美国连铸技术项目加工之我见

屈激泳

（黑龙江省中国一重大型装备制造分厂，黑龙江 齐齐哈尔 161042）

1 概述

美国SDI方坯连铸项目共包括扇形段1（10×14）5 台、扇形段 1（7×7、8×10）5 台、扇形段2 4台、拉矫机4台、测量辊4台。其中扇形段（10×14）是导向结晶器和扇形段2之间的铸流。

扇形段（7×7、8×10）是导向结晶器和扇形段2之间的铸流。

扇形段2是导向扇形段1与夹送辊架1之间的铸流。

拉矫机用于插入和拉出引锭杆以及用于运输热铸坯。

测量辊用于调整热铸流的浇铸厚度，并固定在拉矫机架的前侧。

其中扇形段（10×14）主要部件由框架、内框架、支承板、横向导板铸流导辊、横向支撑辊、定距板。

扇形段（7×7、8×10）主要部件由外框架、铸流导辊、引锭杆辊、导板。

扇形段2主要部件由外框架、铸流导辊、引锭杆辊、导板。

拉矫机主要部件由支架、带上辊的辊座、液压缸、支架、冷却板、φ450辊子、传动装置、框架、冷却罩板测量辊主要部件由左右支座、拉杆、支架、冷却板、滑板、液压缸、φ250辊子。

2 重点加工件加工过程产生的问题及解决

2.1 框架加工过程产生的问题

主要有：轴承座板加工需要转活；加工过程中和堆焊合金层后产生变形；轴承座板斜油孔加工困难；加工过程中机床和刀具与框架干涉；框架尾部导轮轴头中心偏移；根据上述发生问题，分析如下：

框架结构对加工的影响

由于美国连铸为单件框架形成弧线，每个轴承座板都是向心的，造成每加工一个轴承座板都要铣头转一定角度或者活件转相应角度，并且需要在框架外侧对应每个轴承座板焊基准焊块框架结构单薄，尾部无连接梁，易产生变形。

由于结构限制，导致轴承座板的干油孔设计为斜孔且通过水腔焊缝，易发生泄漏。

由于结构限制，第一排轴承座面无法加工；框架上辊座把合面与框架吊耳干涉；镗杆与框架导向座把合面干涉导致座板加工不完整。

工艺对加工的影响：导轮轴在框架焊接时就焊完，导致机加时导轮中心偏移；轴承座板焊前加工的水孔，与焊后加工的螺纹把合孔相同；扇形段1吊耳位置设计有误，导致内辊架把合面与吊耳干涉。

设计对加工的影响：框架端头4个φ40销孔在相关件时就已加工出来，造成精加工时偏移。拉矫机底部框架轴承座把合孔由于主轴及加长套伸出过长导致加工偏移。

根据上述分析，对框架加工工艺改良如下：

针对框架易变形的情况，通常做法是焊接拉筋支撑防止变形，此种方法也这次的加工中采用，但作为批量加工，会耗费大量的材料，针对此种现象在加工过程中结合框架结构的特殊性，采用可拆卸胎具与焊接拉筋的方式来解决此类问题。

针对框架各轴承座板加工角度各异的情况，采用的办法是在框架外侧对应轴承座板的位置焊焊块，并在焊块上钻铰铰孔，保证镗床加工轴承座板时以销轴为基准返尺寸加工。但需要大量的钢板进行下料焊接，且框架外观处理难度大。现无其他更好的办法。

针对框架导向轮轴头偏移的情况，建议先在堆焊前框架上加工该轴头通孔然后在返回13车间堆焊时焊接该轴头，堆焊后加工符图。

针对于框架端头4个φ40销孔偏移的情况，建议将4个φ40销孔改为堆焊后加工。

针对轴承座板的干油孔渗漏的问题，建议13车间在焊接焊缝时注意或将干油孔改在轴承座板侧面。

2.2 拉矫机辊子加工过程产生的问题

主要有：辊子内孔φ40H11及同心φ41孔与焊前加工的φ35孔不同心，辊子外圆槽中与外圆径向焊前加工的2-φ18相通的φ18孔位置有偏差，根据上述发生问题，分析如下：

由于辊子堆焊前加工的φ35孔产生偏移，导致焊后加工φ40H11及同心φ41孔与之不同心。

由于辊子堆焊后将外圆焊前加工的径向φ18孔覆盖，探伤无法准确确定其位置，导致加工轴向φ18孔与径向φ18孔偏移。

根据上述分析，在今后加工过程中对上述问题改进如下：

建议将φ35孔与φ40H11及同心φ41孔在焊前同加工，并将端面见平，并严格按端面串尺寸控制φ35孔深度。同时外圆上径向的2-φ18孔同样按端面严格串尺寸加工。

3 装配过程产生的问题及解决

3.1 082402350~082402353装配时产生的问题

调整垫板外协留量过小，导致辊系对中时调整量不够。由于框架结构易变形以及加工误差，导致辊系实际对中值比理论对中值偏差较大，而外协提供的垫板修磨量仅有0.5mm，不能满足调整的要求。在今后的此类情况应将垫板的调整增加到2~3mm。

框架打压时沿焊缝泄漏，导致钳工多次重复打压。由于13车间焊接水腔焊缝质量差，导致多处泄漏，而在装配现场没有合适的焊接设备，直接影响装配的进度，此类问题，建议今后此类框架在13车间先进行水压试验。

框架外观尤其是框架的焊缝外观质量差。框架外观包括加工面外观、装配件外观和非加工面外观三部分，加工面外观主要表现为飞边毛刺的清理存在遗漏的地方、密封槽底面光洁度差、堆焊面边缘非加工面多肉未刀检或为打磨光整等，建议在今后进入装配后加强对中装的质量控制和加工质量控制，加强培养装配员工的质量意识。装配件外观主要表现在导向板把合后，导向板、垫片和框架把合板之间的错位，主要原因是框架把合孔相对于座板中心偏移和外协加工的垫片把合孔的偏移，建议在框架加工过程中若发现把合孔中心相对于钢板中心发生偏移就将钢板进行刀检。

框架涂漆存在表面未清洁就涂漆和未刷底漆就刷面漆的问题。外方要求底漆若在精加工或焊接遭受破坏，必须进行修补。装配后不能接近的区域应在最终装配前涂底漆。涂面漆前必须确保涂层上没有油脂、油、污物和灰尘。现在在油漆工涂漆前发现有表面未清洁和未涂底漆就涂面漆的情况，建议加强对油漆工涂漆的监管工作。

下面就下述令号装配时发生的问题进行分析：

扇形段 1（10×14）即 082402350 产生的问题。主要有：轴承座板上的垫板把合孔与水孔相通，由于轴承座板的水孔在相关件就已经加工完，13车间在组焊框架时位置偏移造成相同，在装配现场采取放大镶套的办法解决。

扇形段 1（7×7、8×10）即 082402351 产生的问题。主要有：轴承座板上油孔漏水，由于轴承座板的干油孔设计为斜孔且通过水腔焊缝，十三车间的焊缝存在缺陷，导致冷却水通过焊缝进入干油孔，建议在今后此类框架由十三车间注意此类焊缝的焊接质量或者设计将干油孔改在轴承座板非焊接处。

十三车间将喷淋架把合用钢板位置焊错，导致把合孔有一侧无法加工，经与外方协商将把合孔孔距进行修改。

扇形段2即082402353产生的问题。主要有：框架水腔的通水孔由于设计原因未加工，导致重新加工孔后二次打压。

框架水腔发现大量喷砂用钢砂，并且用冲洗的方法无法清除，由钳工采用磁吸方式清除。

3.2 拉矫机082402354装配时产生的问题

辊系的冷却板与导向板干涉：由于设计问题，导致冷却板之间的连接梁在辊系上升的过程中与导向板干涉，通过将连接梁在垂直方向加长来避免与导向板干涉。

导向板限位用螺栓由于设计漏提导致中心补制。

冷却罩板外协未酸洗，而导致重复清洗。

液压缸支座与框架干涉：由于图纸中框架该处无加工符号，导致毛坯面比图纸尺寸大，而与支座干涉，建议通知设计在今后的加工中对该处进行刀检。

辊子轴承座两侧的导向板设计间距有误，且无二次修磨，导致二次上机床加工符装配尺寸。

框架上导轨间距由于框架变形导致间距上下不一致，在调整时，仅能保证下轴承座与导轨之间的间距。

测量辊与拉矫机框架由于图纸问题相互干涉，装配时将干涉处气割后抛光。

3.3 测量辊082402355装配时产生的问题

外协加工的导向杆上的键把合孔与键槽中心偏移，将键把合孔放大后镶套处理。

外协加工的冷却板焊接的把合用钢管与框架把合孔偏移，导致冷却板U形开口槽与测量辊干涉，将开口槽扩大后重新焊接打压。冷却板及轴承座用把合螺栓由于设计原因由普通碳钢螺栓更换为不锈钢螺栓，建议在今后的技术准备中注意不锈钢工件与碳钢件不能混用。

冷却板的冷却水开口方向由于设计原因与配管图相反，导致钳工重新加工开口，镶堵补焊后重新打压冲洗。

[1]张如斌，曹羚.发展高效连铸技术提高连铸装备水平[J].冶金设备，1996-04-25.