夏華剛 沈根榮

(新余鋼鐵集團(tuán)有限公司 江西新余338001)

板坯連鑄機(jī)振動(dòng)裝置故障分析及改進(jìn)措施

夏華剛①沈根榮

(新余鋼鐵集團(tuán)有限公司 江西新余338001)

介紹了新鋼公司的4#板坯連鑄機(jī)振動(dòng)裝置的精度控制和工藝要求，對(duì)運(yùn)行出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)措施和方案，對(duì)相同連鑄機(jī)的振動(dòng)裝置精度的調(diào)節(jié)和控制具有較好的借鑒作用。

板坯連鑄機(jī) 振動(dòng)裝置 輥?zhàn)訉?duì)中裝置 導(dǎo)向裝置

1 前言

結(jié)晶器是一個(gè)水冷的鋼錠模具，是連鑄機(jī)非常重要的部件，鋼液在結(jié)晶器內(nèi)冷卻、初步凝固成型，且形成一定的坯殼厚度。這一過(guò)程是在坯殼與結(jié)晶器壁連續(xù)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)下進(jìn)行的。結(jié)晶器振動(dòng)裝置的目的就是保證結(jié)晶器上下振動(dòng)，周期性地改變著液面與結(jié)晶器壁的相對(duì)位置，有利潤(rùn)滑油和保護(hù)渣向結(jié)晶器壁與坯殼間滲漏，從而改善潤(rùn)滑條件，減少拉坯摩擦阻力和粘結(jié)的可能，使得連鑄得以順行。

結(jié)晶器振動(dòng)裝置按傳動(dòng)方式分機(jī)械振動(dòng)、液壓振動(dòng)、電動(dòng)缸振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)分短臂四連桿機(jī)械振動(dòng)、四偏心輪機(jī)械振動(dòng)、差動(dòng)齒輪輪式機(jī)械振動(dòng)；液壓振動(dòng)又分單伺服油缸液壓振動(dòng)，雙伺服油缸液壓振動(dòng)；電動(dòng)缸振動(dòng)分雙電動(dòng)伺服缸振動(dòng)和四聯(lián)裝電動(dòng)伺服缸振動(dòng)。新余鋼鐵集團(tuán)公司第一煉鋼廠(chǎng)的4#板坯連鑄機(jī)是引進(jìn)的技術(shù)及設(shè)備，其中結(jié)晶器振動(dòng)采用雙伺服油缸液壓振動(dòng)裝置如圖1所示，振幅、頻率和振動(dòng)波形可動(dòng)態(tài)調(diào)整，以提高結(jié)晶器壁與鑄坯之間的潤(rùn)滑效率并減少振痕深度，改善板坯表面質(zhì)量。其主要參數(shù)如下：振幅：1～±6mm；頻率：25次/min～400次/min。整個(gè)振動(dòng)裝置主要由固定框架、活動(dòng)框架、輥?zhàn)訉?duì)中裝置、支架導(dǎo)向裝置、伺服油缸液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻水管路系統(tǒng)七大部分組成。

2 振動(dòng)裝置問(wèn)題分析

1)因結(jié)晶器是連鑄設(shè)備的“心臟”，結(jié)晶器振動(dòng)裝置就相當(dāng)于“起搏器”，它的安裝精度和運(yùn)行精度直接影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行和鑄坯質(zhì)量的好壞。新鋼4#板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器振動(dòng)裝置要求安裝精度必須達(dá)到0.1mm以?xún)?nèi)，振動(dòng)偏擺≤±0.15mm，伺服液壓缸的同步性≤0.3mm。但是設(shè)備在長(zhǎng)期使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：從安裝好后連續(xù)生產(chǎn)使用一年后結(jié)晶器振動(dòng)偏擺動(dòng)從≤±0.05mm逐漸上升到±0.20mm，連續(xù)生產(chǎn)使用兩年后伺服液壓缸的同步性從≤0.15mm逐漸上升到0.3mm，鑄坯橫裂紋發(fā)生率增加，漏鋼事故增加。為此，主要對(duì)振動(dòng)裝置以下幾方面問(wèn)題進(jìn)行檢查、分析。

圖1 結(jié)晶器振動(dòng)裝置

(1)結(jié)晶器振動(dòng)活動(dòng)框架精度的控制主要是保證活動(dòng)框架的水平度和垂直度，而振動(dòng)活動(dòng)框架水平度和垂直度的精度，主要是由內(nèi)弧和外弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置和靠輪及導(dǎo)向裝置的尺寸精度來(lái)保證，但在正常生產(chǎn)過(guò)程中，振動(dòng)頻率達(dá)到120～180次/min，內(nèi)弧和外弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置及靠輪和導(dǎo)向裝置的磨損是必然的，對(duì)下線(xiàn)后的內(nèi)外弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置拆解后測(cè)量，有不同程度的磨損(使用1年，磨損程度0.1mm～0.45mm)，所以振動(dòng)裝置使用一段時(shí)間后，測(cè)量振動(dòng)偏擺有明顯上升，但原設(shè)計(jì)只能對(duì)外弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，內(nèi)弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置無(wú)調(diào)節(jié)裝置，無(wú)法調(diào)整補(bǔ)償磨損量，也就無(wú)法保證振動(dòng)活動(dòng)框架水平度，影響結(jié)晶器振動(dòng)精度，也影響結(jié)晶器與零段對(duì)弧，對(duì)鑄坯的質(zhì)量有較大影響。

(2)結(jié)晶器振動(dòng)兩側(cè)活動(dòng)框架的同步性主要取決于振動(dòng)伺服油缸的同步性。振動(dòng)伺服油缸的同步性是由伺服閥進(jìn)行控制的，原來(lái)只對(duì)振動(dòng)伺服油缸的同步性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，沒(méi)有對(duì)伺服閥和油缸的狀態(tài)進(jìn)行檢查、調(diào)整，造成振動(dòng)故障頻發(fā)，同步性精度要求達(dá)不到工藝生產(chǎn)的要求。

(3)不論是更換結(jié)晶器振動(dòng)裝置中的內(nèi)外弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置、靠輪導(dǎo)向裝置，還是更換振動(dòng)伺服油缸，檢修調(diào)整一次都需要大量人員連續(xù)24小時(shí)作業(yè)，檢修時(shí)間緊，人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，而鑄機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的檢修對(duì)整個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃造成較大影響。

2)所以如何保證結(jié)晶器振動(dòng)裝置運(yùn)行精度是保證生產(chǎn)正常運(yùn)行和鑄坯質(zhì)量的好壞的關(guān)鍵。

3 改進(jìn)方法和措施

為滿(mǎn)足鑄坯質(zhì)量的要求和生產(chǎn)的順行，便于對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)裝置的檢查和精度調(diào)整，減少非計(jì)劃性檢修和人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，必須對(duì)其進(jìn)行改造，并重新梳理調(diào)整檢修程序，通過(guò)實(shí)踐和總結(jié)，實(shí)施如下兩項(xiàng)改進(jìn)措施。

1)內(nèi)弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置重新設(shè)計(jì)(如圖2)，使內(nèi)外弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置有磨損時(shí)，可同時(shí)對(duì)中裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，補(bǔ)償磨損量，保證振動(dòng)活動(dòng)框架的水平度。原設(shè)計(jì)的內(nèi)弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)，為此拆解更換下線(xiàn)的內(nèi)弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置,發(fā)現(xiàn)該裝置內(nèi)部是由2塊導(dǎo)向板和1塊活動(dòng)板組成，而且活動(dòng)板與導(dǎo)向板之間是靠公差配合的，沒(méi)有任何固定連接，所以當(dāng)磨損后會(huì)產(chǎn)生縫隙，造成振動(dòng)偏擺變大。所以，考慮消除間隙，即在內(nèi)弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置一側(cè)銑槽，使其既能放置調(diào)整墊片，消除間隙，但又必須避開(kāi)固定螺栓的位置，不能影響該裝置的固定。通過(guò)重新設(shè)計(jì)的內(nèi)弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置的上線(xiàn)使用，能夠方便快捷的調(diào)整內(nèi)弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置產(chǎn)生的間隙，保證振動(dòng)活動(dòng)框架的水平度和振動(dòng)偏擺的精度。

圖2 內(nèi)弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置改進(jìn)圖

2)對(duì)振動(dòng)裝置的檢測(cè)、調(diào)整方法重新進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化了內(nèi)外弧輥?zhàn)訉?duì)中裝置的檢測(cè)調(diào)整方法；振動(dòng)靠輪和導(dǎo)向裝置的檢測(cè)調(diào)整方法；制定了振動(dòng)位置傳感器的標(biāo)定方法；及振動(dòng)伺服油缸的檢測(cè)和調(diào)整方法等，有效地縮短了檢修調(diào)整時(shí)間，由原來(lái)的檢測(cè)調(diào)整24小時(shí)/次，減少到8小時(shí)/次，減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，使檢修作業(yè)和生產(chǎn)計(jì)劃更加順暢。

4 實(shí)施后效果

從實(shí)施改進(jìn)調(diào)整后，鑄坯質(zhì)量穩(wěn)定，鑄坯表面裂紋發(fā)生率大大下降，板材裂紋非計(jì)劃率從2014年1～5月的1.9%，降到6～10月的1.35%，鑄坯綜合合格率由2014年1～5月的99.56%提高到6～10月的99.80%。按月產(chǎn)量11.1萬(wàn)t，正品與次品差價(jià)400元/t進(jìn)行測(cè)算，可增加直接經(jīng)濟(jì)收益10.656萬(wàn)元/月。

同時(shí)鑄坯質(zhì)量提高可減少補(bǔ)煉補(bǔ)軋，提高產(chǎn)品在用戶(hù)心中形象。并且檢修效率大大提高，原振動(dòng)裝置精度調(diào)整更換，需10～12人連續(xù)檢修作業(yè)24小時(shí)才能完成，改進(jìn)后，現(xiàn)在只須4～5人連續(xù)檢修作業(yè)8小時(shí)就能完成。精度控制更穩(wěn)定，設(shè)備可開(kāi)動(dòng)率明顯提高，勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，為企業(yè)提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]劉芳，張亞?wèn)|.新鋼4#板坯連鑄機(jī)工藝設(shè)計(jì)[J].鋼鐵技術(shù)，2005(4):3-5.

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Failure Analysis and Improvement Measures of Vibration Device for Slab Continuous Casting Machine

Xia Huagang Shen Genrong

(Xinyu Iron and Steel Group Co., Ltd., Xinyu338001)

The precision control and process requirements of slab continuous casting machine vibration device are introduced in Xinyu Iron and Steel Co., Ltd, and the faults of running are analyzed. The improving measures and schemes have been put forward, the same continuous casting machine vibration device precision regulation and control has good use for reference.

Slab caster Vibration device Roller centering device Guide device

夏華剛，男，1981年出生，畢業(yè)于東北大學(xué)控制工程學(xué)院，碩士，工程師，現(xiàn)任職于新鋼公司第一煉鋼廠(chǎng)板坯車(chē)間副主任

TF307

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10.3969/j.issn.1001-1269.2015.05.018

2015-05-13)