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） 

（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。

盛钢桶内液面高度有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内底，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，结晶器内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，将结晶器内的铸件拉出，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）

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;

（2）

（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。

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内形成的具有一定厚度坯壳的板坯,沿导向段将铸坯拉出。

坯子表面质量及内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内，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，会使高温铸坯内部产生裂纹。

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。

根据国内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内部的温差高达300℃，由此在棍子表面及内部产生了非轴对称、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内，同心度0.10mm内；驱动辊：

辊面直径±0.05mm内，同心度0.10mm内。

 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、内六角扳手一套、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。

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。

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。

4、辊子的维修

1.辊子上线准备

（1）清理油污和整理接水板，清洗框架、接水板、垫片，油气分配器和水柱的油污、油泥，并更换水密封。

密封圈均为一次性使用。

垫片必须清理干净，防止漏水。

（2）用塞尺测量扇形段内、外弧基础板间隙。

基础板间隙周边0.05mm不入。

（3）目测检查滑板磨损状况。

装配滑板时贴实侧框架，螺栓把紧，至无空隙。

使内外弧扇形段水平落在对弧台上，保证对弧精度。

（4）上、下框架水路和油气润滑管路检查并对 油孔吹气进行疏通，不得遗漏任何一个点。

框架和接水板管路不准有杂质表面有沟痕，变形或磨损较多，更换新滑板。

（5）安装辊子并把内、外弧辊子螺栓全部打紧，然后盘辊检查转动。

辊子安装在辊子轴承座，螺栓M16的预紧力300N，螺栓M20的预紧力400N。

辊子用手可以转动为合格。

防止轴承座没锁紧，造成辊缝偏移。

（6）清洗干净辊子表面并对中，用对弧样板对辊子弧度进行检测，并通过调整轴承座底座垫片厚度调整弧度，记录对弧数据。

对弧数据0.9~1.05mm范围内。

 内弧驱动辊比自由辊低1.5mm~2.2mm，每节辊子的两端20mm处测弧对中。

弧度偏差较大。

造成部分辊子磨损严重，影响坯的厚度。

（7）对辊子及轴承座冷却水进行试水保压试验。

压力1.0Mpa，保压时间为30min，压力下降≤0.02Mpa。

保证压力稳定，检查有没有漏水。

（8）通过油气润滑打油，检查确认辊子轴承座是否出油。

2.辊子上线的过程

（1）由专人指挥天车在成品辊区域吊取成品辊子放入展开在检修台上扇形段的对应位置。

（2）采用专用螺栓拉伸器锁紧导向柱圆螺母将上、下框架组合安装，预紧力3000KN

（3）连接各水管、油管，并用螺杆连接锁紧传动接轴和驱动套。

（4）在操作箱按上下指令按钮进行液压缸动作试验，液压阀块组及液压缸保压试验。

（5）电工完善各电气设备线路的连接以及液压人员检测液压设备，周期更换液压密封、检 查液压管路并根据实际情况决定是否进行冲洗，。

（6）在对弧台接好油管并对夹紧缸和驱动辊进行往复升降动作，检查是否动作正常，通过调整定距块上垫片厚度调整开口度并记录。

（7）电工负责传感器标定，夹紧缸动作速度调整。

 （8）整段喷淋管架、喷嘴试水并按要求进行调整对中。

（9）由专业人员对扇形段进行整体验收，合格后，吊运至备件存放区，并挂牌附检修跟踪记录表。

3.辊子的下线过程

（1）采用专用螺栓拉伸器松开导向柱圆螺母， 拆解内、外弧框架，检测辊子对弧数据并记录  

（2）检查辊子，抽查辊子直径，并观察表面状态。

各项数据记录清楚，按标准确定辊子处理方式。

（3）用套筒及扳手拆解所有辊子装配，内、外弧分别下辊，做好辊号标记。

（4）各水、油接管拆除，需拆除的液压阀台做好标记，管口必须包裹好封好接头处，防止积渣进入油管，影响液压缸操作。

4.辊子常用的修复方法介绍及过程

连铸辊作为连铸机的设备关键部件，其加工质量不仅关系到连铸设备的整体质量，更会直接影响到连铸设备的生产状况和连铸坯的质量，对钢铁企业的生产能力和经济效益起着至关重要的作用。

只有切饱连铸辊分尺寸精度、形位精度、表面粗糙度、堆焊后的表面硬度都达到设计和使用要求，才是保证连铸机装配质量。

为保证连铸辊各零件的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度等技术要求，必须制定正确的修复加工工艺。

针对连铸辊损坏的几种原因，常用的连铸辊修复方法有3中。

（1）堆焊修复方法

连铸辊堆焊修复工艺简单的说就是对磨损下线的连铸辊，由焊接专业工程师根据奥钢联技术制定具体的堆焊工艺，然后由专业操作资格的电焊工对其进行WLDC3M2L合金的堆焊，最后按照图纸尺寸及精度要求进行加工。

有焊前准备、堆焊、焊后处理、无损检测和检验5个方面的连铸辊修复过程

1）焊前准备焊接前进行加工,目的是将连铸辊工作表面上的裂纹、龟裂全部车削掉。

原则是消除旧连铸辊表面的任何缺陷,然后除去辊身上的油污和铁锈。

探伤,是检测加工后的连铸辊是否合格。

预热,是把没有缺陷的连铸辊放到堆焊机床上,用三爪卡盘夹紧,开动电机使连铸辊缓慢转动,同时用火管对其进行加热,为保证整个连铸辊的内外温度均匀,加热必须缓慢,直至温度升至350℃。

2）堆焊堆焊材料的选择,根据连铸辊的材质的不同,选择相应的过渡层和合金层材料。

连铸辊堆焊修复采用的是明弧焊堆焊。

堆焊目的首先满足材料表面的硬度、耐磨性 、抗热疲劳性能满足现场工况的使用要求。

其次给辊子表面留出加工余量。

焊接后达到的硬度为:

44~50hrc（每个测量点三次测量的平均值 ）。

辊套修复焊接步骤:

将旧辊套 4mm的埋弧焊堆焊层完全加工掉 ,然后再用明弧焊焊丝进行打底焊接,在打底焊接焊完以后再进行表面工作层的堆焊,堆焊到要求尺寸以上,留加工余量为了保证连铸辊堆焊焊接工作过程在受控状态下进行,根据法规和安全技术规范的要求,压力容器焊接人员、焊接材料、焊接工艺、产品施焊、焊接设备、焊缝返修和施焊记录等都应该做到严格管理和控制。

3）焊后处理为了消除堆焊过程中产生的内应力,防止冷却过程中产生裂纹,应及时进行缓冷处理,这样方可保证焊接材料的物理性能。

根据降温要求可采用不同的保温方法,现场如无更好的保温措施,堆焊完的连铸辊,要立即用石棉布包裹,使之缓慢冷却。

将缓慢冷却后的连铸辊进行粗加工,用肉眼检查一下表面是否有裂纹、气孔等焊接缺陷,然后探伤仪检测辊子是否有焊接缺陷的存在。

若无缺陷,检验合格入库;若有缺陷,则需把缺陷加工掉后重新堆焊。

4）无损检测作为保证连铸辊质量的一种重要检测手段,无损检测人员必须有本单位的人员经过培训、考核,通过考试取得相应特种设备作业人员检测资格证后才能从事相应项目的无损检测工作.在进行无损检测前,无损检测人员要先按照无损检测工艺和技术图纸制定检测方案。

在进行检测时,要做好检测条件参数和质量情况的原始记录,检测完毕之后,由取得相应资格的人填写检测报告。

无损检测结果显示需要返修的,由检测人员出具返修通知单并交委托单位进行返修。

5）检验经过堆焊修复的连铸辊,辊子表面不得存在裂纹、夹渣、气孔和缺肉等缺陷;辊子表面不得存在软硬不均现象,辊子硬度为hrc42-50,同一根辊子上面,硬度差为正负2;辊子加工精度应符合图纸要求;辊子上线使用后,第一个使用周期正常下线时质量应达到下列要求:

辊子表面堆焊层不得出现剥离现象,辊子表面不存在明显软硬不均现象以及辊子不能发生断裂

（1）喷涂修复

喷涂修复是一种表面强化技术。

它采用电弧、等离子弧、燃气等形式的热源，将被喷涂的图层材料熔化或半熔化，并在气流的作用下，使之无话成微细的熔滴或高温颗粒，以很高的飞行速度喷射到经过处理的基本表面，形成具有某种功能的图层。

由于各种机械零件的使用工况不同，因而零件的磨损的形式也是十分复杂的。

为了适应各种使用要求，需要有各种喷涂设备，并通过不同的工艺来实现。

美国的METCO公司在涂层应用指南中将涂层分为耐磨损、耐高温和氧化、防腐蚀涂层、导电涂层或绝缘涂层、恢复尺寸涂层、间隙控制涂层等等，根据不用的涂层种类，采取不同的设备、材料、工艺方法进行修复。

热喷涂（焊）技术的缺点：

1）对于薄壁或较小的弓箭喷涂存在热变形现象；2）喷涂小孔、深孔存在一定困难；3）对于某些工艺而言，喷涂层与堆焊层相比，喷涂层与基体的结合强度较低，不能承受冲击。

除了塑料粉末火焰喷涂和喷锌外，其他金属和陶瓷涂层有少量的针孔，用于防腐涂层，需要封孔处理；4）喷涂操作的粉尘散在空间，对人体有害。

因此工作时要穿戴好防护服，还需要适当的通风设备。

而且由于连铸辊修复需要恢复的尺寸较大，所以在连铸辊修复的实际生产中，往往选择堆弧焊的方法对连铸辊进行修复。

（2）其他连铸辊修复方法

目前，有些企业采用削减辊子直径的方法，将连铸辊表面的裂纹加工掉，改成其它尺寸的辊子，重新上线使用。

复合辊套法在型钢、钢管轧机的轧辊修复中已有成功的应用。

采用离心浇铸修复回转件有许多的成功范例。

因连铸辊工作环境的特殊性，任何材料均难以抗拒裂纹的产生。

因此，从各外部因素来严格控制裂纹的产生和扩展的同时，采用修复来提高其再生寿命是目前唯一可做的事情，辊子的修复生产工作做的好，不仅提高了使用寿命，还可以大大地节省维修的费用和停机时间。

4、实习经历及维修心得

经过这次的实习经历，可以说让我真正的知道了钢铁是怎样炼成的，虽然最开始进入到工作当中可能只是为了工作而工作，并且在实习工作当中因不断的重复性而感到烦躁不安，而进行程序化的循环，但是随着工作时间的逐渐累积，对维修的重要认知渐渐增多慢慢的改变对工作的想法和态度。

我的工作虽然看似简单只是对连铸辊的拆装，对他的轴承、轴座进行更换，可是我们工作的重要性确实不可否认的。

连铸辊是连铸机的运行基础，辊子的质量影响着钢铁的质量，这就意味这钢铁质量的好坏是跟我的工作息息相关的，当开始重视辊子装配维修工作以后，也发现了单调的工作也不像看似那么简单的，虽然他的过程可能真的很简单，但是里面的细微学问确实无穷大。

经过这次的实习使我更加了解了机械设计的知识，是我巩固了理论知识，提高了实践性，进一步提高了看待问题和独立解决问题的能力。

也使我进一步认识了机械轴的各种组合原理，进一步加强了我独立工作能力的培养、巩固专业知识、锻炼了专业技能。

在此要谢谢张玉兰指导老师的悉心教导，提高了自我的知识面和发现自身的不足，来使我们的知识能更丰富，能为国家做更大贡献

（注：

可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!

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