板坯連鑄機支導段移位分析及控制措施

唐錫明，龍 兵，余 波，胡鰲全

（柳州鋼鐵集團有限公司，廣西 柳州545001）

0 引言

目前本公司板坯4#、板坯6#連鑄機支導段采用的是上、下U座定位，由接水盤支撐的坐式定位安裝。這種設計的定位安裝方式，操作簡單，易于調整維護，但未考慮到后續產品質量要求提升后，如果設備定位精度不高或不穩定，將影響產能的發揮和品種鋼的生產[1-2]。如何在現有的設備前提下，提升設備精度，穩定設備狀況，發揮效能，是目前連鑄工序的關鍵[3]。從支導段精度控制著手，通過對支導段定位裝置精度的恢復改造，同步優化調整方式，從而實現連鑄機關鍵設備精度提升。前期45#、50#碳板在板坯4#、板坯6#連鑄機生產，因鑄機精度不能有效保證，鑄坯邊角裂紋現象突出[4]，不能實現連續穩定生產。因此，提升板坯連鑄機關鍵設備的精度顯得尤為重要，而提升支導段的設備精度，又是板坯鑄機關鍵設備精度提升的重點。

1 板坯連鑄機支導段使用現狀

1.1 板坯支導段的構造及功能

板坯連鑄機支撐導向段（簡稱支導段）由支撐結構、輥子總成、冷卻系統、潤滑系統和碟簧夾緊系統組成。支導段的功能是鑄坯在凝固過程中起支撐作用并將鑄坯從支導段導入1#扇形段，它必須符合流線設計，有良好的連續性，0#段的上部為垂直區，起導向作用，其底部主要實現對鑄坯的矯直彎曲功能。如圖1所示。

結構原理如下：整套輥子分布在內外框架上，噴淋管相間錯開布置在輥系間，框架上部為垂直區，下部為連續矯直區，內外框架通過碟簧及螺桿導柱來鎖緊，組成整體支撐結構，最終由上、下耳軸坐落到U座中與接水盤形成支撐連接。

1.2 板坯4#、6#機支導段目前的狀況

板坯4#、6#連鑄機設備使用年限較長，支導段出現的不同程度的磨損和變形，給支導段的定位帶來了很大的影響。首先，定位安裝的U座及耳軸存在較大的磨損，造成間隙過大導致支導段在生產過程中發生移位；其次，耳軸與U座選用間隙裝配，因設計便于安裝，間隙設計較大，一定程度造成移位；再次，U座和耳軸拆卸安裝設計不合理，難以實現短時間進行更換，恢復難度較大；其四，輥子的磨損以及選用軸承的游隙也對弧度調整有一定影響。

1.3 板坯4#、6#機支導段的定位方式

板坯4#、6#機支導段是采用接水盤支撐，通過上、下U座定位調弧固定，下U座通過螺桿直接調整定位弧度，上U座通過調整U座墊片固定。如圖2所示。

圖1 支導段構造圖

圖2 支導段定位安裝圖

此種設計的支導段定位方式是通過下U座的大螺桿來調整弧度，將支導段直接落入U座，對弧檢查，若果弧度偏差較大時，需重新吊起，調整下U座，如果偏差弧度較小，即可在線直接調整；其定位方式存在以下缺點：定位穩定性較差，在使用過程中容易出現移位，耳軸安裝方式較復雜，拆卸修復難度大，磨損后重新修復成本高，不能實現快速更換磨損件。

1.4 支導段移位數據分析

分別從板坯4#、6#機各抽取兩組支導段對弧數據作數據分析，從表1、表2的數據可以看出，兩臺板坯支導段對弧數據不穩定，弧度有時候偏外弧，有時候偏內弧，最大偏差達到1.2 mm，遠遠超出對弧精度要求≤0.3 mm的工藝標準。

表1 板坯4#機支導段移位對弧數據（單位：mm）

表2 板坯6#機支導段移位對弧數據（單位：mm）

1.5 支導段移位造成鑄坯邊角裂紋

如圖3所示，為今年2月23至3月7日生產的1700斷面碳板的邊角樣，從圖中可以看到邊角樣有不同程度的裂紋；此次生產1700斷面碳板共138爐，共取了19組角部酸洗樣，第一次生產第一組和最后一組沒有角裂，其余各組均有不同程度角裂，軋后出現共52.454 t邊裂協議材，第一季度三個月邊裂率分別為0.33%、1.22%、0.89%，均未完成生產目標。

圖3 鑄坯邊角裂紋角部樣

2 分析支導段移位原因及影響

2.1 支導段離線修復精度的影響

支導段在離線對中臺上驗收的弧度要求是±0.1 mm；因此弧度與對中臺兩者疊加，支導段備件修復的最大誤差就達到0.2 mm，同時支導段輥子裝配的軸承存在0.1 mm的游隙，在垂直擺放和水平擺放的情況下，支導段的開口度相差可以達到0.2 mm，綜合以上因素，備件修復的最大誤差可達0.3 mm，生產過程中稍有移位變化就可能超出支導段在線使用的對弧標準 ≤ 0.3 mm，超出此標準，鑄坯質量就難以得到保證，尤其是對45#、50#碳板影響較大，邊角樣裂紋也由此產生。

2.2 耳軸及U座的裝配間隙

2.2.1 原始設計的裝配間隙

從圖4、圖5可看出，原始設計為了讓支導段能在安裝過程中沒有卡阻，順利的安裝到底部，設計的裝配間隙最大可達0.25 mm。在生產使用過程中，支導段的主要移位因素就是這個裝配間隙，特別是設備使用年限較長，耳軸和U座都存在不同程度的銹蝕和磨損。

圖4 耳軸尺寸圖

圖5 U座尺寸圖

2.2.2 安裝調整方法的影響

板坯4#、6#機支導段的弧度調整是通過下U座大螺桿牽引調整，在調整過程中，因位置狹小，調整后螺桿未緊固到位也是一方面原因，另一方面原因就是調整過程中螺桿間隙未消除；其二，在U座和耳軸存在間隙的情況下，未能采用有效的方法，補償裝配間隙。

3 控制支導段移位的要求及改造措施

3.1 提高離線備件精度的措施

保證對中臺精度，嚴格落實對中臺的驗收標準±0.1 mm；使用過程中，有碰撞現象的必須重新檢驗做對中調整；根據支導段修復后上線初始調整數據，如有超差無法調整到工藝要求標準的，立即對對中臺進行檢驗調整。在對弧調整時，可結合軸承存在的游隙，弧度按下限最小值調整。軸承游隙檢查，確保軸承游隙≤0.1 mm，如有超差必須更換輥子或軸承。

3.2 對耳軸及U座精度進行恢復及改造

將板坯4#、6#機U座重新堆焊，表層采用不銹鋼，防止銹蝕磨損；耳軸也重新堆焊恢復精度。

根據板坯4#、6#機U座結構形式，對U座外層U型槽兩側銑削兩個斜銷槽，采用斜銷雙重固定方式，可以解決在U座和耳軸存在較大安裝間隙時，斜銷與外U座的緊固也能有效防止生產過程中支導段移位，如圖6、圖7所示。

圖6 U座改造示意簡圖

圖7 現場安裝實物圖

3.3 規范調整方法

板坯4#、6#機支導段調整時，首先將支導段放入在線U座測量，數據較大時，需重新吊起，將U座在空載情況下調至距內弧還剩≤0.5 mm的間隙，然后再放入支導段，將測量弧板就位，即可采用大螺母向內弧牽引調整支導段，直至弧度≤0.3 mm以內即可，此后鎖緊調整螺母，并在U座外層內弧區重錘打入斜銷，消除裝配間隙，其后在外弧區再打入另一斜銷，保證有一定的預緊力即可，再測量數據不變即可，如數據有變，即松開螺母繼續往內弧調整。在試驗過程中，全新的耳軸和U座更換好后，在線調整支導段，打緊斜銷后，最大曾有0.1 mm間隙，即是耳軸與U座設計的裝配間隙，而其他未修復的磨損耳軸，在打緊斜銷后有的可達0.5 mm的間隙。

4 優化改造調整后的參數情況及效果

4.1 板六、板四優化改造后的對弧數據

從表3、表4數據看，支導段優化恢復改造后，效果明顯，在線移位變化量均小于0.2 mm，實現板坯在線支導段弧度可控，同步統計4月13日至29日板六生產的碳板均未出現邊裂協議材。

表3 板坯4#機優化改造調整后的支導段對弧數據（單位：mm）

表4 板坯6#機支導段優化改造調整后的對弧數據（單位：mm）

4.2 支導段改造優化精度控制后效果

由上表5及圖8看出：支導段精度優化改造后，鑄坯邊角裂紋質量改善效果非常明顯。此次通過對支導段移位情況的分析，及采取有效控制措施，使支導段在線使用的精度得到有效控制，弧度滿足了≤0.3 mm的工藝要求，為我公司產品做強做優，品種鋼的穩定生產提供了持續穩定的保障。

表5 支導段優化改造前后生產碳板邊角裂紋率對比

圖8 鑄坯質量改善后的邊角樣

5 結束語

2018年在供給側改革、“地條鋼”整治、環保限產等強有力的措施管控驅動下，鋼鐵行業持續回暖，鋼企盈利狀況進一步向好發展，面對欣欣向榮的行業局面，有必要透過表象，分析后續鋼企持續健康發展的方向，由產能驅動向品種品牌驅動方向發展，做優做強精品鋼，在品種結構優化及品牌建設上如何建立企業自身的優勢，持續增創效益應是鋼鐵企業新的發展方向，而設備精度的保障和穩定是產品質量最基本的保障。本文通過對支導段移位情況分析并提供了相應的控制措施和方法，對提高并穩定板坯關鍵設備精度，提高鑄坯質量有一定的參考和借鑒意義。