利（专利名称：连铸机二冷导向段的辊子装配装置，专利号：ZL201220693517.X）。

　　（1）改进后的二冷导向段两个月内弧线精度可控制在小于0.5mm范围内，精度稳定性极高，持续时间长。
　　（2）对弧调整由图2中在轴6和底座5间增减调整垫片7实现，可操作性强，工作强度明显降低。
　　（3）解决了铸坯在二冷导向段走偏产生压痕和引锭杆走偏问题。
　　（4）导向辊使用寿命由两个月提高到一年以上，每流每年仅备件费用可节约7.44万元。
　　（5）大量节约检修时间和人员，更换辊子装配按2人×1.5小时计算，全年可节约2×1.5×4×5=60人·小时/流。
　　（6）二冷导向段的改造通过几次检修就可以实现，极易实施，从现有设备的使用情况来看，如果大规模推广，将取得非常可观的经济和社会效益。

来源：《连铸》2017, 42(1)