大板坯连铸机扇形段三节辊长寿化改造

周宁　白广旻

（山东钢铁济钢集团有限公司第三炼钢厂，山东济南　250101）

　　【摘　要】济钢三炼钢随着大板坯连铸机产能不断提高，扇形段所承受的负荷不断增加，三节辊辊间距超差、轴承损坏情况严重。通过采用CARB轴承，轴承座冷却水槽改进，改进二冷喷淋系统，调整辊间距对中参数等措施，有效提高扇形段三节辊寿命，平均使用寿命由不到30万吨提高到90万吨。

　　【关键词】大板坯连铸机；三节辊；辊间距；轴承；轴承座冷却水箱；二次冷却；寿命

　　0　前言

　　山东钢铁济钢集团有限公司第三炼钢厂（简称“济钢三炼钢”）为适应生产形势的需要，Z大限度的提升大板坯连铸机产能，将断面为270×2100铸坯的产量份额由原设计的30％提高到100％，随着产量的大幅提高，连铸机负荷不断增加，扇形段寿命不足30万吨就出现三节辊辊间距超差、轴承损坏等问题，导致铸坯鼓肚，中心偏析，铸坯表面划伤，成为影响铸坯质量的主要问题，并造成扇形段备用紧张，生产成本增加等问题，必须采取有效的改造措施。

　　1　扇形段三节辊辊间距超差、轴承损坏的原因

　　1.1扇形段使用情况

　　济钢三炼钢的直型结晶器连续弯曲连续矫直弧形大板坯连铸机，设计形式为一机一流，铸机基本半径10m，铸坯规格为（1200-2100）mm×200（270）mm，扇形段设计形式为带液压调节装置的横梁型，拉矫辊全部采用带通轴的三节辊，每根三节辊有4盘调心滚子轴承。

　　为适应生产形势的需要，Z大限度的提升大板坯连铸机产能，济钢三炼钢断面为270×2100铸坯的产量份额由原设计的30％提高到100％，年产量提高到设计生产能力的1.46倍。随着产量的大幅提高，生产负荷不断增加，扇形段原设计性能逐渐无法适应实际的生产情况，主要问题表现为寿命不足30万吨（设计寿命50万吨）即出现三节辊辊间距超差，轴承损坏等问题，辊间距超差造成铸坯鼓肚，中心偏析，严重时会形成中心一字型裂纹。轴承损坏导致三节辊不转，铸坯表面划伤等问题。多次造成非计划停机更换扇形段事故，成为制约济钢三炼钢大板坯连铸机连续、稳定生产的主要因素。

　　1.2原因分析

　　三节辊拆检发现，中间部位的两盘轴承损坏情况严重，特别是水平段三节辊中间轴承几乎全部破损，轴承外圈有过烧现象。因此可以判断造成三节辊损坏的主要原因为：1）断面增大后铸坯液芯后移，三节辊轴承工作环境温度升高，轴承冷却不足，并且高温导致润滑油润滑效果下降，Z终导致轴承因冷却润滑不足损坏；2）钢水静压力增大，拉坯阻力增大，温度增高等因素导致扇形段负荷增大，三节辊刚性不能满足实际需要，中间部位产生弯曲变形导致辊间距超差，铸坯鼓肚；3）二次冷却强度不足，铸坯易鼓肚，扇形段负荷增加，并且冷却强度不够。

　　2　提高扇形段三节辊寿命的措施

　　2.1中间轴承改用CARB轴承

　　原设计三节辊共有四盘轴承，结构形式均为调心滚子轴承，现将中间两盘轴承改为CARB（SKF公司专利产品）圆环滚子轴承，CARB圆环滚子轴承结合了球面滚子轴承的自动调心能力和圆柱滚子轴承的轴向位移特性，还拥有滚针轴承的紧凑截面，该类型轴承的主要特点是承载能力很高，即使在有角度误差或轴向位移的情况下，仍能可靠的运行且工作寿命长。而且该类型的轴承结构简单，仅有内圈、外圈和滚动体三部分组成，无保持架，润滑、散热性能良好。

　　2.2增大轴承座冷却水槽

　　三节辊轴承主要通过轴承座冷却水箱内的闭路循环冷却水实现冷却，原设计冷却水箱位于轴承座上部，分布角度148°，为增强轴承的冷却效果，将水箱的分布角度扩大到264°，水箱容积为原设计的1.78倍，增强了对轴承的冷却效果。

　　2.3调整三节辊对中参数

　　在整备台上调整扇形段内外弧三节辊对中时，通过调整轴承座垫片厚度，使三节辊中间辊套高出两端辊套约0.1mm，扇形段合箱后，内外弧三节辊呈双曲线，即中间部位辊间距小于两端辊间距约0.2mm。在实际拉钢工作状态下，即使三节辊中部出现弯曲变形，辊间距也能较好的保持在公差范围内。

　　2.4改造二冷喷淋系统

　　将水平段内弧喷淋水喷杆由原设计的两排喷杆改为四排喷杆，增强三节辊冷却效果。将内弧喷淋水直接喷淋在三节辊上的冷却形式改为内弧喷淋水对铸坯表面喷淋，以降低三节辊的环境温度。对喷杆的结构形式进行改造，增加喷杆长度，改变喷杆角度，保证喷淋水有效的冷却三节辊。

　　3　结语

　　措施实施以后，效果十分明显，轴承损坏率大大降低，辊间距偏差得到了有效的控制，扇形段三节辊寿命大幅度提高。特别是水平段三节辊平均使用寿命由不到30万吨提高到90万吨，确保了连铸生产的稳定性，大大降低了备件费用，创造了较大的经济效益。
 

来源：《机械与电子》2013年第21期