板坯连铸机扇形段机冷配管的改进设计

周士凯，田 进，王 蓉，李新强，薛 松

(中国重型机械研究院股份公司，陕西 西安 710032)

0 前言

扇形段是板坯连铸机的重要设备，位于弯曲之后，切前辊道之前。它的主要功能是送装引锭杆，支托、冷却、拉矫板坯，减小坯壳两相界处在钢水静压力作用下产生的鼓肚应变和矫直应变［1］。

扇形段机上配管包括液压、润滑配管;二冷水、气配管;机冷配管。机冷配管包括轴承冷却管路和辊子冷却管路。轴承和辊子的冷却水均通过底座与框架之间的不锈钢接水板接入，辊子装配在框架上固定完毕后，进、出水路就会自动接通。

根据R 钢厂扇形段机冷配管的改进，详细论述两种机冷配管的结构特点。

1 改进前机冷配管

R 钢厂板坯连铸机为一台一机一流，浇注断面为230 mm×2050 mm，其扇形段自由辊与框架的装配如图1 所示。自由辊为三分段结构，6个轴承座。自由辊装配5 通过螺栓和底座1、6、8 连接;底座1、6、8 焊接在立板2 上;筋板4与底座1、6、8 和立板2 焊接。

自由辊冷却水路图如图2 所示。轴承冷却与辊子冷却为串联关系，即冷却进水先冷却各个轴承，然后汇合进入辊子中心开孔对辊子进行冷却。

由图1、图2 可知，此机冷配管结构有以下特点:

(1)配管由不锈钢矩形管焊接而成;

(2)轴承座进水孔11、轴承座回水孔10 和回水孔15 垂直打通底座，与进水管3、轴承座回水管9 和回水管7 直接相通。

其存在问题:

(1)结构复杂;

(2)矩形管3、9 的焊接须分两步完成，首先与立板2 和底座1、6、8 完成焊接，然后再与L 形钢板12、13、14 焊接，加工、焊接复杂;

(3)在对底座的水孔10、11、15 加工时，铁屑会进入矩形管内，必须用磁铁棒吸出，并用高压水冲洗，无疑增加了制作成本和周期［2］;

(4)使用寿命短。由于各立板间空间狭小，在各立板组合焊接成框架之前，必须完成矩形管与立板、底座的焊接，因此在对框架进行热处理时，不锈钢矩形管也随之被热处理。框架(材质为Q345B)的热处理温度为550℃～600℃，此温度范围内不锈钢会发生晶间腐蚀［3］，使矩形管强度下降，在使用过程中易产生裂缝等缺陷，造成管路漏水，严重影响设备使用寿命。

(5)由于配管与框架焊接成一个整体，且各立板间空间狭小，发生漏水后修复更换难度大。

2 改进后的机冷配管

在R 钢厂连铸机扇形段改造工程中，在自由辊辊子分段不变、辊子冷却水路不变的前提下，优化了扇形段机冷配管结构。如图3 所示。

机冷配管的改进措施:

(1)配管由不锈钢矩形管和不锈钢圆管组合焊接而成;

(2)轴承座的进水和回水不直接与矩形管相通，而是通过进水支管10 和回水支管9 与进水管3 和回水管8 连通;

(3)轴承座进水孔11、12，轴承座回水孔13、14 均为两个相互垂直的孔，进水或回水从水平孔引出，加工更加简便;

(4)回水孔15、16 亦相互垂直，回水从水平孔16 引出，这样保证了回水管7 的焊接在框架热处理之后进行。

改进后的机冷配管的特点:

(1)结构相对简单;

(2)改进后，先对底座的水孔进行加工，再焊接配管，避免了铁屑会进入矩形管内;

(3)由于全部配管的焊接在框架的热处理之后，避免了不锈钢在热处理过程中发生晶间腐蚀，保证了其强度不变，延长了使用寿命;

(4)由于矩形管不与底座直接焊接，而是通过支管与底座焊接，所以发生漏水时维修相对方便。

3 结论

通过对R 钢厂扇形段机冷配管改进前后的实际使用情况看，改进后的机冷配管优点如下:

(1)加工、焊接简单;

(2)机冷配管的焊接要在框架热处理之后进行，避免不锈钢管在热处理过程中产生晶间腐蚀，降低强度;

(3)维修方便、周期短。

［1］杨拉道，谢东钢.常规板坯连铸机［M］.北京:冶金工业出版社，2002.

［2］罗露.连铸机辊系水冷系统及干油润滑系统分析［J］.重型机械，2010(S1):9－13.

［3］张文华.不锈钢及其热处理［M］.沈阳:辽宁科学技术出版社，2010.