小方坯連鑄拉矯機的維修保養(yǎng)及改進實踐

范世超， 李志敏， 劉列喜

（蕪湖新興鑄管有限責任公司煉鋼廠， 安徽 蕪湖 241000）

2012年、2013年蕪湖新興鑄管有限責任公司煉鋼廠（以下簡稱煉鋼廠）相繼投產(chǎn)2號R 為9 m十機十流直弧形連鑄機、1號R 為9m十機十流全弧型連鑄機。其中1號機每流3 臺拉矯機、2號機每流4臺拉矯機，共計70 臺。隨著設(shè)備老化，2018 下半年—2019年上半年度共更換維修拉矯機84 臺次，購置輥子、油缸、電機及減速機等備件費用約300 余萬元，維修工勞動強度增加，因拉矯機問題也影響了設(shè)備綜合作業(yè)率。因此穩(wěn)定檢維修質(zhì)量、提高使用壽命成為煉鋼廠迫切解決的問題。

1 原因分析

分析一年內(nèi)更換拉矯機占比：油缸漏油15 臺次，占比17.8%；減速機故障24 臺次，占比28.6%；輥子磨損跑偏19 臺次，占比22.6%；輥子軸承損壞26 臺次，占比30.9%?，F(xiàn)結(jié)合損壞故障部位的設(shè)備結(jié)構(gòu)，對其進行深層次分析。拉矯機結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 拉矯機結(jié)構(gòu)

1.1 拉矯機主框架變形

拉矯機上輥壓下抬升沿主框架導柱導槽運行，隨著使用年限的增長，主框架產(chǎn)生腐蝕、鑄坯烘烤熱變形、導槽磨損的問題；又因維修工為便于更換輥子方便，用千斤頂撐開立柱，也導致立柱不可逆地形變，從上部底座和主框架安裝后定位銷無法復位可以說明，如圖2 所示。

圖2 主框架故障因素

主框架變形會造成上輥升降過程中4個軸承座接觸面摩擦力不均勻，使軸承受損，導致鑄坯跑偏。立柱腐蝕集渣導致設(shè)備水冷卻效果變差，繼而加重熱變形，水路堵塞也影響了輥子冷卻水的供給，軸承及輥子冷卻效果差也影響了其使用壽命。

1.2 二次減速機導致上輥配重不均

上輥傳動方式：電機—聯(lián)軸器—一次減速機—萬向聯(lián)軸器—二次減速機—輥子。二次減速機及上輥整體固定在安裝板上，液壓缸通過安裝板控制二次減速機及上輥升降。

因二次減速機側(cè)裝在上輥的傳動軸上，兩者形成一個整體，上輥傳動軸側(cè)偏重。無可靠的防偏裝置致使輥面壓下后不平衡鑄坯跑偏，軸承損壞，液壓缸負載不均衡密封圈磨損漏油，如下頁圖3 所示。

圖3 二次減速機導致上輥偏重

1.3 設(shè)備冷卻問題

帶有減速機拉矯輥冷卻水管路方向：二次減速機—軸承座—輥子內(nèi)部—外排，另一個軸承座單獨供水；自由輥冷卻水管路方向：軸承座—輥子內(nèi)部—軸承座—外排。因軸承座內(nèi)水通道窄易堵，采用串聯(lián)方式時，后續(xù)輥子冷卻不足。

軸承座內(nèi)，軸承冷卻不足。輥子內(nèi)水腔較小，而輥子直徑較大，輥子冷卻不足。因冷卻不足導致軸承損壞及輥子壽命降低，如圖4 所示。

圖4 軸承座及輥子水腔示意圖

1.4 設(shè)備潤滑問題

設(shè)備水外排管道無固定，維修工將部分冷卻外排水沖機架，水進入軸承座內(nèi)腔；油氣潤滑所用空壓風含水量大，油水混合影響潤滑效果。

2 維修改進

2.1 管理改進

通過對拉矯機故障損壞成因分析，煉鋼廠加強對拉矯機管理的專項整改。對維修工下發(fā)拉矯機維修相關(guān)標準手冊并培訓學習，為保證維修精度專門制作相關(guān)維修及實驗平臺，購置儀表測量工具等；對每臺拉矯機制作身份號碼牌，建立檔案，實時關(guān)注其在線使用情況及保養(yǎng)維修情況，明確維修、保養(yǎng)包機負責人，減少操作工不正常操作損壞設(shè)備情況。

2.2 維修恢復

1）主框架超出標準予以報廢處理，尚能修復的，采用弱酸浸泡清洗疏通堵塞的水通道。導槽磨損超標的更換耐磨Mn 鋼系列材質(zhì)。

2）新增空壓風干燥裝置，使水管路及潤滑管路恢復。拉矯機本體水管路改造為并聯(lián)方式，軸承座及輥子分別供水，潤滑分配器前新增Y 型過濾器。

2.3 技術(shù)改進

2.3.1 輥子改復合式

輥子改復合式，增加輥子內(nèi)水腔直徑，加強冷卻效果，如圖5 所示。

圖5 復合式輥子

2.3.2 軸承座新增水口

軸承座新增兩個水口，便于在線疏通管路。原管路直徑增大加強冷卻效果，如圖6 所示。

圖6 軸承座新增水口（mm）

2.3.3 減速機新增防跑偏裝置

減速機新增防跑偏裝置，在減速機下方焊接固定板，安裝螺栓頂在主框架上。通過增加輔助支撐，保證上輥運行水平，如圖7 所示。

圖7 減速機新增防跑偏裝置

2.4 拉矯機機架的改形設(shè)計

國內(nèi)小方坯拉矯機多采用五輥連體式矯直機，其技術(shù)完善、結(jié)構(gòu)緊湊。煉鋼廠根據(jù)目前1號機鑄坯品種較少、工藝穩(wěn)定、高拉速的生產(chǎn)要求，而目前所用分體式拉矯機結(jié)構(gòu)復雜、維護工作量大，決定對拉矯機進行改形?？紤]到目前底座梁已定型，工藝矯直點已固定，結(jié)合五輥型拉矯機傳動特點，改造為單機架直連式拉矯機。

改形設(shè)計原則如下：

1）拉矯機綜合傳動速比與原有拉矯機保持一致，即同等頻率給定情況下，拉矯機驅(qū)動輥線速度與原拉矯機相同，不需調(diào)整PLC 程序及變頻器參數(shù)，直接接電即可運行。

2）拉矯機安裝尺寸與原拉矯機相同。即底座螺栓孔尺寸、形位尺寸不變動，滿足直接安裝要求，預留足夠螺栓緊固位置。

3）拉矯機下輥與鑄坯接觸面高度與原拉矯機相同，保證安裝后，外弧線矯直點無變化。

4）拉矯機油缸設(shè)計有足夠行程，壓下及抬升開口度與原拉矯機相同。

優(yōu)化設(shè)計方面：拉矯機自由輥、上拉矯輥和下拉矯輥輥子設(shè)計結(jié)構(gòu)采用復合輥形式，保證輥面，軸承位置足夠的冷卻效果，輥子各部件材質(zhì)選用相同的耐磨等級高材質(zhì)（42CrMo），具有較好可焊接性能便于后期修復，自由輥及下拉矯輥需設(shè)計輪緣；拉矯機自由輥、上拉矯輥和下拉矯輥裝配，軸承冷卻靠輥子水冷卻，軸承座不需設(shè)計單獨冷卻水回路，軸承座結(jié)構(gòu)設(shè)計為剖分式，接觸面密封不漏油；拉矯機水路冷卻設(shè)計濁環(huán)水管路（輥子、機加本體冷卻），各部件外排水有專門水管。凈環(huán)水管路（減速機、電機、油缸冷卻），本體冷卻管路盡量選用硬管、并聯(lián)管路設(shè)計，減少設(shè)備串聯(lián)管路。改造后拉矯機如圖8 所示。

圖8 改造后的拉矯機

3 結(jié)語

煉鋼廠通過對拉矯機故障原因分析，采取了對應的維修改進措施，通過一年的努力，連鑄機設(shè)備穩(wěn)定性提高，故障率下降，保障了生產(chǎn)順行。