何保衛(wèi)， 何 博，李積文，魏穎娟，李宇彤

(1.中國重型機(jī)械研究院股份公司，陜西 西安 710032;2.陜西冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710032)

0 前言

方坯連鑄生產(chǎn)時(shí)，為改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量，某些連鑄機(jī)采用了動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)。近年來，國內(nèi)外某些鋼廠對輕壓下拉矯機(jī)的壓下輥?zhàn)舆M(jìn)行了輥型改造，把輥的中間部分設(shè)計(jì)成凸臺。

由于凸輥拉矯機(jī)可以在鑄坯中心區(qū)域附近尚未完全凝固成型處于兩相區(qū)部分進(jìn)行壓下，從而可以有效的改善鑄坯中心疏松和偏析。

對于已經(jīng)凝固的鑄坯邊角部沒有壓下作用，因此不會(huì)出現(xiàn)壓裂的問題。同時(shí)由于使用凸輥以后，在相同壓下量條件下，凸輥只是壓鑄坯中間區(qū)域附近的兩相區(qū)，而已經(jīng)凝固部分接觸不到，因此壓下阻力大減。拉矯機(jī)的壓下能力得大大幅改善。

基于此原因，目前部分鋼廠在推廣凸輥拉矯機(jī)的使用。然而連鑄使用凸輥拉矯機(jī)生產(chǎn)以來，也出現(xiàn)了一些問題急需解決。

1 凸輥拉矯機(jī)生產(chǎn)問題

以國內(nèi)某鋼廠為例，其連鑄機(jī)采用了動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)，拉矯機(jī)采用凸輥輥型，生產(chǎn)的鑄坯為小斷面矩形坯。生產(chǎn)了一段時(shí)間以后出現(xiàn)問題為

(1)送引錠、拉引錠出現(xiàn)引錠桿跑偏現(xiàn)象。

(2)生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)連鑄坯跑偏現(xiàn)象，而且非常嚴(yán)重。

(3)連鑄坯出現(xiàn)上表面壓痕深淺不一、鑄坯橫截面不規(guī)則、鑄坯內(nèi)部質(zhì)量未達(dá)到預(yù)期要求。

(4)連鑄坯下表面出現(xiàn)劃痕。送引錠時(shí)，由于經(jīng)常出現(xiàn)引錠桿跑偏現(xiàn)象，使得引錠桿不能順利進(jìn)入結(jié)晶器區(qū)域，而導(dǎo)致自動(dòng)送引錠失敗。

生產(chǎn)時(shí)由于鑄坯跑偏，而且拉矯機(jī)壓下以后，鑄坯的斷面尺寸嚴(yán)重偏離原有設(shè)計(jì)要求，連鑄坯在拉矯機(jī)區(qū)域下表面出現(xiàn)嚴(yán)重的劃痕。

通過做低倍試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用輕壓下以后鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量還不如未施加輕壓下時(shí)好。

由于鑄坯的劃痕和內(nèi)部質(zhì)量問題，許多連鑄坯都沒有達(dá)到軋鋼的要求，導(dǎo)致許多鑄坯直接被判廢，給生產(chǎn)帶來了諸多不便。

2 凸輥拉矯機(jī)生產(chǎn)問題分析

使用凸輥拉矯機(jī)生產(chǎn)的時(shí)候，如圖1所示，引錠鏈只有中間區(qū)域能夠與拉矯機(jī)輥?zhàn)咏佑|，相對于平輥拉矯機(jī)接觸面積大大減小。如果引錠壓設(shè)置小，可能出現(xiàn)壓不住引錠桿的情況，如果引錠壓設(shè)計(jì)過大可能會(huì)將引錠桿擠壓發(fā)生塑性變形。

圖1 引錠鏈與拉矯機(jī)輥?zhàn)咏佑|情況

如圖2所示為連鑄坯與拉矯機(jī)輥?zhàn)咏佑|情況，圖2a為理想狀態(tài)下拉矯機(jī)實(shí)施輕壓下的時(shí)候拉矯機(jī)輥?zhàn)优c鑄坯的接觸情況，圖2b為實(shí)際生產(chǎn)時(shí)輕壓下拉矯機(jī)輥?zhàn)优c鑄坯的接觸情況。

圖2 連鑄坯與拉矯機(jī)輥?zhàn)咏佑|情況

由圖2a可以發(fā)現(xiàn)，理論設(shè)計(jì)的是拉矯機(jī)上下輥?zhàn)酉鄬ζ叫?，連鑄坯在拉矯機(jī)正中間，實(shí)施輕壓下的時(shí)候拉矯機(jī)上輥剛好可以壓在鑄坯的兩相區(qū)。

然而實(shí)際中，拉矯機(jī)出現(xiàn)上下輥?zhàn)硬黄叫械那闆r，通過現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)拉矯機(jī)上輥均偏向傳動(dòng)側(cè)，而且發(fā)現(xiàn)鑄坯跑偏嚴(yán)重，部分拉矯機(jī)的下輥輪沿都已經(jīng)被鑄坯擠掉，鑄坯已經(jīng)搭在輪緣輪沿上方。在此情況下實(shí)施輕壓下，導(dǎo)致鑄坯出現(xiàn)了嚴(yán)重的內(nèi)部質(zhì)量問題，鑄坯的斷面尺寸嚴(yán)重超差，鑄坯下表面被擠壞的輪沿劃傷。

現(xiàn)有拉矯機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖3所示，下輥裝配固定在機(jī)架上面，上輥裝配兩端有滑塊可以在機(jī)架上滑動(dòng)，升降液壓缸可以驅(qū)動(dòng)活動(dòng)梁帶動(dòng)上輥裝配在機(jī)架上實(shí)現(xiàn)上下滑動(dòng)，減速電機(jī)通過鍵連接在上輥裝配，減速電機(jī)通過防扭板與活動(dòng)梁聯(lián)接。

圖3 現(xiàn)有拉矯機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖

現(xiàn)有拉矯機(jī)活動(dòng)梁在傳動(dòng)側(cè)的滑塊機(jī)構(gòu)和拉矯機(jī)機(jī)架之間留有0.1 mm的間隙作為固定側(cè)，而在非傳動(dòng)側(cè)流有0.5 mm間隙防止拉矯機(jī)熱變形而出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。

針對現(xiàn)場出現(xiàn)的拉矯機(jī)上輥偏斜情況、鑄坯跑偏、鑄坯劃傷，分析原因有

(1)由于拉矯機(jī)傳動(dòng)側(cè)的電機(jī)減速機(jī)重量大于800 kg，目前拉矯機(jī)減速電機(jī)只是通過防扭桿來固定，由于拉矯機(jī)單缸驅(qū)動(dòng)，而且傳動(dòng)側(cè)偏載嚴(yán)重，導(dǎo)致上輥出現(xiàn)偏斜情況。

(2)非傳動(dòng)側(cè)為了給機(jī)架熱膨脹留出安全余量，活動(dòng)梁滑塊與機(jī)架之間留有的0.5 mm偏大?，F(xiàn)有滑塊機(jī)構(gòu)無法保證拉矯機(jī)上輥在自由狀態(tài)下與下輥保持平行。

(3)拉矯機(jī)安裝的問題，拉矯機(jī)安裝相對于鑄流中心線不對中，拉矯機(jī)之間不平行，如圖4所示。1為鑄流中心線，2為拉矯機(jī)示意，箭頭所示為鑄流方向。

圖4 實(shí)際拉矯機(jī)布置情況

(4)由于噴嘴堵塞或者電磁流量計(jì)檢測問題，而出現(xiàn)連鑄坯左右冷卻水量不一致，導(dǎo)致左右側(cè)冷卻強(qiáng)度不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致連鑄坯在二冷區(qū)出現(xiàn)偏離鑄機(jī)中心線的翹曲現(xiàn)象，而且這一現(xiàn)象會(huì)在拉矯機(jī)區(qū)域加劇。

拉矯機(jī)沒有按照設(shè)計(jì)要求安裝到位，導(dǎo)致拉矯機(jī)之間出現(xiàn)相對錯(cuò)位，拉矯機(jī)之間不平行，在送引錠、拉坯的時(shí)候就很容易出現(xiàn)引錠桿跑偏、鑄坯跑偏的問題。

如圖5所示為鑄坯斷面形狀，圖5a為理論設(shè)計(jì)的鑄坯斷面形狀，圖5b為實(shí)際生產(chǎn)得到的鑄坯斷面形狀。通過對比可以看出，鑄坯已經(jīng)嚴(yán)重變形，根本無法滿足軋鋼的要求，而且通過實(shí)際的低倍試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鑄坯存在嚴(yán)重的內(nèi)部質(zhì)量問題。

圖5 鑄坯斷面形狀

3 改進(jìn)措施

為了得到良好的連鑄坯，發(fā)揮凸輥拉矯機(jī)輕壓下的長處，本文對現(xiàn)有的拉矯機(jī)結(jié)構(gòu)、拉矯機(jī)的安裝做出調(diào)整。為了防止跑偏，本文給拉矯機(jī)添加側(cè)輥。

為了防止上輥偏載造成的拉矯機(jī)上下輥不平行，在拉矯機(jī)減速電機(jī)和拉矯機(jī)機(jī)架之間設(shè)置滑塊機(jī)構(gòu)，起到支撐減速電機(jī)的作用。同時(shí)，給拉矯機(jī)活動(dòng)梁非傳動(dòng)側(cè)滑板機(jī)構(gòu)添加墊片，將現(xiàn)有的0.5 mm的膨脹間隙調(diào)整到0.25 mm。

改造拉矯機(jī)下輥，目前拉矯機(jī)下輥的輪緣厚度太薄，不能起到鑄坯和引錠導(dǎo)向的作用，增加輪緣的厚度，拉矯機(jī)改造結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。

圖6 改進(jìn)后拉矯機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖

通過現(xiàn)場的安裝基準(zhǔn)，測量拉矯機(jī)的實(shí)際情況，重新調(diào)整拉矯機(jī)的位置，從而保證拉矯機(jī)之間相對平行，拉矯機(jī)相對于連鑄機(jī)中心線對中布置。

檢查二冷區(qū)噴嘴噴水情況，排除堵塞的可能，檢查氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是否有卡阻，流量計(jì)讀數(shù)是否正確。

通過本文調(diào)整措施，基本上解決了目前生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的送引錠跑偏。改進(jìn)后生產(chǎn)實(shí)踐一年多數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)場無跑偏現(xiàn)象。

4 結(jié)論

文章分析了凸輥拉矯機(jī)在生產(chǎn)小斷面鑄坯時(shí)出現(xiàn)的問題。并針對目前的生產(chǎn)情況給出了解決現(xiàn)有送引錠跑偏、拉坯時(shí)鑄坯跑偏問題的方法，得出結(jié)論

(1)凸輥拉矯機(jī)建議應(yīng)用于大方坯連鑄機(jī)，對于小斷面的連鑄機(jī)，凸輥中間突出部分太窄，一旦出現(xiàn)鑄坯跑偏，凸輥不能壓到設(shè)定的位置，不僅不能起到改善鑄坯的質(zhì)量的作用，反而會(huì)使得鑄坯內(nèi)部質(zhì)量更差。對于引錠桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、引錠壓力的設(shè)計(jì)而言都有困難。

(2)凸輥拉矯機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，拉矯機(jī)一定要有側(cè)輥，防止出現(xiàn)鑄坯跑偏而無法矯正，拉矯機(jī)輥?zhàn)訅涸诓辉搲旱奈恢谩?/p>

(3)凸輥拉矯機(jī)的減速電機(jī)必須設(shè)計(jì)防偏裝置，保證拉矯機(jī)的上下輥之間相對平行。

(4)拉矯機(jī)活動(dòng)梁非傳動(dòng)側(cè)滑塊機(jī)構(gòu)與拉矯機(jī)機(jī)架之間的間隙要設(shè)計(jì)合理，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，建議間隙0.25 mm。