近終型異型坯連鑄機拉矯機設備改造與應用

趙 鵬

（萊蕪鋼鐵集團有限公司規劃發展部，山東萊蕪271104）

0 引言

萊鋼近終型異型坯連鑄機由奧鋼聯技術總負責，關鍵設備從國外引進，其他設備由國內配套，為三機三流配置，每流4臺拉矯機，共12臺在線拉矯機。

拉矯機設計形式是帶固定底輥和可調頂輥的框架夾緊輥形式，頂輥為驅動輥，驅動形式為變頻電機帶動萬向軸（聯軸器）和齒輪傳動。輥子的冷卻方式是旋轉接頭供水的內冷方式，潤滑方式采取集中甘油潤滑。

1 拉矯機目前使用存在的問題

1.1 拉矯輥使用壽命短

拉矯機輥子原設計冷卻方式為環形水冷卻，水路連接采取串聯形式，冷卻水孔的直徑為18 mm，水孔直徑偏小，導致水流量偏小，再加上設備水水質較硬，輥子在線使用不到一年后水孔結垢嚴重，降低了輥子的冷卻效果，造成輥子磨損量加大，使用壽命大大縮短。

1.2 防扭支架易斷裂

原防扭支架設計的銷軸與支座是過渡配合，且存在軸肩處應力集中的問題。送引錠時拉矯機壓力為18 MPa，引錠桿對拉矯機的沖擊力大，在使用過程中經常出現銷軸斷裂后減速機掉落的設備故障，從而影響拉矯機的使用效果，同時銷軸斷裂在支座內無法取出，導致設備故障搶修時間長，且每年至少有一臺減速機因為防扭支架的斷裂而損壞。

1.3 水冷罩結構不合適

原設計水冷罩的結構形式為框式水冷罩，體積和重量都較大（重量為277 kg），由于減速機和水冷罩都在拉矯機的一側，導致拉矯機在抬起和壓下時重量分布嚴重不均，造成拉矯機升降不同步，從而引發鑄坯跑偏現象，嚴重時甚至會出現非計劃停澆事故。另外，水冷罩與減速機通過螺栓連接，當定修檢查電機或更換電機聯軸器梅花墊時需要對水冷罩進行拆除和安裝，造成維修時間過長，同時由于兩個流之間空間狹小且水冷罩體積大，在此處起吊水冷罩時很容易發生擠傷和碰傷等安全事故。

1.4 進口減速機備件成本高、進貨周期長

拉矯機原來使用的減速機備件都是進口備件，每臺減速機的價格為32萬元，每臺減速機的使用壽命為3年，連鑄機在線有12臺拉矯機，平均每年用4臺減速機，每年減速機費用為32×4=128萬元，備件費用消耗過高，成本壓力較大，且進口備件的到貨周期一般為一年到一年半左右，現場急用時沒有備件，影響生產。

2 拉矯機備件改造

2.1 拉矯輥冷卻方式改造

首先，改造水路的連接方式，由原來的串聯式改為并聯式冷卻；其次，加大冷卻水孔的直徑，由原來的18 mm擴大為22 mm，同時對輥子環板結構進行相應改造，保證了冷卻水流量；再次，利用每年連鑄機設備大修的時間對在線拉矯機輥子進行酸洗，消除冷卻水管路內的水垢。通過以上措施的實施，提高了輥子的在線使用壽命。

2.2 防扭支架改造

首先，改變彈性套與支架杠桿的連接方式，由φ45 mm的銷軸連接改為φ52 mm的螺紋連接；其次，改變彈性套的尺寸，由原來的φ40 mm改為φ50 mm。通過尺寸的改變，增大備件的抗疲勞強度（防扭支架改造前后對比如圖1所示）。

圖1 防扭支架改造前后對比

2.3 水冷罩結構改造

根據現場實際，對水冷罩的結構形式進行改造，將原來的整體框式結構進行拆分，拆成兩個片式結構（水冷罩改造前后對比如圖2所示），體積大大減小，重量也由原來的277 kg減輕到132 kg，改造后的水冷罩通過焊接在拉矯機框架上的門軸掛靠在拉矯機上，拆卸過程比原來更加方便，且減少了安全事故的發生。

2.4 減速機國產化改造

由于進口的傘齒輪加工刀具（插齒刀）與國產刀具存在模數差異，因此國產減速機的減速比與進口減速機的減速比不完全一致，要對減速機進行國產化改造，必須克服拉矯機減速機速比不同的問題。進口減速機速比i=702，而國內生產的同類拉矯機減速機最小速比為i=709.15，速比存在差別，不能直接進行國產化替換。針對此問題，根據國產與進口減速機線速度相同進行計算。

線速度：

圖2 水冷罩改造前后對比

則：

電機輸出轉速設為V機：

根據計算，需將驅動輥直徑由原來的450 mm改為454.583 mm來克服輥子轉速匹配問題，進而實現國產減速機的成功替換。

3 改造后效果及效益測算

（1）提高設備穩定性。通過改造，提高了防扭支架的承載能力，降低了拉矯機減速機在使用過程中掉落的設備故障率；水冷罩的改造避免了拉矯機因重量分布不均出現的升降不同步現象，同時降低了鑄坯跑偏的幾率，保證了生產的穩定順行。

（2）提高作業安全系數。水冷罩的改造杜絕了在狹小空間進行大重量備件吊裝作業的現狀，避免了作業過程中可能造成的機械傷害事故，提高了在此處作業的安全系數，同時縮短了檢修時間。

（3）節約備件成本。通過對拉矯輥冷卻方式的改造，輥子的在線使用時間由原來的1年延長到3年，每年可節約輥子18個，每個輥子制造費用約為6萬元，節約成本為18×6=108萬元。

減速機國產化改造：減速機改造之前每年備件消耗費用為128萬元，改造后減速機的壽命為18個月，平均每年用8臺減速機，1臺減速機費用為7萬元，每年備件消耗費用為8×7=56萬元，每年可節約費用為128-56=72萬元。

防扭支架改造：改造后的防扭支架基本不會出現斷裂的情況，每年至少可節約1臺減速機，節約費用7萬元。

綜上所述，通過拉矯輥冷卻方式改造、防扭支架改造和減速機國產化改造，每年可節約成本共計187萬元。

4 結語

通過對拉矯機備件的改造，提高了拉矯機設備的穩定性，延長了拉矯機的在線使用壽命，大大降低了成本的消耗。