連鑄機的輥子裝配的檢測與維修

1、連鑄機的輥子裝配的檢測與維修一、連鑄機的介紹1連鑄機的功能把高溫鋼水連續(xù)不斷地澆鑄成具有一定斷面形狀和一定尺寸規(guī)格鑄坯的生產工藝過程叫做連續(xù)鑄鋼。完成這一過程所需的設備叫連鑄成套設備。澆鋼設備、連鑄機本體設備、切割區(qū)域設備、引錠桿收集及輸送設備的機電液一體化構成了連續(xù)鑄鋼核心部位設備，習慣上稱為連鑄機。連鑄機是一種用模具進行連續(xù)澆注鋼水的大型生產線。生產出的鋼坯經軋制，成為成品銷售。提高連鑄自動化水平,對保證鑄坯質量、提高連鑄機的勞動生產率、增加連鑄機的金屬收得率起著至關重要的作用。2.連鑄機的組成(如圖a)（a）（1）鋼包回轉臺：鋼包回轉臺是現代連鑄中應用最普遍的運載和承托鋼包進行澆注的設備

2、，通常設置于鋼水接收跨與澆注跨柱列之間。所設計的鋼包旋轉半徑,使得澆鋼時鋼包水口處于中間包上面的規(guī)定位置。用鋼水接收跨一側的吊車將鋼包放在回轉臺上，通過回轉臺回轉,使鋼包停在中間包上方供給其鋼水。澆注完的空包則通過回轉臺回轉,再運回鋼水接收跨。鋼包回轉臺是連鑄機的關鍵設備之一，起著連接上下兩道工序的重要作用。（2）中間包：中間包是短流程煉鋼中用到的一個耐火材料容器，首先接受從鋼包澆下來的鋼水，然后再由中間包水口分配到各個結晶器中去，并且有著分流作用。對于多流連鑄機，由多水口中間包對鋼液進行分流。連澆作用。在多爐連澆時，中間包存儲的鋼液在換盛鋼桶時起到銜接的作用。減壓作用。盛鋼桶內液面高度有56

3、m，沖擊力很大，在澆鑄過程中變化幅度也很大。中間包液面高度比盛鋼桶低，變化幅度也小得多，因此可用來穩(wěn)定鋼液澆鑄過程，減小鋼流對結晶器凝固坯殼的沖刷。保護作用。通過中間包液面的覆蓋劑，長水口以及其他保護裝置，減少中間包中的鋼液受外界的污染。清除雜質作用。中間包作為鋼液凝固之前所經過的最后一個耐火材料容器，對鋼的質量有著重要的影響，應該盡可能使鋼中非金屬夾雜物的顆粒在處于液體狀態(tài)時排除掉。 （3）結晶器： 結晶器承接從中間包注入的鋼水并使之按規(guī)定斷面形狀凝固成堅固坯殼的連續(xù)鑄鋼設備。它是連鑄機最關鍵的部件，其結構、材質和性能參數對鑄坯質量和鑄機生產能力起著決定性作用。開澆時引錠桿頭部即是結晶器的活

4、動內底，鋼水注入結晶器逐漸冷凝成一定厚度坯殼并被連續(xù)拉出，此時，結晶器內壁承受著高溫鋼水的靜壓力及與坯殼相對運動的摩擦力等產生的機械應力和熱應力的綜合作用，其工作條件極為惡劣。（4）扇形段：通過夾輥和側導輥對帶有液心的坯殼起支撐和導向作用，使其沿著預定的軌道前進，并限制它發(fā)生鼓肚變形；扇形段是連鑄過程中主要設備之一,扇形段制造水平的高低,將直接影響到被軋制板坯厚度的均勻性,對其質量起著十分重要的作用。（5）彎曲段：彎曲段是連鑄機中的重要設備之一，它位于結晶器與扇形段1之間，依靠多點或者連續(xù)彎曲方式把鑄坯從垂直頂彎成弧形。在熱坯凝固過程中，彎曲段起支撐、導向、輸送作用，還用于引錠桿的導向和傳輸。

5、彎曲段在工作過程中受到鑄坯較大的彎曲反力的作用，因此彎曲段的變形直接影響鑄坯的質量。（6）切割機：將拉出的鋼坯切割成形。（7）軌道及冷床：傳送及冷卻切割后的鋼坯。3.連鑄機工作過程首先鋼包在回轉臺上澆鋼水流入到中間包當中，然后再由中間包水口分配到各個結晶器中去。結晶器使鑄件成型并迅速凝固結晶，拉矯機與結晶振動裝置共同作用，將結晶器內的鑄件拉出，經由扇形段和彎曲段傳動至切割機切割后鋼坯，被導軌傳送至冷板冷卻成形。（圖b切割后出鋼）圖b二、 輥子的介紹1.輥子的用途與類型圖c在鋼廠輥子通常應用于扇形段與彎曲段上，在連鑄機的生產過程中負責鋼坯的傳動裝置。（如圖c）在連鑄機上輥子的不同位輥子的擺放。輥

6、子通常采用無縫鋼管制成，也有視不同工輥子的用途。輥子藝需要采用諸如鋁合金6061T5，304L/316L不銹鋼，2205雙相不銹鋼，鑄鋼件，實心鍛打合金鋼芯為材料的。輥子的生產主要有輥體初車、初校靜平衡、軸頭過盈裝配焊接、精車和精校動平衡等工序組成。若對形位公差如圓度、圓柱度和直線度等要求在0.2mm以下的，則在精車后需要上外圓磨床或軋輥磨床磨削加工。對表面硬度有要求的，則需要增加熱處理工序。輥子成型后，出于防銹防腐、耐磨和支撐的需要，還需要表面處理或包覆如噴漆、鍍鋅、TEFLON噴涂、包橡膠、鍍鉻、陶瓷噴涂和氧化等工序。按尺寸來分類，有大型的如造紙機械用輥筒（長度可以達到10米以上，直徑在1

7、500mm以上），有小型的如自動流水線上皮帶輸送上用的平托輥（一般在1米長度以內，直徑也在159mm以內）在鋼廠連鑄機一般有夾輥、拉輥和矯直輥3種。（1）夾輥：作用是支承由結晶器拉出來的鑄坯，同時引導鑄坯沿弧形線輥道平穩(wěn)地向前移動，并將鑄坯夾住，所以叫夾輥又稱驅動輥。（2）拉輥：的作用也是將鑄坯夾住，并利用兩者之間的摩擦力引拉鑄坯。（3）矯直輥：的作用是將彎曲的鑄坯矯直，但通常也兼有拉輥作用。（拉輥和矯直輥又叫自由輥）。輥子直徑分別為：300mm、250mm、230mm、200mm。從長度上又分：300mm、320mm、410mm、420mm、760mm等。（根據生產線的不同長度和直徑分別有所

8、調整）。2.輥子的結構組成扇形段的輥子結構一般分為二種（1） 幾段輥套用鍵與一根芯連接，軸承安裝在支點上。在力學上屬于靜不定結構，成為靜不定轉軸結構輥子。這種用作于驅動輥，由軸、輥套、鍵、軸承座、軸承組成。如圖d所示;（d）（2） 每根輥子分別支撐在兩個軸承座上，在力學上屬于靜定結構，稱為分段組合結構。常用作于自由輥上，由輥、軸承座、軸承組成。(e)3.輥子在連鑄機種的重要性連鑄設備的使用狀況直接影響鋼鐵生產主流程的產能,而連鑄輥(連鑄機輥子)又是連鑄設備的核心部件,提高連鑄輥的使用壽命尤其是連鑄機弧型段輥子的使用壽命是直接影響連鑄設備作業(yè)率和煉鋼生產成本的一個重要性。板坯連鑄機依靠輥子把結晶

9、器內形成的具有一定厚度坯殼的板坯,沿導向段將鑄坯拉出。坯子表面質量及內部質量的好壞與鑄坯導向段的設計有直接關系。鑄坯導向段在結晶器和出坯輥道之間,主要由結晶器足輥,彎曲段,弧形扇形段,矯直水平段等組成。這些段上支承鑄坯的是大量的密排輥子，由于未凝固的鋼水靜壓力作用，鑄坯受到向外側的鼓脹力，在相鄰兩夾輥之間的距離內，鑄坯要向外伸(叫鼓肚)，鼓肚的鑄坯進入下一對輥時承受壓力，會使高溫鑄坯內部產生裂紋。因此一般地說，隨鑄坯凝固厚度的增加，從鑄機上部到下部輥子直徑也要相應增加，輥子間距也要相應增大。輥子表面始終與紅熱的鋼坯直接接觸,熱量傳遍整個輥子部件,使其承受著很高的熱負荷。同時,由于噴水冷卻和輥子

10、轉動使這種熱負荷是交變的,會造成嚴重的熱疲勞。澆鑄過程中的鼓肚力、重拉坯力使輥子軸頸要承受很高的機械應力;還有水和蒸汽的腐蝕磨損。且受板坯寬度制約,扇形段輥子均為細長件,受力條件較差。在這樣的工況下,任何一個輥子的失效都會使連鑄生產中斷,造成巨大的經濟損失。所以,要求輥子部件具有足夠的可靠性和使用壽命,易于拆裝,維修周期短.三、 輥子的檢測1.輥子下線的原因輥子下線的主要原因是 輥子磨損了或者輥子彎曲變形，前種情況多見，如果打擺情況不明顯，而且轉速低，可以將就一段時間，如果轉速高，需要立即停機，否則就會損壞機器，造成損鋼等情況。根據國內外有多家研究機構對連鑄輥的失效形式進行的分析可知，連鑄輥的

11、損壞主要有以下3各方面：（1）熱疲勞損壞熱疲勞損害時造成連鑄輥損壞的主要原因之一，其主要起因是工作狀態(tài)的輥子表面環(huán)向溫度分布不均勻，例如，有時候輥子表面和輥子的內部的溫差高達300，由此在棍子表面及內部產生了非軸對稱、周期性變化、不均勻分布的熱應力。連鑄輥在機械應力和熱應力共同作用下就是產生熱疲勞損壞。（2）原材料原材料的好壞是決定連鑄輥質量的最直接最關鍵的因素，也是造成連鑄輥損壞的主要原因。有時候選擇的原材料在常溫下雖然有很好的屈服強度，但是在高溫的情況下屈服強度急劇下降，抗熱疲勞裂紋性能嚴重不足，這就會直接導致連鑄輥熱疲勞損壞。（3）磨損造成輥子磨損的直接原因是高溫潮濕環(huán)境下，表面易發(fā)生壓

12、花腐蝕脫落，使輥子外徑減薄，導致輥子報廢。另外，連鑄輥也會有連鑄機其他部分的故障，而造成的如漏鋼、滯鋼等情況造成嚴重的損害，這種損會造成大多數輥子的報廢而不可修復。2.輥子上線合格檢測輥子檢測數據控制點軸承座低于輥面高度差5-10mm。分節(jié)輥對接軸承間隙小于0.5mm。 自由輥：輥面直徑±0.05mm內，同心度0.10mm內；驅動輥：輥面直徑±0.05mm內，同心度0.10mm內。 軸承座輥子用手盤是否轉動靈活，軸承座氣孔通氣順暢，輥子表面無明顯凹凸痕跡。 壓力1.0Mpa，保壓時間為30min。輥子的上線檢測可分成以下4部分。（1）工具準備：10、12、15寸扳手各1把、

13、便 攜式輥縫儀1套、對應對弧樣板1套、塞尺1把、螺栓拉伸器、36號鋼絲繩兩根、大錘1把、棘輪1把、長套筒1把、內六角扳手一套、游標卡尺1把、磁力吊一臺 。（2）對準備上線輥子主要指標進行抽查：用卷 尺測量輥子軸承座高度和用游標卡尺測量分節(jié)輥間隙；用千分表檢測輥子的同心度和直徑。（3）對輥子進行上線前處理：檢查輥子軸承轉動情況；檢查軸承座通風情況和輥子表面光潔度。并記錄各項數據記錄。（4）在輥子試水臺，對上線輥子進行保壓試水，看軸承座有無漏水情況。3.輥子的儲備擺放（1）輥子的儲備要根據工廠上產先的的需求進行調整，我廠因需求連鑄機是連續(xù)運行，所以要準備較多的連鑄輥，以防機器停運時間較長，不僅要滿

14、足輥子正常的消耗，還要準備出各種意外情況的消耗和輥子質量不足下線的的儲備，滿足于連鑄機的正常出鋼。輥子的儲備方式有兩種，一種是成品輥儲存，一種是零件的儲備在使用時進行裝配。成品輥的儲存對場地的要求比較高并且易損輥，但是成品輥子的使用快捷，減少事故情況的檢修時間，大大保證了連鑄生產的機器運作需求。采用零件方式的儲存對場地的需求量相對較少，對輥子損傷程度小，且在零件損壞時再裝配時直接更換，并且隨時補充成品輥子的消耗。（2）輥子的擺放連鑄輥是扇形段的重要組成部分，扇形段又是連鑄機的重要組成部分，可以說輥子是連鑄機運行的基礎，輥子的質量也是保證出鋼量與出鋼質量的根本，輥子的儲備一旦達到一定的量，要保持

15、輥子的精度輥子的擺放又成為了輥子非常重要的問題。首先成品輥子的擺放輥面不能著力以防止輥面造成磨損或因外力而產生形變，成品輥子要以軸承座為支點并且要按照種類分好擺放整齊，一般情況下驅動輥不會需求太大量的儲備，但是自由輥則需要大量的儲備。驅動輥擺放對場地需求要量不打但是對場地平整度要求度要大，驅動輥采用的是套鍵連接軸，一般要3到4個棍套，長度是自由輥的3到4倍，如果地面不平整將對的軸成較大的壓力，對軸造成負荷會使軸產生形變，所以擺放驅動輥要平整防止輥軸吃力不均勻，如因場地條件限制需要將驅動輥磊起，但是上下兩層驅動輥之間必須在軸承座之間墊上木板，防止因重量過大或過長而造成軸座的形變。自由輥由于量比較

16、大所以通常要摞起來擺放以減少對場地的需求，上下兩層軸承座之間同樣要墊上木板，摞自由輥時要注意摞穩(wěn)盡量避免坍塌現象，輥子較重一旦發(fā)生很容易對輥子產生比較大的損傷甚至報廢，輕則影響輥子的精度減少輥子的使用壽命。如圖f所示；輥子的擺放不僅按兩種類型擺放，還要按不同長度的規(guī)格擺放整齊方便在使用時的取用。還要在輥子的擺放區(qū)域都要有警示標志防止其他無關人員靠近，一是對棍子的質量得到保障，二是發(fā)生坍塌對人生命安全得到保證。(f)零件方式的儲備只需要將各個零件擺放整齊即可，需要注意的是軸承的儲存，新軸承儲備不要去拆開包裝即用即拆，以免進入雜質影響軸承的使用，造成輥子壽命的減少，二次使用的軸承要按著過鋼量分量擺

17、放，以防止在二次使用時弄混造成非計劃下線造成不必要的經濟損失。四、輥子的維修1.輥子上線準備（扇形段的檢修）圖g所示扇形段的構造；圖h為扇形段實體圖（g）（h）(1)清理油污和整理接水板，清洗框架、接水板、墊片，油氣分配器和水柱的油污、油泥，并更換水密封。密封圈均為一次性使用。墊片必須清理干凈，防止漏水。（2）用塞尺測量扇形段內、外弧基礎板間隙?；A板間隙周邊0.05mm不入。（3）目測檢查滑板磨損狀況。裝配滑板時貼實側框架，螺栓把緊，至無空隙。使內外弧扇形段水平落在對弧臺上，保證對弧精度。（4）上、下框架水路和油氣潤滑管路檢查并對 油孔吹氣進行疏通，不得遺漏任何一個點。框架和接水板管路不準有

18、雜質表面有溝痕，變形或磨損較多，更換新滑板。（5）安裝輥子并把內、外弧輥子螺栓全部打緊，然后盤輥檢查轉動。輥子安裝在輥子軸承座，螺栓M16的預緊力300N，螺栓M20的預緊力400N。輥子用手可以轉動為合格。防止軸承座沒鎖緊，造成輥縫偏移。（6）清洗干凈輥子表面并對中，用對弧樣板對輥子弧度進行檢測，并通過調整軸承座底座墊片厚度調整弧度，記錄對弧數據。對弧數據0.91.05mm范圍內。 內弧驅動輥比自由輥低1.5mm2.2mm，每節(jié)輥子的兩端20mm處測弧對中?；《绕钶^大。造成部分輥子磨損嚴重，影響坯的厚度。（7）對輥子及軸承座冷卻水進行試水保壓試驗。壓力1.0Mpa，保壓時間為30min，壓

19、力下降0.02Mpa。保證壓力穩(wěn)定，檢查有沒有漏水。（8）通過油氣潤滑打油，檢查確認輥子軸承座是否出油。2.輥子上線的過程（1）由專人指揮天車在成品輥區(qū)域吊取成品輥子放入展開在檢修臺上扇形段的對應位置。（2）采用專用螺栓拉伸器鎖緊導向柱圓螺母將上、下框架組合安裝，預緊力3000KN。（3）連接各水管、油管，并用螺桿連接鎖緊傳動接軸和驅動套。（4）在操作箱按上下指令按鈕進行液壓缸動作試驗，液壓閥塊組及液壓缸保壓試驗。（5）電工完善各電氣設備線路的連接以及液壓人員檢測液壓設備，周期更換液壓密封、檢 查液壓管路并根據實際情況決定是否進行沖洗，。（6）在對弧臺接好油管并對夾緊缸和驅動輥進行往復升降動作

20、，檢查是否動作正常，通過調整定距塊上墊片厚度調整開口度并記錄。 （7）電工負責傳感器標定，夾緊缸動作速度調整。（8）整段噴淋管架、噴嘴試水并按要求進行調整對中。（9）由專業(yè)人員對扇形段進行整體驗收，合格后，吊運至備件存放區(qū)，并掛牌附檢修跟蹤記錄表。3.輥子的下線過程（1）采用專用螺栓拉伸器松開導向柱圓螺母， 拆解內、外弧框架，檢測輥子對弧數據并記錄 （2）檢查輥子，抽查輥子直徑，并觀察表面狀態(tài)。各項數據記錄清楚，按標準確定輥子處理方式。 （3）用套筒及扳手拆解所有輥子裝配，內、外弧分別下輥，做好輥號標記。 （4）各水、油接管拆除，需拆除的液壓閥臺做好標記，管口必須包裹好封好接頭處，防止積渣進入

21、油管，影響液壓缸操作。4.輥子常用的修復方法介紹及過程連鑄輥作為連鑄機的設備關鍵部件，其加工質量不僅關系到連鑄設備的整體質量，更會直接影響到連鑄設備的生產狀況和連鑄坯的質量，對鋼鐵企業(yè)的生產能力和經濟效益起著至關重要的作用。只有切飽連鑄輥分尺寸精度、形位精度、表面粗糙度、堆焊后的表面硬度都達到設計和使用要求，才是保證連鑄機裝配質量。為保證連鑄輥各零件的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度等技術要求，必須制定正確的修復加工工藝。針對連鑄輥損壞的幾種原因，常用的連鑄輥修復方法有3中。（1）堆焊修復方法連鑄輥堆焊修復工藝簡單的說就是對磨損下線的連鑄輥，由焊接專業(yè)工程師根據奧鋼聯技術制定具體的堆焊工藝，然后

22、由專業(yè)操作資格的電焊工對其進行WLDC3M2L合金的堆焊，最后按照圖紙尺寸及精度要求進行加工。有焊前準備、堆焊、焊后處理、無損檢測和檢驗5個方面的連鑄輥修復過程。1)焊前準備焊接前進行加工,目的是將連鑄輥工作表面上的裂紋、龜裂全部車削掉。原則是消除舊連鑄輥表面的任何缺陷,然后除去輥身上的油污和鐵銹。探傷,是檢測加工后的連鑄輥是否合格。預熱,是把沒有缺陷的連鑄輥放到堆焊機床上,用三爪卡盤夾緊,開動電機使連鑄輥緩慢轉動,同時用火管對其進行加熱,為保證整個連鑄輥的內外溫度均勻,加熱必須緩慢,直至溫度升至350。2)堆焊堆焊材料的選擇,根據連鑄輥的材質的不同,選擇相應的過渡層和合金層材料。連鑄輥堆焊修

23、復采用的是明弧焊堆焊。 堆焊目的首先滿足材料表面的硬度、耐磨性 、抗熱疲勞性能滿足現場工況的使用要求。其次給輥子表面留出加工余量。焊接后達到的硬度為:4450hrc(每個測量點三次測量的平均值 )。輥套修復焊接步驟:將舊輥套 4mm的埋弧焊堆焊層完全加工掉 ,然后再用明弧焊焊絲進行打底焊接,在打底焊接焊完以后再進行表面工作層的堆焊,堆焊到要求尺寸以上,留加工余量。 為了保證連鑄輥堆焊焊接工作過程在受控狀態(tài)下進行,根據法規(guī)和安全技術規(guī)范的要求,壓力容器焊接人員、焊接材料、焊接工藝、產品施焊、焊接設備、焊縫返修和施焊記錄等都應該做到嚴格管理和控制。3)焊后處理為了消除堆焊過程中產生的內應力,防止冷

24、卻過程中產生裂紋,應及時進行緩冷處理,這樣方可保證焊接材料的物理性能。根據降溫要求可采用不同的保溫方法,現場如無更好的保溫措施,堆焊完的連鑄輥,要立即用石棉布包裹,使之緩慢冷卻。將緩慢冷卻后的連鑄輥進行粗加工,用肉眼檢查一下表面是否有裂紋、氣孔等焊接缺陷,然后探傷儀檢測輥子是否有焊接缺陷的存在。若無缺陷,檢驗合格入庫;若有缺陷,則需把缺陷加工掉后重新堆焊。4)無損檢測作為保證連鑄輥質量的一種重要檢測手段,無損檢測人員必須有本單位的人員經過培訓、考核,通過考試取得相應特種設備作業(yè)人員檢測資格證后才能從事相應項目的無損檢測工作。 在進行無損檢測前,無損檢測人員要先按照無損檢測工藝和技術圖紙制定檢測

25、方案。在進行檢測時,要做好檢測條件參數和質量情況的原始記錄,檢測完畢之后,由取得相應資格的人填寫檢測報告。 無損檢測結果顯示需要返修的,由檢測人員出具返修通知單并交委托單位進行返修。5)檢驗經過堆焊修復的連鑄輥,輥子表面不得存在裂紋、夾渣、氣孔和缺肉等缺陷;輥子表面不得存在軟硬不均現象,輥子硬度為hrc42-50,同一根輥子上面,硬度差為正負2;輥子加工精度應符合圖紙要求;輥子上線使用后,第一個使用周期正常下線時質量應達到下列要求:輥子表面堆焊層不得出現剝離現象,輥子表面不存在明顯軟硬不均現象以及輥子不能發(fā)生斷裂。（1）噴涂修復噴涂修復是一種表面強化技術。它采用電弧、等離子弧、燃氣等形式的熱源

26、，將被噴涂的圖層材料熔化或半熔化，并在氣流的作用下，使之無話成微細的熔滴或高溫顆粒，以很高的飛行速度噴射到經過處理的基本表面，形成具有某種功能的圖層。由于各種機械零件的使用工況不同，因而零件的磨損的形式也是十分復雜的。為了適應各種使用要求，需要有各種噴涂設備，并通過不同的工藝來實現。美國的METCO公司在涂層應用指南中將涂層分為耐磨損、耐高溫和氧化、防腐蝕涂層、導電涂層或絕緣涂層、恢復尺寸涂層、間隙控制涂層等等，根據不用的涂層種類，采取不同的設備、材料、工藝方法進行修復。熱噴涂（焊）技術的缺點：1）對于薄壁或較小的弓箭噴涂存在熱變形現象；2）噴涂小孔、深孔存在一定困難；3）對于某些工藝而言，噴涂層與堆焊層相比，噴