浅谈连铸机扇形段故障处理

浅谈连铸机扇形段故障处理

Summary：扇形段的故障一直扰乱板坯连铸机的正常生产，经常出现扇形段架的非计划停工，严重影响了产品质量的稳定性，在一定程度上限制了生产水平。为此，本文先是对板坯连铸机情况进行了详细的分析，接着系统阐述了影响扇形段故障的根本原因，最后对板坯扇形段故障分析及控制措施做出了全面的剖析，希望可以为板坯连铸机的稳定运行有所帮助。Keys：板坯连铸机；扇形段；根本原因引言：连铸机扇形段是在结晶器内钢水一次冷却形成的薄壁高温板坯，进入二次冷却时，支撑、引导、弯曲和矫直板坯流动方向的装置。连铸机的扇形段对板坯质量和形状的内部缺陷有显著影响，在现代有效连铸生产实践中，板坯连铸机的维修成本和维修时间主要由管片的正常使用寿命决定，扇形段寿命通常根据在线使用寿命或多余钢材的数量来估计。板坯连铸机情况分析连铸机扇形段的主要构造特征：一是辊系结构为小辊，密排通轴三个节辊；二是液压、轴承、防冻发动机冷却液、气路通过快速接头和扇形连接，拆装方便。三是通过驱动辊子由液压缸上升，通过扇形内外圆弧由四个液压缸上升；四是托辊系统冷却，通过滚动轴承外冷却和托辊内冷却，通过旋转接头连接；五是良好的辊道应用技术；六是在扇状段上应用了软夹紧、动态轻夯下等技术；七是采用智能扇状段控制技术等[1]。随着板坯产量的增加和板坯连铸机段的使用和管理上生产变体的多样化，暴露出一些影响连铸机正常生产和产品质量的缺陷，段体本身寿命较短，维护设备备件的成本很高。经过研究探索，相关工作人员采取有效措施解决了设备冲击问题，使用部门的在线使用时间和实际通过率都有了很大的提高。影响扇形段寿命的原因分析连铸机生产初期，经过试产试验，连铸机部门设备使用维护不理想，因设备本身原因多次停产，因多种原因被迫更换扇形段较为频繁，更换的主要原因是在规定使用寿命内更换和轧辊磨损超标、托辊轴承座泄漏、托辊不转、压区跑偏报警、片材跑偏超标、连杆、拉杆等机械损坏，驱动辊筒轴颈螺栓损坏漏油、万向节严重漏水、漏钢、横堵等。从图1可以看出，真正影响板段寿命的主要原因是轴承组件漏水、辊子不转动、辊子间隙偏差和报警等。以上三个原因在柏拉图身上都能看到，占总数的65.5%。组织进行6σ分析，依次排查失败原因并提出解决方案和改进计划。图1扇形段损坏缺陷Pareto图分析板坯扇形段缺陷分析及控制措施轴承座漏水分析及控制措施板坯连铸机扇形托辊为三片贯通托辊形式，每组托辊配4个轴承组。中部按装配工艺技术标准装配轴承座，设备冷却水采用进水管和两条回水管对滚柱轴套、中心轴和轴承座进行冷却。轴承座漏水的情况很多。如图2所示，通过对轴承座漏水情况的监测和对轴承座的拆卸分析，发现轴承座焊接过程中的漏水是轴承座漏水的重要原因。经分析检查发现，焊接过程中的主要缺陷在轴承座碳钢座与不锈钢空心板之间。焊接过程中存在预热温度、电流、退火温度、保温时间、轴承座尺寸和不锈钢垫尺寸、焊缝坡口形状和焊后应力处理等方面的不合理。经过多年的研究和改进、测试、修订和改进焊接工艺。通过改进轴承座的焊接工艺，很大程度上控制了因轴承座引起的板段漏水，取得了良好的效果。图２板坯扇形段轴承座漏水图辊子不转缺陷分析及控制措施扇形辊是板坯连铸机最重要的易损备件之一，辊子不直接转动的现象会造成板坯表面缺陷、划伤，同时增加板坯承受的拉力、凸出等负荷。力、弯曲力或工件矫直等。经拆卸和不转辊段检查，发现造成不转辊段的主要原因有：轴承质量和选型不当、轴承润滑不良、轴承密封不当、座内积渣、轴承冷却不良、轴承受外力冲击等。扇形段滚子轴承使用高品质产品，轴承座水冷，辊子中心主要采用干油集中润滑。高温连铸坯贯穿在扇形段，经过连续冷却矫直后，工件的实际温度还是比较高的，矫直区工件的实测温度在拐角处至少为700℃，工件的中间温度为1200度。扇形段在这种高温环境下持续工作，在辐射热和热传导的影响下，托辊系统运行温度可达120℃以上轴承密封异常或供油不良，水、水蒸气和杂质进入轴承阀座加速润滑。加速润滑油的分解和氧化，并腐蚀轴承本体。由于板坯铸机扇形段所处的高温现场环境及在线安装数量多，对每个轴承进行精密点检是十分困难的，通过对辊子不转的轴承详细分解，证实了分析与判断，造成扇形段辊子不转的主要原因是干油分配器在高温环境下损坏、干油集中润滑机制时间不合理和轴承座的积渣，部分进入轴承内部造成的。查明原因后，通过调整板段干式润滑时间，对干式分油器的处理过程进行监测和改进，定期检查和更换干式分油器，改进轴承密封并进行抽检，完善在线设备润滑系统的管理，大大减少了辊子不转造成扇形段在线使用寿命降低的情况。辊缝超差报警缺陷分析及控制措施如果连铸机轧辊对中不良、弧焊不良、轧辊偏斜等，那么板坯在通过不同扇区的支承辊时板坯表面会在低应变率下发生变形。分段滚轮间距由液压缸自动调节控制，每个液压缸均装有位置传感器，可实现远程和就地控制。为了适应板坯截面的变化，保持板坯尺寸精度，需要根据设计值测量和调整辊缝（孔）。为了保证滚子间隙张开的准确性，测量时必须消除滚子轴承之间的间隙（尤其是机架内圆弧形的滚子，会因向下方向而造成测量误差）。一般方法：挡扇段液压缸时，用比压区小的液压千斤顶，插入两辊间隙之间，施加一定压力，消除辊间间隙，然后向上测量。经综合检查，发现托辊间隙跑偏及跑偏报警主要有以下原因：①扇形上、下机架锁紧螺母松动；②液压缸控制阀组故障扇区；③扇区液压缸内漏；④扇形托辊间隙调整位置传感器和定位电缆损坏；⑤托辊表面过度磨损；⑥托辊平面度超差；⑦托辊轴承损坏等。改进及控制措施：一、可一次性测量压区、底弧和托辊旋转。二是定期维护和检查板块，及时解决问题。三、滚轮间隙偏差报警后，用拉拔器按设定的拧紧力矩拧紧扇形锚固螺母。四、解决液压缸内漏问题，升级阀块[2]。五、当液压单元更换接口漏油或出油不畅时，必须及时进行更换；六、托辊磨损分析。延长辊面的稳定磨损阶段。在这个阶段，轧辊的表面缺陷表现为小麻点和小裂纹。检查托辊的快速磨损阶段，托辊出现较明显的孔洞和裂纹，甚至剥落。结合专业厂家，改进轧辊表面不锈钢涂层的修复工艺，提高轧辊的耐热性、韧性、抗裂性、耐磨性等性能。其他因素的控制一是稳定生产运行，研究改进连铸机静止铸造技术，进行恒速拉削铸造。同时通过引进板坯防断技术，逐步实行规范化作业，以降低因高水平井喷现象等严重事故所引起的对连铸机段的意外伤害。二是改善托辊系统的枢轴质量，尤其是处理好托辊系统枢转和中心轴承之间的间隙调节和对中问题，是解决漏水系统问题的关键。三、线机器设备在使用过程中，有磨损时间、稳定时间、初损坏时间、修复时间等阶段，及时准确了解铸机在线设备运行状态，智能化组织维护在线设备。并且定期检查协调维修和生产运行的关系，快速解决故障，防止故障恶化，对延长行业稳定运行时间，提高使用寿命具有重要作用。扇形段的自主维修需要高精度的调平台、优质组件和高标准。准确的规范和科学合理的管理制度；维修领域的服务人员要学习和掌握自主设备的维修保养方法和方法，严格标准，提高行业细分领域的自主维修水平。线下维护人员也需要掌握网段上线使用的技术要求和检查点，否则网段的管理和使用容易导致线上、线下出现落差，不利于网段使用寿命的延长。结论：通过文章分析得知，针对此类问题成因，对连铸工序中的主要工艺设备，着重对铜板质量、足辊损坏程度以及正常运转状况等进行了检测，并根据连铸钢节点工艺设备管理制度中规定的使用期限，适时进行了检查和更新；同时严把主要工艺设备上线质量，对全部已上线设备的品质、精度、喷淋状况等进行了全方位检测，以确定有无产品质量问题；对主要的工艺设备上进行了全面检测确认，包括检查结晶器铜板的表面、足辊的运转、喷淋