淺談大型板坯連鑄機功能精度的管理實踐

龐冠偉

連鑄機作為煉鋼工序的一個重要組成工序，承擔著將液態鋼水轉化成鑄坯的關鍵職能。鋼水由鋼包運載至中間包，經水口不斷地注入結晶器內，鋼水在結晶器內凝固成形（含有液芯），由拉矯裝置牽引自結晶器下部被連續拉出。鑄坯依次通過結晶器、扇形段、輥道，帶液芯的鑄坯在扇形段中經過二次冷卻、頂彎、輕壓下、矯直及切割等工藝過程后最終獲得合格的產品。板坯的內、外部形貌質量，完全依靠于連鑄機來控制，而連鑄機設備的功能精度是所有影響因素中的重中之重。

連鑄機的功能精度管理是設備管理的重要組成部分，是設備預防維護體系的重要內容之一，設備功能的投入和精度保持與否，對板坯質量會產生不可預測的影響，如果連鑄機設備功能精度差，會直接影響板坯質量，嚴重時甚至造成板坯報廢，給企業帶來嚴重的經濟損失，所以說連鑄機功能精度管理是連鑄機管理的重點，可以有效的穩定生產，提高產品質量，創造經濟效益。

板坯連鑄機設備功能精度的重點在結晶器振動和扇形段設備管理，這種管理依托于制度管理和人員管理，同時通過一系列的技術手段，保證鑄機功能精度的穩定、合格。

1 制度管理

達到好的管理目的，必須依托于制度的完善。

（1）建立功能精度標準。功能精度管理必須有一個標準，這是要達到的目標，只有目標設立后，才能夠知道努力方向，達到事半功倍的效果，所以我們首先建立了功能精度的標準。

（2）建立管理制度，明確各級責任。將連鑄機功能精度管理項目細分到人，明確責任和考核制度。

（3）建立檢查反饋制度。明確檢查周期，責任人，有效監督各種制度的執行，同時對執行偏差情況進行調整。

（4）推行設備點檢定修制和標準化點檢。點檢定修制是以預防維修為基礎，以點檢為核心的全員維修制度，是現代生產企業的必須保證，兼顧經濟性和可靠性。按照標準進行點檢，關鍵部位重點點檢，實現提前發現設備隱患，利用定修時間消除隱患，以實現設備的高水平運行。

（5）建立應急管理制度。明確出現功能精度問題時需要誰采取什么措施，上下協調，以最小的影響，完成設備的功能精度的恢復工作。

（6）建立針對功能精度的作業指導要求。禁止中包下渣，控制渣量和鑄余厚度；禁止封頂打水，規范尾坯操作程序，將尾坯黑坯長度控制在200mm以內。

2 人員管理

好的制度需要正確的人執行，沒有優秀的人所有的一切都是空談，所以人在連鑄機功能精度管理中占得比重尤其大。

（1）從我做起。人員管理首先要從自己做起，以身作則，這樣才能夠有立場有底氣去糾正錯誤問題，不正之風。對于一線來說，多去現場觀察，多問問為什么，這樣有利于現場問題發現、監督，還能夠取到一定的威懾作用。

（2）明確目標和負責人。要把指標具體分配到人，使其明白承擔的責任，也要了解功能精度無法保證會產生的后果，包括對企業的后果和對自己的后果。

（3）注重設備點檢和維護人員的技能提升。重要的設備對于設備負責人的要求更高。不斷的對員工進行培養，提高其職業技能水平，使其對設備的認識越來越高，對知識的積累越來越多，這樣能夠提升其工作水平，更加有利于設備功能精度的管理。同時建立上升渠道，管理、技術多方面培養職工。

（4）樹立團隊精神，培養團隊凝聚力。樹立團隊文化，培養工作人員的向心力，增強其歸屬感，形成巨大的凝聚力，心行一致，發揮出每個人的潛能。

（5）量才使用。“尺有所短，寸有所長”，每個人在能力、性格、態度、知識、修養等方面各有長處和短處。用人的關鍵是適用性。先要了解每個人的特點，十個員工十個樣，有的工作起來利落迅速；有的謹慎小心；有的擅長處理人際關系；有的卻喜歡獨自埋頭在統計資料里默默工作。在實踐中觀察，結合每個員工的長處給于適當的工作。在從他們工作過程中觀察其處事態度、速度和準確性，從而真正測出其下屬的潛能。

（6）滿足職工需求。按照德魯克的需求層次理論，員工基本處于社交需求和尊重需求層次，所以要設法滿足員工的此種需求，不只是建立公平的獎懲措施層面，要心對心的溝通、理解、尊重。

3 大型板坯連鑄機功能精度實施實踐

連鑄機的設備功能精度管理不能單單依靠制度和人，必須配套技術措施。行之有效的技術措施可以起到事半功倍的作用。

3.1 結晶器振動設備的技術措施

某公司使用的結晶器振動是由固定框架和活動框架組成，包括冷卻水系統、潤滑系統、控制系統。其中固定框架和活動框架由滾動單元連接并控制澆鑄方向偏擺，控制系統通過液壓系統控制結晶器振動板坯寬度方向偏擺和振幅、振動頻率。

結晶器振動設備功能精度控制措施可以分為功能和精度兩個方面。

3.1.1 結晶器振動設備功能技術措施

結晶器振動設備故障造成功能失效主要集中在兩方面問題：液壓系統故障、控制系統故障。

（1）液壓系統功能技術措施。眾所周知液壓系統的液壓油的理化性能直接影響系統的工作狀態，所以保證液壓油的理化性能合格是液壓工作的關鍵點。

以月為周期化驗液壓油的理化性能，能夠隨時掌握液壓系統的運行情況，所有的化驗指標必須在定修前返回，防止檢修后液壓油出現問題，造成連鑄機生產中斷的情況發生。

液壓油乳化是液壓系統出現故障的一大類原因，主要原因是液壓油中混入水，所以要對液壓油的儲存、搬運、加入進行嚴格管理，防止混入水，也防止混入其他雜質，造成液壓油指標超標。

某公司連鑄機的結晶器振動液壓系統的系統內水來源，只有液壓站冷卻水和液壓缸吸入水。由于液壓站冷卻水是由板式換熱器進行冷卻，嚴格控制板式換熱器的更換周期，防止換熱器內密封損壞和換熱片蝕穿使冷卻水進入液壓油的情況發生；結晶器振動的液壓缸是間隙式液壓缸，振動位置液壓缸密封易于磨損，同時端蓋密封容易出現輕微漏油現象，一旦出現上述異常，立刻組織更換，防止此問題衍生其他災害。

以周為周期肉眼觀察液壓油狀態，可以非常直觀的發現液壓油乳化的現象，可以有效的防止兩個化驗周期期間突發故障。

由于某公司連鑄機的結晶器振動伺服閥安裝在液壓缸上，外部就是高溫、強腐蝕性的蒸汽，容易損壞伺服閥、液壓閥的固定螺栓，使得振動功能喪失，所以必須增加有效的蒸汽隔離措施，增加防護罩并進行密封，用壓縮空氣保證防護罩內的正壓，防止密封出現小問題是蒸汽進入腐蝕內部液壓設備。

（2）控制系統功能技術措施。某公司的結晶器振動系統是以液壓缸上傳感器為中心進行控制，當控制模塊出現問題時就會出現控制異常，振動停止現象，使得生產中斷。定期對接線端子進行檢查緊固、吹掃是非常有效的一個措施。

傳感器放置于現場，可以提高控制精度，但是也帶來了一系列問題，現場溫度過高，傳感器的工作溫度是50℃，實際現場的溫度是70℃，現場增加冷卻措施，防止傳感器溫度過高，出現測量異常。

為防止中修后，傳感器損壞的情況發生，即使沒有檢修項目，也要求將振動傳感器拆除，放置于溫暖干燥位置，檢修后安裝。避免蒸汽冷凝后，微小水珠凝結于傳感器內部芯片板上，使得傳感器性能下降甚至損壞。

3.1.2 結晶器振動設備精度技術措施

如果說結晶器的功能是鑄機生產的保證，那么精度就是鑄機生產合格產品的必備條件。

結晶器振動設備的精度是由機械系統、液壓系統、控制系統共同保證的，液壓系統已經在3.1.1中描述清楚，在此就不再贅述。

（1）控制系統精度技術措施。控制系統每次更換后需要進行“零位標定”，標定塊必須干凈，標定位置固定且沒有雜物，保證在標定時的位置水平一致。

（2）機械系統精度技術措施。機械系統控制結晶器振動設備沿鑄坯方向的偏擺，通過滾動單元進行控制，滾動單元又分為不可調整的固定式滾動單元和可調的活動式滾動單元，每臺結晶器振動設備上安裝四個固定式和四個活動式滾動單元。

滾動單元中的滾動體兩個工作面是球形，保證不論怎么移動兩個導向板的間距固定，從而保證振動的偏擺趨向于零。

實際生產中會出現沿鑄坯方向偏擺過大的情況，也就是說滾動體或者導向板存在一定磨損，需要對活動式滾動單元進行調整，保證偏擺滿足工藝要求，此時就直接將調整板下壓，通過機械緊固方式，縮小兩個導向板之間的距離，保證滾動體在工作時兩導向板間距不變。

調整后仍然存在偏擺過大的情況，說明滾動單元磨損嚴重且不規則，需要更換滾動單元。如果時間緊張，可以通過更改結晶器振動標定值的方式進行重新標定，使工作位讓開滾動體和導向板前期磨損部位，實現振動的合格運行。

滾動單元中的滾動體是被皮囊包裹的，按照要求將皮囊內注滿干油，減少滾動體的磨損。

通過以上措施，結晶器振動設備的偏擺控制水平基本在0.2mm以內，有效的保證了設備的精度。

3.2 扇形段設備的技術措施

連鑄機的扇形段是保證板坯質量的關鍵設備，板坯的中心偏析，中心裂、表面橫、縱裂、角裂都發生在此位置，同時也對板坯夾雜也存在很大影響。扇形段設備是由二次冷卻系統、扇形段驅動系統、液壓系統、控制系統、扇形段本體、扇形段冷卻系統組成，對設備功能精度都存在影響。

3.2.1 二次冷卻系統技術措施

扇形段的二次冷卻系統通過二冷水直接噴到板坯表面進行板坯冷卻，二冷水水質和噴嘴安裝直接影響冷卻效果。

（1）二冷水水質控制。二冷水水質直接影響噴淋效果，水質含油量大、雜質多，會直接造成噴嘴堵塞，使得二冷水出水不暢、偏流等等，直接影響板坯冷卻效果，使得板坯出現質量問題。

控制連鑄機潤滑量，避免過潤滑現象；增加浮油處理設備；調整二冷水加藥配方等等，控制二冷水水質，取得了很好的效果，處理后的二冷水水質遠遠優于設計指標。

（2）噴淋水管控制。離線修復時安裝噴嘴時必須嚴格按照圖紙要求安裝，固定管卡安裝兩個在線周期進行更換，防止腐蝕損壞后噴嘴無法固定，無法達到規定的冷卻效果。

（3）二冷水管路控制。二冷水的特性決定了管路內壁上必然會存在一定的附著物，此附著物在日常生產中會逐漸掉落，會對噴嘴造成一個長期的持續性的堵塞，并且治理的手段很少，由于二冷水的特性決定了無法采用化學試劑的方式進行附著物的去除，只能通過物理沖洗的手段進行處理。利用長時間檢修時間，對管路采用壓縮空氣吹掃，這樣能夠有效的去除管壁上的附著物。

扇形段在線時，需要利用生產間隙對噴嘴出水進行檢查，對堵塞的噴嘴對應型號進行在線更換，保證噴嘴出水角度和出水量。

3.2.2 扇形段驅動系統技術措施

扇形段的驅動會對澆鑄液位造成影響，引起液位波動，導致夾雜卷渣發生。

扇形段是電機減速機驅動，通過萬向軸連接扇形段驅動輥，進行力的傳導，設計的萬向軸為齒式連接，由于二冷室充滿腐蝕性蒸汽，對齒腐蝕嚴重，同時此結構對連接齒的磨損嚴重，容易造成萬向軸連接松動掉落。改造萬向軸連接結構，將齒式連接改造成端面鍵式連接，同時預留空間進行磨損補償，延長使用壽命。

生產過程中時而出現滯坯現象，這回直接影響板坯質量，嚴重時會造成設備的惡性事故，生產中斷，經過研究發現連鑄機拉坯力不足，安全系數過低，只有0.92，為解決此問題在扇形段水平段位置增加驅動裝置，提高拉坯力和安全系數。

跟蹤發現部分扇形段的驅動輥軸承座有撞擊損壞現象，如果不及時發現會出現軸承損壞嚴重的造成板坯劃傷和異物壓入發生。分析和現場觀察發現，板坯跟蹤不準就有很大幾率造成此種情況，定期檢查編碼器狀態，更換損壞的編碼器，保證板坯跟蹤準確，有效避免了尾坯撞擊驅動輥軸承座的情況發生。

通過以上措施解決了拉坯力不足引起滯坯、轉矩波動造成液位波動、影響板坯質量等問題，板坯跟蹤有效率達到100%。

3.2.3 液壓系統技術措施

液壓系統是板坯成型的動力系統，直接關系到板坯質量。定期校核液壓系統壓力，測量系統偏差是日常工作中的重中之重，以月為單位，以三個月為周期進行檢查，保證各壓力符合工藝生產要求，同時針對油品的管控措施按照三個月一化驗進行品質管理控制，日常操作過程中要按照液壓系統的檢修標準進行管控，防止日常維護時污染液壓系統。

3.2.4 控制系統技術措施

扇形段的位置傳感器控制著輥縫大小，直接影響板坯的內部質量，但是長時間使用后，傳感器的性能會下降，造成扇形段的輥縫一直小范圍波動，這就會直接影響液位波動，使得液位無規律的波動。所以每周必須檢查扇形段傳感器波動值，更換波動大的傳感器，保證傳感器在一定范圍內波動。

扇形段跟蹤系統的穩定性直接關系到板坯的精確定位，二級系統的質量判定。跟蹤系統的影響因素很多，扇形段編碼器的精度在長時間使用后會下降，但是此時系統不會報警，這就要求維護人員多關注扇形段編碼器的速度反饋，及時更換反饋不好的編碼器。同時扇形段電機的給定速度略高于鑄機的澆鑄速度，負載正常時跟蹤無異常，但是在負載偏低的情況下，電機的速度會大于澆鑄速度，這就造成跟蹤超前，并且累積誤差越來越大，出現判級錯誤等問題，必須保證電機和減速機間的聯軸器正常才能保證負載，保證跟蹤效果，周期的點檢并且拆開檢查是必不可少的。

3.2.5 扇形段本體技術措施

扇形段非周期下線是功能精度管理的重要管控點，比如漏水、液壓缸漏油、軸承損壞、輥子斷裂等等。由于造成這些結果的因素很多，所以只能通過線下標準化修復進行保證。比如軸承配對使用；堆焊和報廢標準執行；修復檢驗增加探傷工序；修復棍子配對使用，改造分節輥連接水套；將旋轉接頭安裝底座改造成在線可拆卸型等等，這樣提高扇形段在線壽命，保證其在線使用時精度功能可靠，是扇形段功能精度管理的思路。

某公司針對運行期間出現的扇形段問題，制定了相應的措施，扇形段周期更換比例大幅增加。

4 結論

某公司連鑄機功能精度通過制度、人員、技術等三方面工作，指標有了飛速提升，結晶器振動設備偏擺合格率達到100%，扇形段輥縫精度從最初85.04%提高到97.56%，對弧精度穩定到99.2%以上，為板坯質量提升提供了堅實的設備保障。

連鑄機功能精度的管理是一個長期的工作，是一個堅持不懈的工作，也是連鑄人工作的重點。