连铸机的辊子装配的检测与维修.docx

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连铸机的辊子装配的检测与维修

连铸机的辊子装配的检测与维修

一、连铸机的介绍

1．连铸机的功能

把高温钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和一定尺寸规格铸坯的生产工艺过程叫做连续铸钢。

完成这一过程所需的设备叫连铸成套设备。

浇钢设备、连铸机本体设备、切割区域设备、引锭杆收集及输送设备的机电液一体化构成了连续铸钢核心部位设备，习惯上称为连铸机。

连铸机是一种用模具进行连续浇注钢水的大型生产线。

生产出的钢坯经轧制，成为成品销售。

提高连铸自动化水平,对保证铸坯质量、提高连铸机的劳动生产率、增加连铸机的金属收得率起着至关重要的作用。

2.连铸机的组成（如图a）

（a）

（1）钢包回转台：

钢包回转台是现代连铸中应用最普遍的运载和承托钢包进行浇注的设备，通常设置于钢水接收跨与浇注跨柱列之间。

所设计的钢包旋转半径,使得浇钢时钢包水口处于中间包上面的规定位置。

用钢水接收跨一侧的吊车将钢包放在回转台上，通过回转台回转,使钢包停在中间包上方供给其钢水。

浇注完的空包则通过回转台回转,再运回钢水接收跨。

钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用。

（2）中间包：

中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去，并且有着分流作用。

对于多流连铸机，由多水口中间包对钢液进行分流。

连浇作用。

在多炉连浇时，中间包存储的钢液在换盛钢桶时起到衔接的作用。

减压作用。

盛钢桶液面高度有5~6m，冲击力很大，在浇铸过程中变化幅度也很大。

中间包液面高度比盛钢桶低，变化幅度也小得多，因此可用来稳定钢液浇铸过程，减小钢流对结晶器凝固坯壳的冲刷。

保护作用。

通过中间包液面的覆盖剂，长水口以及其他保护装置，减少中间包中的钢液受外界的污染。

清除杂质作用。

中间包作为钢液凝固之前所经过的最后一个耐火材料容器，对钢的质量有着重要的影响，应该尽可能使钢中非金属夹杂物的颗粒在处于液体状态时排除掉。

（3）结晶器：

结晶器承接从中间包注入的钢水并使之按规定断面形状凝固成坚固坯壳的连续铸钢设备。

它是连铸机最关键的部件，其结构、材质和性能参数对铸坯质量和铸机生产能力起着决定性作用。

开浇时引锭杆头部即是结晶器的活动底，钢水注入结晶器逐渐冷凝成一定厚度坯壳并被连续拉出，此时，结晶器壁承受着高温钢水的静压力及与坯壳相对运动的摩擦力等产生的机械应力和热应力的综合作用，其工作条件极为恶劣。

（4）扇形段：

通过夹辊和侧导辊对带有液心的坯壳起支撑和导向作用，使其沿着预定的轨道前进，并限制它发生鼓肚变形；扇形段是连铸过程中主要设备之一,扇形段制造水平的高低,将直接影响到被轧制板坯厚度的均匀性,对其质量起着十分重要的作用。

（5）弯曲段：

弯曲段是连铸机中的重要设备之一，它位于结晶器与扇形段1之间，依靠多点或者连续弯曲方式把铸坯从垂直顶弯成弧形。

在热坯凝固过程中，弯曲段起支撑、导向、输送作用，还用于引锭杆的导向和传输。

弯曲段在工作过程中受到铸坯较大的弯曲反力的作用，因此弯曲段的变形直接影响铸坯的质量。

（6）切割机：

将拉出的钢坯切割成形。

（7）轨道及冷床：

传送及冷却切割后的钢坯。

3.连铸机工作过程

首先钢包在回转台上浇钢水流入到中间包当中，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。

结晶器使铸件成型并迅速凝固结晶，拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器的铸件拉出，经由扇形段和弯曲段传动至切割机切割后钢坯，被导轨传送至冷板冷却成形。

（图b切割后出钢）

图b

二、辊子的介绍

1.辊子的用途与类型

图c

在钢厂辊子通常应用于扇形段与弯曲段上，在连铸机的生产过程中负责钢坯的传动装置。

（如图c）在连铸机上辊子的不同位辊子的摆放。

辊子通常采用无缝钢管制成，也有视不同工辊子的用途。

辊子艺需要采用诸如铝合金6061T5，304L/316L不锈钢，2205双相不锈钢，铸钢件，实心锻打合金钢芯为材料的。

辊子的生产主要有辊体初车、初校静平衡、轴头过盈装配焊接、精车和精校动平衡等工序组成。

若对形位公差如圆度、圆柱度和直线度等要求在0.2mm以下的，则在精车后需要上外圆磨床或轧辊磨床磨削加工。

对表面硬度有要求的，则需要增加热处理工序。

辊子成型后，出于防锈防腐、耐磨和支撑的需要，还需要表面处理或包覆如喷漆、镀锌、TEFLON喷涂、包橡胶、镀铬、瓷喷涂和氧化等工序。

按尺寸来分类，有大型的如造纸机械用辊筒（长度可以达到10米以上，直径在1500mm以上），有小型的如自动流水线上皮带输送上用的平托辊（一般在1米长度以，直径也在159mm以）

在钢厂连铸机一般有夹辊、拉辊和矫直辊3种。

（1）夹辊：

作用是支承由结晶器拉出来的铸坯，同时引导铸坯沿弧形线辊道平稳地向前移动，并将铸坯夹住，所以叫夹辊又称驱动辊。

（2）拉辊：

的作用也是将铸坯夹住，并利用两者之间的摩擦力引拉铸坯。

（3）矫直辊：

的作用是将弯曲的铸坯矫直，但通常也兼有拉辊作用。

（拉辊和矫直辊又叫自由辊）。

辊子直径分别为：

300mm、250mm、230mm、200mm。

从长度上又分：

300mm、320mm、410mm、420mm、760mm等。

（根据生产线的不同长度和直径分别有所调整）。

2.辊子的结构组成

扇形段的辊子结构一般分为二种

（1）几段辊套用键与一根芯连接，轴承安装在支点上。

在力学上属于静不定结构，成为静不定转轴结构辊子。

这种用作于驱动辊，由轴、辊套、键、轴承座、轴承组成。

如图d所示;

（d）

（2）每根辊子分别支撑在两个轴承座上，在力学上属于静定结构，称为分段组合结构。

常用作于自由辊上，由辊、轴承座、轴承组成。

（e）

3.辊子在连铸机种的重要性

连铸设备的使用状况直接影响钢铁生产主流程的产能,而连铸辊（连铸机辊子）又是连铸设备的核心部件,提高连铸辊的使用寿命尤其是连铸机弧型段辊子的使用寿命是直接影响连铸设备作业率和炼钢生产成本的一个重要性。

板坯连铸机依靠辊子把结晶器形成的具有一定厚度坯壳的板坯,沿导向段将铸坯拉出。

坯子表面质量及部质量的好坏与铸坯导向段的设计有直接关系。

铸坯导向段在结晶器和出坯辊道之间,主要由结晶器足辊,弯曲段,弧形扇形段,矫直水平段等组成。

这些段上支承铸坯的是大量的密排辊子，由于未凝固的钢水静压力作用，铸坯受到向外侧的鼓胀力，在相邻两夹辊之间的距离，铸坯要向外伸（叫鼓肚），鼓肚的铸坯进入下一对辊时承受压力，会使高温铸坯部产生裂纹。

因此一般地说，随铸坯凝固厚度的增加，从铸机上部到下部辊子直径也要相应增加，辊子间距也要相应增大。

辊子表面始终与红热的钢坯直接接触,热量传遍整个辊子部件,使其承受着很高的热负荷。

同时,由于喷水冷却和辊子转动使这种热负荷是交变的,会造成严重的热疲劳。

浇铸过程中的鼓肚力、重拉坯力使辊子轴颈要承受很高的机械应力;还有水和蒸汽的腐蚀磨损。

且受板坯宽度制约,扇形段辊子均为细长件,受力条件较差。

在这样的工况下,任何一个辊子的失效都会使连铸生产中断,造成巨大的经济损失。

所以,要求辊子部件具有足够的可靠性和使用寿命,易于拆装,维修周期短.

三、辊子的检测

1.辊子下线的原因

辊子下线的主要原因是辊子磨损了或者辊子弯曲变形，前种情况多见，如果打摆情况不明显，而且转速低，可以将就一段时间，如果转速高，需要立即停机，否则就会损坏机器，造成损钢等情况。

根据国外有多家研究机构对连铸辊的失效形式进行的分析可知，连铸辊的损坏主要有以下3各方面：

（1）热疲劳损坏

热疲劳损害时造成连铸辊损坏的主要原因之一，其主要起因是工作状态的辊子表面环向温度分布不均匀，例如，有时候辊子表面和辊子的部的温差高达300℃，由此在棍子表面及部产生了非轴对称、周期性变化、不均匀分布的热应力。

连铸辊在机械应力和热应力共同作用下就是产生热疲劳损坏。

（2）原材料

原材料的好坏是决定连铸辊质量的最直接最关键的因素，也是造成连铸辊损坏的主要原因。

有时候选择的原材料在常温下虽然有很好的屈服强度，但是在高温的情况下屈服强度急剧下降，抗热疲劳裂纹性能严重不足，这就会直接导致连铸辊热疲劳损坏。

（3）磨损

造成辊子磨损的直接原因是高温潮湿环境下，表面易发生压花腐蚀脱落，使辊子外径减薄，导致辊子报废。

另外，连铸辊也会有连铸机其他部分的故障，而造成的如漏钢、滞钢等情况造成严重的损害，这种损会造成大多数辊子的报废而不可修复。

2.辊子上线合格检测

辊子检测数据控制点

轴承座低于辊面高度差5-10mm。

分节辊对接轴承间隙小于0.5mm。

自由辊：

辊面直径±0.05mm，同心度0.10mm；驱动辊：

辊面直径±0.05mm，同心度0.10mm。

轴承座辊子用手盘是否转动灵活，轴承座气孔通气顺畅，辊子表面无明显凹凸痕迹。

压力1.0Mpa，保压时间为30min。

辊子的上线检测可分成以下4部分。

（1）工具准备：

10、12、15寸扳手各1把、便携式辊缝仪1套、对应对弧样板1套、塞尺1把、螺栓拉伸器、36号钢丝绳两根、大锤1把、棘轮1把、长套筒1把、六角扳手一套、游标卡尺1把、磁力吊一台。

（2）对准备上线辊子主要指标进行抽查：

用卷尺测量辊子轴承座高度和用游标卡尺测量分节辊间隙；用千分表检测辊子的同心度和直径。

（3）对辊子进行上线前处理：

检查辊子轴承转动情况；检查轴承座通风情况和辊子表面光洁度。

并记录各项数据记录。

（4）在辊子试水台，对上线辊子进行保压试水，看轴承座有无漏水情况。

3.辊子的储备摆放

（1）辊子的储备

要根据工厂上产先的的需求进行调整，我厂因需求连铸机是连续运行，所以要准备较多的连铸辊，以防机器停运时间较长，不仅要满足辊子正常的消耗，还要准备出各种意外情况的消耗和辊子质量不足下线的的储备，满足于连铸机的正常出钢。

辊子的储备方式有两种，一种是成品辊储存，一种是零件的储备在使用时进行装配。

成品辊的储存对场地的要求比较高并且易损辊，但是成品辊子的使用快捷，减少事故情况的检修时间，大大保证了连铸生产的机器运作需求。

采用零件方式的储存对场地的需求量相对较少，对辊子损伤程度小，且在零件损坏时再装配时直接更换，并且随时补充成品辊子的消耗。

（2）辊子的摆放

连铸辊是扇形段的重要组成部分，扇形段又是连铸机的重要组成部分，可以说辊子是连铸机运行的基础，辊子的质量也是保证出钢量与出钢质量的根本，辊子的储备一旦达到一定的量，要保持辊子的精度辊子的摆放又成为了辊子非常重要的问题。

首先成品辊子的摆放辊面不能着力以防止辊面造成磨损或因外力而产生形变，成品辊子要以轴承座为支点并且要按照种类分好摆放整齐，一般情况下驱动辊不会需求太大量的储备，但是自由辊则需要大量的储备。

驱动辊摆放对场地需求要量不打但是对场地平整度要求度要大，驱动辊采用的是套键连接轴，一般要3到4个棍套，长度是自由辊的3到4倍，如果地面不平整将对的轴成较大的压力，对轴造成负荷会使轴产生形变，所以摆放驱动辊要平整防止辊轴吃力不均匀，如因场地条件限制需要将驱动辊磊起，但是上下两层驱动辊之间必须在轴承座之间垫上木板，防止因重量过大或过长而造成轴座的形变。

自由辊由于量比较大所以通常要摞起来摆放以减少对场地的需求，上下两层轴承座之间同样要垫上木板，摞自由辊时要注意摞稳尽量避免坍塌现象，辊子较重一旦发生很容易对辊子产生比较大的损伤甚至报废，轻则影响辊子的精度减少辊子的使用寿命。

如图f所示；

辊子的摆放不仅按两种类型摆放，还要按不同长度的规格摆放整齐方便在使用时的取用。

还要在辊子的摆放区域都要有警示标志防止其他无关人员靠近，一是对棍子的质量得到保障，二是发生坍塌对人生命安全得到保证。

（f）

零件方式的储备只需要将各个零件摆放整齐即可，需要注意的是轴承的储存，新轴承储备不要去拆开包装即用即拆，以免进入杂质影响轴承的使用，造成辊子寿命的减少，二次使用的轴承要按着过钢量分量摆放，以防止在二次使用时弄混造成非计划下线造成不必要的经济损失。

四、