板坯连铸机结晶器与零段的定位改造

廖勉东，梅明友，米保军

（广东韶钢松山股份有限公司炼钢厂，广东韶关 512123）

0 引言

韶钢炼钢厂1#机是由达涅利设计制造的R6.5 m×150 mm×3250 mm宽板坯连铸机，年产量107万t。结晶器、振动装置与外弧基准线固定，在线不可调整。结晶器与零段的对中在离线联合对中台进行，通过同时更换对中好的结晶器和零段来保证对中精度，在线不再进行对中。但在实际操作中，这些对中工作的完成十分困难，不仅要求结晶器与零段同步更换，而且要求联合对中台的结晶器支撑面水平度偏差必须与在线完全一致才能达到精度要求。如果结晶器和零段的对中出现偏差，在线调整对中将非常困难，无法满足现场生产需要。

1 存在的问题及原因分析

1.1 存在的问题

在实际的生产实践中，经常要求只更换连铸机的结晶器或零段，更换后需要在线进行结晶器、零段之间的对弧工作。如果对弧超过误差范围，就必须将结晶器吊出，反复调整零段上部偏心轴的偏心量，直至零段与结晶器的弧度在误差范围之内。由于零段的倾翻作用对结晶器下部对中装置产生水平推力，加上结晶器与振动单元间定位销、孔的接触面大，结晶器的吊出、回装十分困难。由于需要反复吊装结晶器和调整偏心量，更换1个结晶器往往需耗时6 h以上，严重影响正常生产。

另外，由于零段上部Φ150 mm的耳轴与上部支撑座之间有约8 mm的空隙，零段（重8 t）产生的倾翻力矩通过结晶器对中装置传递到振动装置滚动体（导向装置）上，使滚动体承受较大侧向压力，滚动体磨损严重，缩短了使用寿命。

结晶器更换困难、与零段弧度偏差大时调整困难、振动装置滚动体磨损严重、使用寿命短等问题严重影响铸机产能和质量，成为企业生产的瓶颈。

1.2 原因分析

在理想状态下，零段上部的位置由结晶器的对中装置决定（图1）。零段支撑在下支撑座上，由于上支撑座与零段上部耳轴间有8 mm的空隙，在重力的作用下零段向内弧方向倾斜，直至 上述8 mm的间隙。结晶器的对中装置和零段的上部偏心轴是间隙配合尺寸，结晶器与振动装置的定销轴也是间隙配合尺寸，因此安装结晶器时要克服零段的倾翻力矩，使零段向外弧方向移动8 mm，同时保证结晶器与振动装置的定位销轴对正。要满足这2个条件对行车吊装来说是比较困难的，特别是安装完结晶器后发现结晶器与零段弧度超过偏差时，需要反复起吊结晶器以便调整零段上部的偏心轴的偏心量，弧度在偏差范围内。

由于零段上支撑座在浇注状态下不与上部耳轴接触，零段重力G产生的倾翻力矩通过结晶器定位销轴转移到了振动装置的滚动体（导向装置）上，滚动体承受强大的侧向力加剧了滚动体的磨损，滚动体磨损后，振动装置的振动精度下降明显。

图1 零段定位示意

综上所述，零段上部本身没有定位、需要通过结晶器和振动装置来定位，造成上述问题的根源。同时，原设计单位的设计也存在一定的缺陷，致使设备维护困难。

2 改进措施

经过分析研究后，决定在零段的上支撑座、振动装置和结晶器实施了3处改造。

（1）上部零段鞍座改造，增加鞍座的内外弧定位。改造零段的上支撑座，利用结晶器振动装置底座的基础，重新制作零段的鞍座，在鞍座上增加调整结构（调整垫）（图2）。通过增减调整垫，使零段上部支撑耳轴的定位同时满足F6和F7的2个尺寸，从而保证零段准确定位在外弧基准线上和适当的标高上。

图2 零段上部支撑鞍座.

（2）振动装置改造，取消振动装置的结晶器定位销轴。取消振动装置左、左振动台架与结晶器的定位销轴，同时在左、右振动台架增加U形槽（图3）。U形槽直接焊接固定在振动装置的左、右振台架上，将F2与外弧基准线的距离F1精确调整到长度公差范围即可。安装结晶器时，结晶器微调偏心机构的偏心轴安装在U形槽上。由于没有零段的水平推力，结晶器安装时更加方便快捷，实现了结晶器的快速安装和初步定位。

（3）结晶器增加微调偏心机构，去掉原来的对中装置。在结晶器上增加2套微调偏心机构，去掉原来的对中装置，结晶器与零段不发生直接接触（图4）。偏心机构的偏心轴与振动台架增加U形槽配合使用，通过调节偏心机构的调节螺母，偏心轴发生转动，在偏心轴的驱动下结晶器在内外弧方向产生移动。这样通过调整左右两侧的偏心机构，就可精确调整结晶器与零段的对弧（对中）。

图3 振动装置新增U形槽

图4 结晶器新增微调偏心机构

通过上述改造，改变了原来利用振动台架定位结晶器、再通过结晶器定位零段的定位方式。零段和其他扇形段一样，安装后只要检查其与一段的对弧即可确认零段的安装是否准确。通过调整安装在结晶器上的微调偏心机构，使结晶器在振动台架上内外弧方向移动，实现了结晶器与零段的精确对弧。这样，就可以实现零段和结晶器单独更换，还取消了线外的联合对中台。

3 结论

通过零段、振动装置和结晶器3个部件定位装置的改造，大大缩短了更换结晶器的时间，显著提高了振动装置滚动体的使用寿命，仅每周节约的费用就可以高达20.4万元。同时，通过结晶器的微调偏心机构，使结晶器与零段可以精确在线对弧，实现了结晶器与零段的独立更换，取消了结晶器与零段的联合对中。

［1］段明南，杨建华，冯长宝，等.板坯连铸结晶器振动框架的改造［J］.连铸，2009，162（1）：19-22.

［2］林鹏，梁锋.板坯连铸结晶器新技术的应用［J］.冶金设备管理与维修，2006，24（3）：16-17.

［3］谢鑫.板坯连铸结晶器角部几何特征与钢液传输行为的研究［D］.重庆：重庆大学，2015.