許 瑞，王國穩(wěn)，李 波

（首鋼長治鋼鐵有限公司，山西長治 046031）

0 引言

連鑄機(jī)輥道是鑄坯生產(chǎn)系統(tǒng)中重要的鋼坯傳輸設(shè)備，其采用鏈傳動(dòng)方式，將剪切后的鋼坯輸送至冷床。鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，過載能力強(qiáng)，可以適應(yīng)高溫、多塵等工況。但在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)輥道限位失效、鏈條脫落斷裂、輥道軸承座螺栓松動(dòng)等情況，導(dǎo)致鋼坯傳輸失效，鋼坯滯留部前后鋼坯粘連，嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏，本文主要針對(duì)輥道故障進(jìn)行分析與優(yōu)化改進(jìn)。

1 輥道系統(tǒng)簡介

1.1 技術(shù)參數(shù)

鑄坯質(zhì)量2.12 t；鑄坯規(guī)格150 mm×150 mm×12 000 mm；輥道傳輸速度0.75 m/s；鏈條規(guī)格24A-1。

1.2 功能說明

鋼坯通過剪機(jī)剪切后，進(jìn)入運(yùn)輸輥道區(qū)域，傳輸過程中，輥道以0.75 m/s 的速度將鋼坯從運(yùn)輸輥道傳送至出坯輥道，當(dāng)鋼坯運(yùn)輸距離出坯輥道末端300 mm 時(shí)，鋼坯觸動(dòng)限位開關(guān)接觸板，接觸板翻動(dòng)，通過連接鋼絲繩帶動(dòng)限位開關(guān)觸點(diǎn)動(dòng)作，輥道電機(jī)電路由閉路轉(zhuǎn)變?yōu)殚_路，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)鋼坯利用慣性運(yùn)行至輥道末端，觸碰輥道末端碰頭后停止。

2 故障現(xiàn)象及原因分析

輥道產(chǎn)生故障，會(huì)造成鋼坯無法正常輸送，鋼坯滯留使前后鋼坯粘連，需生產(chǎn)工手動(dòng)割坯，嚴(yán)重影響鑄坯質(zhì)量，甚至造成堵流停機(jī)。經(jīng)分析產(chǎn)生故障的主要原因有輥道限位失效、鏈條脫落斷裂、螺栓防松性能失效等，具體原因分析如下：

2.1 輥道限位失效

連鑄機(jī)輥道上的行程限位開關(guān)，在輥道上運(yùn)動(dòng)的鋼坯撞擊接觸板后，連接鋼絲繩帶動(dòng)限位開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，電路由閉路轉(zhuǎn)變?yōu)殚_路，輥道電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)鋼坯可利用慣性運(yùn)動(dòng)至輥道末端，觸碰末端碰頭后鋼坯停止，該狀態(tài)下產(chǎn)生的沖擊力最小，不會(huì)造成碰頭螺栓松動(dòng)以及出現(xiàn)鑄坯不動(dòng)而輥轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。

但在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，由于限位長時(shí)間處于高溫狀態(tài)，限位開關(guān)受內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞、接觸板翻轉(zhuǎn)動(dòng)作不靈活、連接鋼絲繩變形以及受鋼坯沖撞后未能得到及時(shí)修復(fù)等因素影響，導(dǎo)致3 臺(tái)連鑄機(jī)17 臺(tái)輥道限位開關(guān)全部失效，當(dāng)鑄坯傳輸?shù)捷伒澜K點(diǎn)撞擊末端碰頭后，限位開關(guān)未能有效傳遞信號(hào)，使輥道始終處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。

2.2 鏈條脫落斷裂

連鑄機(jī)輥道全部采用24A-1 鏈條，鏈條節(jié)距P=38.1 mm，鏈輪齒數(shù)為17 齒。根據(jù)鏈條選型標(biāo)準(zhǔn)：鏈條理論長度L=2×鏈輪中心距+鏈條與鏈輪嚙合齒數(shù)×節(jié)距，延長理論長度2%～3%為理想狀態(tài)，且盡量選偶數(shù)。連鑄機(jī)輥道兩鏈輪中心距為1200 mm，計(jì)算可得鏈條理論長度L=2×1200＋17×38.1=3047.7 mm，理想狀態(tài)長度L=3047.7×1.03=3139.131 mm，鏈條選取82 節(jié)，則鏈條長度為L=82×38.1=3124.2 mm。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，多數(shù)鏈條存在過長或者過度磨損情況。在檢修過程中，兩名職工調(diào)整安裝一根鏈條需用時(shí)約為20 min，煉鋼廠每次工藝停機(jī)時(shí)間在2.5～3.5 h，停機(jī)后，除其他生產(chǎn)設(shè)備檢修用時(shí)以外，能夠集中人力處理過長、磨損或斷裂等嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行的鏈條約4～6 根。受高溫環(huán)境影響，在線鏈條仍繼續(xù)出現(xiàn)變長、磨損的情況，根據(jù)日常生產(chǎn)要求，沒有足夠的檢修時(shí)間對(duì)所有存在變長、磨損情況的鏈條進(jìn)行調(diào)整修改。

2.3 軸承座螺栓防松性能失效

根據(jù)技術(shù)要求，螺栓安裝時(shí)要依據(jù)緊固件尺寸選擇合適螺栓，螺栓緊固后露出3～4 扣絲扣為準(zhǔn)，且新安裝螺栓需緊固2～3次。螺栓緊固時(shí)要對(duì)稱均勻上緊，緊固螺栓時(shí)依據(jù)螺栓用力大小要適中，不可過緊造成螺栓損傷或斷裂。有明顯的裂紋、斷扣、滑絲、亂扣、螺桿拉伸變形的情況可報(bào)廢處理。

在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過程中，由于運(yùn)輸鋼坯過程中存在較大的沖擊力，且工作環(huán)境溫度較高，瓦座螺栓存在伸長、熱變形等情況，導(dǎo)致螺栓防松性能失效。利用停機(jī)時(shí)間對(duì)輥道螺栓進(jìn)行全部排查，37.6%的螺栓存在松動(dòng)、脫落或斷裂的情況。

3 輥道系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)方案

3.1 改進(jìn)輥道限位

為有效延長限位裝置的使用壽命，在改進(jìn)過程中考慮整改因素如下：①減少高溫對(duì)限位的影響，限位機(jī)構(gòu)盡量與鋼坯保持較遠(yuǎn)距離；②如鋼絲繩不緊湊，不能有效帶動(dòng)限位翻轉(zhuǎn)觸碰，可能產(chǎn)生假信號(hào)，使輥道持續(xù)靜止或持續(xù)工作；③輥道運(yùn)行不平穩(wěn)，鋼絲繩一旦脫離定滑輪，會(huì)導(dǎo)致限位失效。

結(jié)合以上影響因素，在安裝限位時(shí)，將限位開關(guān)固定在輥道末端外900 mm 處位置，接觸板距離限位開關(guān)2500 mm；在末端加裝配重，使得鋼絲繩保持張緊狀態(tài)，不出現(xiàn)打扭、彎曲的情況；在鋼絲繩傳動(dòng)定滑輪頂端焊接半圓鋼圈，有效阻止鋼絲繩脫輪（圖1、圖2）。

圖1 限位機(jī)構(gòu)

圖2 限位改造后

3.2 制作鏈輪擋片

當(dāng)鋼坯通過接觸板后使拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)，與之連接的鋼絲繩拉長，絲繩通過2 個(gè)固定滑輪提起配重，擺動(dòng)塊失去拉力掉落與導(dǎo)電觸點(diǎn)接觸，由于導(dǎo)電觸點(diǎn)周圍有尼龍絕緣套保護(hù)，所以導(dǎo)線直接與導(dǎo)電觸點(diǎn)接通。當(dāng)擺動(dòng)塊與導(dǎo)線接通后相當(dāng)于電氣開關(guān)閉合，導(dǎo)電觸點(diǎn)處為接地，接入回路后完成輥道停止動(dòng)作（圖3）。當(dāng)鋼坯離開輥道后，拉桿由于慣性恢復(fù)到初始狀態(tài)，擺動(dòng)塊離開導(dǎo)電觸點(diǎn)，回路斷開。

圖3 限位電氣原理

為減少鏈條脫落而引起的故障，改善鏈輪擋片，在原先的鏈輪和擋片上加工3 個(gè)均布的M12 螺孔，用M12×160 mm 螺栓將擋片固定在鏈輪上（圖4）。在安裝鏈條時(shí)，取出鏈條鏈卡，將鏈條放置到位后，安裝鏈卡（圖5）。在輥道傳輸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，一旦受較大沖擊力、螺栓松動(dòng)及傳輸不平穩(wěn)等不利因素影響，鏈條會(huì)出現(xiàn)跳齒或脫齒傾向，此時(shí)鏈輪兩側(cè)擋片將有效限制鏈條脫齒，并使鏈條即時(shí)復(fù)位，不會(huì)出現(xiàn)鏈條脫落的情況；有效限制因鏈條過長而引起的跳齒、脫齒等情況的發(fā)生。

圖4 鏈輪結(jié)構(gòu)

圖5 鏈輪改造后

3.3 增加螺栓定位裝置

煉鋼廠輥道軸承座螺栓近1800 條，僅依靠加強(qiáng)點(diǎn)檢及時(shí)緊固松動(dòng)螺栓，不能有效解決螺栓松動(dòng)的問題，且在線維檢作業(yè)量大，存在較大安全隱患，因此技術(shù)人員設(shè)計(jì)輥道定位裝置，一側(cè)由方墊鐵接觸焊接固定，另一側(cè)由兩塊斜鐵配合打緊后固定（圖6）。

圖6 輥道定位裝置

（1）技術(shù)要求：①螺栓預(yù)緊力168 N；②運(yùn)輸輥軸承座與方定位塊、斜墊鐵，斜定位塊與斜墊鐵接觸面需達(dá)100%；③定位塊三面焊接，焊縫高度10 mm；④輥道軸線與鑄機(jī)中心線垂直、單流輥?zhàn)又行木€重合；⑤輥?zhàn)訕?biāo)高范圍±1 mm。

（2）作業(yè)要求：將軸承座接觸面清理干凈，安裝調(diào)整輥?zhàn)影凑?0%預(yù)緊力緊固螺栓后，安裝定位塊，軸承座一側(cè)定位塊直接與軸承座接觸焊接。

（3）焊接要求：焊縫高度10 mm，兩接觸面緊密接觸，另一側(cè)斜定位塊與瓦座預(yù)留5～10 mm 間隙焊接，將斜鐵打緊，斜鐵與瓦座接觸面緊密接觸，后在立面點(diǎn)焊。

完成以上工作后，緊固瓦座螺栓（圖7）。

圖7 輥道定位裝置

3.4 應(yīng)用效果

通過實(shí)施以上措施并在后期生產(chǎn)過程中觀察、統(tǒng)計(jì)，煉鋼廠連鑄機(jī)輥道區(qū)域限位全部可以正常使用。鏈條不存在脫齒現(xiàn)象，少數(shù)鏈條存在磨損情況。軸承座螺栓約90%緊固，達(dá)到改進(jìn)預(yù)期目標(biāo)，減少了輥道區(qū)域故障時(shí)間，降低了維檢職工勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié)束語

通過對(duì)限位改進(jìn)、制作鏈輪擋片、增加定位裝置等措施的實(shí)施，在生產(chǎn)過程中使用正常，后期效果反饋良好，故障時(shí)間縮短了40%，降低了輥道故障時(shí)間、維檢職工勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)有效減少了備件消耗和故障引起的堵流減產(chǎn)情況的發(fā)生，提高了產(chǎn)量，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。