3號連鑄機0#段與1#段接弧問題分析與處理

李鵬 駢常順

摘 要：寶鋼股份3號連鑄機0#段與1#段出現接弧超過精度要求的現象。文章主要結合生產工藝要求，針對該問題進行了系統研究，介紹了分析過程和精度恢復的經驗。

關鍵詞：連鑄機；扇形段；對弧精度

中圖分類號：TF341.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）18-0095-02

寶鋼股份3號連鑄機主要生產管線鋼、結構鋼、船板、軍工鋼、核電鋼等內在質量要求高的鋼種，因此對設備的各項功能精度要求也相比其他連鑄機高。本文主要解決0#段與1#段的對弧精度問題。

1 原因分析

1.1 背景

從2012年12月份開始，在更換5ST、6ST兩個流的0#段后進行與1#段的對弧過程中發現接弧與標準都存在較大偏差。標準對弧精度要在0.5 mm以內，但現場測出的數據已經遠遠超過標準值，5ST東、西兩側達到了1.5 mm以上，6ST東、西兩側達到了2.0 mm以上。為了保證精度、維持正常生產，暫時采取了在耳軸座內弧側（圖1左側為內弧側右側為外弧側）增加墊片，利用杠桿原理將整個0#段末端輥子抬高的方法保證對弧精度。

既然內弧側增加墊片可以保證精度，依此分析原因有二：0#段末端輥子向外弧方向偏移；1#段入口處下輥偏高。

1.2 0#段末端輥子向外弧方向偏移

①0#段因為自身重力原因會有一定的向外弧側傾斜的趨勢，從而導致0#段向外弧方向偏移（0#段與1#段的接弧形式如圖2所示，上半部分為0#段下為1#段）。

②上耳軸座向內弧側方向發生位移同樣可以引起0#段末端輥子向外弧方向偏移。至于上耳軸座為什么會向內弧側發生位移，從理論上分析有兩個原因：原因一，0#段自重導致上耳軸座內弧側受到向鑄流方向（內弧方向為鑄流方向）的力，因此理論上上耳軸座有往內弧側發生位移的趨勢；原因二，鑄流方向即拉坯方向，板坯受到所有驅動輥的向鑄流方向的拉坯力作用，因此上耳軸座在力的作用下，也有向鑄流方向發生位移的趨勢。

③耳軸座內弧側磨損量大。上耳軸座內弧側與耳軸因長時間接觸，理論上有逐漸磨損的趨勢。耳軸如果處在磨損過大的耳軸座內同樣可以使得0#段向外弧方向偏移。

④耳軸磨損量大。上耳軸因為與耳軸座長時間接觸，理論上也可能產生磨損。耳軸磨損量大同樣會使得0#段向外弧方向偏移。

1.3 1#段入口處下輥偏高

①1#段入口處的緊固力是依靠兩個蝶形彈簧箱以及銷子的力來獲得的。該處的彈簧箱自投產以來從來沒有進行更換過，從理論上講存在緊固力減少的可能性。如果該處的緊固力減小，1#段在自身重力的作用下會有向下傾翻的趨勢，導致1#段入口處輥子高于0#段的末端輥子，從而引起0#段接弧數據變大。

但實際中通過利用塞尺進行縫隙檢測的方法，并沒有發現1#段與底座之間存在縫隙的情況發生，所以通過這種方法排除了彈簧箱壞導致緊固力不足的情況。

②1#段香蕉座在1#段自身重力的作用下被拉長，導致1#段入口輥子抬高。但經現場勘察，1#段附近的香蕉座無明顯被拉長的痕跡，所以排除了香蕉座變形的可能。

1.4 原因總結

綜合以上對兩種可能原因的分析來看，原因一“0#段末端輥子向外弧方向偏移”的可能性最大。而造成0#段末端輥子向外弧方向偏移排除自重原因無法控制外，主要是“上耳軸座向內弧側方向發生位移”、“上耳軸座內弧側磨損量過大”或者“上耳軸磨損量過大”所造成的。

2 處理流程

2.1 檢驗上耳軸的磨損量

采用隨機抽樣的方法，抽取了十個耳軸進行直徑測量與標準值進行比較，結果如圖3所示。

耳軸制作的技術要求為：標準值與實際值相差“±0.5mm”。

而隨機抽樣數據顯示，所有耳軸均符合技術要求。所以排除“上耳軸磨損量大”的原因。

2.2 檢驗上耳軸座內弧側磨損量過大

首先從外觀進行直觀判斷，對現場兩個流共4個上耳軸座進行實際目測觀察發現，磨損情況良好，實際耳軸座情況如圖4所示。

其次檢驗了整個耳軸座的磨損情況，采用的方法是：制作跟耳軸技術要求相同的量棒（直徑a）放于耳軸座中，然后用塞尺分別測出量棒與內弧側耳軸座間隙（b）以及外弧側耳軸座間隙（c），然后將a、b、c之和與耳軸座制作技術要求進行比對，發現兩者之差均在0.5 mm以內，所以間接否定了上耳軸座內弧側磨損量大的原因。

綜合以上兩點可以排除上耳軸座內弧側磨損量過大的原因。

2.3 檢驗上耳軸座向內弧側方向發生位移

首先利用排除法，以上兩個原因均已排除，理論上剩下的這個原因可能性極大。

其次運用精度檢測公司專業的激光檢測儀等先進儀器對兩個流的耳軸位移情況進行專業檢測。模擬數據結果顯示4個耳軸座均有不同程度的偏移，符合先前的預期。

3 精度恢復

為了更好、更快、更有效的恢復精度要求，消除長期通過增加墊片來保證精度的現狀，恢復精度前做了兩項很重要的工作。

①根據圖紙對耳軸座相關數據進行了幾何計算，從理論上計算出了耳軸座的水平位移量與斜楔塊垂直位移量的相對位移關系。

②結合增加墊片后的對弧實績數值對理論計算值進行了修訂。

根據修訂后的數值對耳軸座進行了精細化調整，重新進行了對弧檢測，兩個流0#段與1#段的接弧數據完全符合精度要求。從而徹底解決了0#段與1#段的接弧問題。調整耳軸座后檢測的接弧數據如表1所示。

4 結 語

通過對寶鋼3號連鑄機發生的0#段與1#段接弧問題的詳細分析，找出了接弧問題發生的根本原因。通過對根本原因的進一步分析，找出了其中的深層次決定性因素；通過嚴密的理論計算與實績結合，進而徹底解決了0#段與1#段的接弧問題，解決了長期需要增加墊片來保證對弧精度的現狀，確保了生產的穩定運行，對提高3號機的連鑄坯生產質量作出了應有的貢獻。

參考文獻：

[1] 劉連隊，吳明月.板坯角部橫裂紋原因分析與解決[J].天津冶金，2012，（6）：19-20.

[2] 呂同軍，徐文海，李克明.板坯連鑄機振動臺故障分析與改進[J].萊鋼科技，2012，（1）：44-45.

[3] 王洪興.降低板坯角部裂紋生產實踐[J].煉鋼，2012，（2）：24-28.