馮李民

（唐鋼中厚板材有限公司，河北唐山 063610）

0 引言

唐鋼中厚板廠2#板坯連鑄機(jī)于2008年3月投產(chǎn)，該型連鑄機(jī)二次冷卻區(qū)域共有12臺(tái)扇形段，編號(hào)為SegI～SegⅫ。各段均是采用小輥徑，三分節(jié)輥密排布置方式，每組分節(jié)輥的中間支撐交錯(cuò)布置以保證均勻支撐。每臺(tái)扇形段內(nèi)外弧各有7組分節(jié)輥，中間一組為拉矯驅(qū)動(dòng)輥，其余為自由輥。自由輥徑分為φ230 mm和φ300 mm兩種。三分節(jié)輥組合輥身長度2200 mm，軸承為自調(diào)心圓柱滾子軸承。

2010年2#鑄機(jī)扇形段下線58臺(tái)次，除個(gè)別因到使用周期正常下線外，大部分為非正常事故下線，尤其在連鑄機(jī)拉矯應(yīng)力較為集中的3段至8段下線次數(shù)明顯高于其它各段。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，造成扇形段下線的主要原因是由于自由輥軸承在高溫、重載、腐蝕條件下?lián)p壞失效，導(dǎo)致夾輥抱死。經(jīng)常更換的部分扇形段（Seg III～SegⅥ段）在線平均使用壽命1.1個(gè)月左右，SegⅦ～Seg VIII段的使用壽命為2.3個(gè)月左右，該狀況直接導(dǎo)致扇形段漏水，鑄坯劃痕，影響生產(chǎn)節(jié)奏及經(jīng)濟(jì)效益。

1 軸承失效原因分析

1.1 干油分配不均導(dǎo)致軸承潤滑不良

每臺(tái)扇形段潤滑單元采用4個(gè)單線遞進(jìn)式干油分配器（SSV14-FL-G-B），內(nèi)弧、外弧各有2個(gè)分配器，分別供應(yīng)內(nèi)外弧輥?zhàn)虞S承座潤滑（如圖1所示）。

圖1 扇形段外弧干油潤滑管路示意圖

通過下線扇形段分節(jié)輥拆開檢查分析，發(fā)現(xiàn)三分節(jié)輥邊部軸承座內(nèi)干油潤滑良好有溢出，而中間部位輥?zhàn)虞S承潤滑油量較少無溢出且有發(fā)黑碳化跡象，潤滑油量較邊部較少（因1、6軸承各有一路干油管，2、3軸承共用一路干油管，4、5軸承共用一路干油管，且中間輥的3、4軸承需要等待2、5軸承加滿潤滑油后才能補(bǔ)充供給過來）。而中間輥軸承（圖1中軸承3、4）處于紅熱鋼坯的下面，是主要承載受熱區(qū)，因此壽命明顯短于邊部軸承。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，因軸承失效下線的扇形段中，80%是由于中間部位軸承失效導(dǎo)致的。

1.2 軸承座冷卻水道結(jié)垢堵塞，軸承高溫失效

由于扇形段長期處于高溫重載的連續(xù)生產(chǎn)環(huán)境下，造成軸承座冷卻水道空腔內(nèi)溫度較高，一方面軸承過燒會(huì)影響其使用壽命；另一方面造成軸承座內(nèi)部的干油潤滑脂過熱碳化，堵塞軸承座油路入口，導(dǎo)致干油不能及時(shí)供油潤滑。這就對軸承座水冷裝置提出了更高的要求。通過解體下線扇形段內(nèi)外弧，拆開分節(jié)輥輥?zhàn)虞S承后檢查發(fā)現(xiàn)軸承抱死及外圈過熱變色，可判斷是由于輥?zhàn)虞S承座內(nèi)冷水連接水道不暢導(dǎo)致冷卻水流量不足，冷卻強(qiáng)度較弱造成軸承材料在高溫氧化條件下迅速銹蝕。同時(shí)，軸承座下部φ8 mm供油管路在高溫現(xiàn)場極易碳化堵塞，從而加劇促使軸承失效報(bào)廢。

1.3 檢修質(zhì)量問題導(dǎo)致輥?zhàn)虞d荷分布不均

（1）扇形段下線檢修安裝組合分節(jié)輥以及對中時(shí)，個(gè)別輥?zhàn)虞伱媾c對弧樣板間隙值是標(biāo)準(zhǔn)的上限，而其余輥?zhàn)訉χ虚g隙是標(biāo)準(zhǔn)值的下限，導(dǎo)致該分節(jié)輥輥面較高。連鑄機(jī)拉鋼過程中該輥?zhàn)拥妮d荷分布不均，導(dǎo)致輥面高的輥?zhàn)虞S承承受大負(fù)荷，長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)或者超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)必然導(dǎo)致該軸承先損壞。

（2）正常情況下輥?zhàn)虞S承為間隙配合，裝配時(shí)采用冷裝。但是有個(gè)別輥?zhàn)虞S頭外徑尺寸機(jī)械加工不規(guī)范導(dǎo)致過盈配合，需要熱裝，工人師傅用乙炔噴槍對軸承內(nèi)孔進(jìn)行加熱，若掌握不好加熱溫度，軸承鋼內(nèi)部的金相組織將發(fā)生變化。當(dāng)軸承冷卻后，軸承內(nèi)孔就不能恢復(fù)到原來的尺寸，通常比加熱前的尺寸要大，間接造成軸承徑向游隙變小。軸承游隙的大小直接影響滾動(dòng)軸承的載荷分布、振動(dòng)、噪聲、磨損、溫升、使用壽命和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)精度等技術(shù)性能。在高溫重載鑄機(jī)使用環(huán)境下加速軸承損壞抱死失效。另外，軸承徑向游隙不均勻。同一根輥?zhàn)由系妮S承游隙相差太大，尤其是搭配使用各種利舊軸承導(dǎo)致輥?zhàn)觾蓚?cè)軸承受力不均勻，加快縮短軸承的使用壽命。

連鑄機(jī)扇形段上一盤軸承失效將引起嚴(yán)重后果：軸承失效塌架→輥?zhàn)颖啦晦D(zhuǎn)→扇段積渣漏水→鑄坯劃痕邊裂→設(shè)備停澆檢修→產(chǎn)量效益損失。

2 解決措施

2.1 扇形段干油潤滑單元改造

針對扇形段自由輥軸承存在干油分配不均、潤滑不良的問題，即單線干油集中潤滑分配器一個(gè)潤滑點(diǎn)油路出現(xiàn)堵塞，將導(dǎo)致整臺(tái)分配器無法供油，且原干油潤滑設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)供油操作的監(jiān)控。亟需對連鑄機(jī)扇形段潤滑設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)改造。

1）通過與分配器供貨制造廠家溝通及技術(shù)交流，在同等經(jīng)濟(jì)條件下改造扇形段干油分配器閥體。指導(dǎo)廠家加粗干油分配器閥體部分供油活塞直徑，采取不同耗油分配量直接加大扇形段中間輥軸承部位供油量，如圖2所示。

圖2 扇形段分配器改造示意圖

2）改造并采用連鑄機(jī)智能潤滑系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供油補(bǔ)油。設(shè)備檢修人員根據(jù)干油設(shè)備系統(tǒng)提供的電子反饋信號(hào)進(jìn)行巡檢，縮短了生產(chǎn)現(xiàn)場干油潤滑系統(tǒng)堵塞后的判斷故障時(shí)間。同時(shí)，還解決了扇形段單線干油潤滑單元的缺陷，即使干油分配器某個(gè)潤滑點(diǎn)堵塞，也不會(huì)影響其它潤滑點(diǎn)油路的暢通，大大降低了干油潤滑系統(tǒng)油路堵塞的事故影響。

3）加強(qiáng)干油潤滑脂使用過程管理。定期更換濾油器濾芯；在線更換扇形段以及下線檢修時(shí)及時(shí)用塑料袋將暴露在外面的干油管接頭包裹起來，防止灰塵渣子等雜物進(jìn)入堵塞管路。

2.2 扇形段冷卻系統(tǒng)改進(jìn)

1）加強(qiáng)下線扇形段檢修驗(yàn)收管理制度。下線扇形段拆卸內(nèi)外弧輥?zhàn)雍笞雽χ信_(tái)接入水源統(tǒng)一清洗；軸承座單獨(dú)通水保壓檢查水流量情況，確保冷卻水道清潔暢通。

2）清潔水源，在連鑄機(jī)凈環(huán)水供水管道加裝自清洗過濾器。采取自動(dòng)反沖洗與人工反沖洗相結(jié)合的模式，確保過濾效果，防止冷卻水結(jié)垢堵塞冷卻水道。

3）在水平扇形段外弧邊部框架焊接加裝沖渣冷卻水嘴，既可以沖洗清理澆鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的積渣，又降低了自由輥軸承工作環(huán)境溫度，從而大大延長軸承使用壽命。

2.3 扇形段輥?zhàn)泳S修裝配質(zhì)量改善

1）制定檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。裝配前測量輥?zhàn)油S度和軸承游隙值，選配數(shù)據(jù)相近的安裝在同一臺(tái)扇形段上，提高每組分節(jié)輥水平度及扇形段內(nèi)弧、外弧整體輥?zhàn)訉χ芯取?/p>

2）加強(qiáng)維修人員培訓(xùn)。結(jié)合圖紙，現(xiàn)場指導(dǎo)工人對輥?zhàn)舆M(jìn)行分解、組裝、驗(yàn)收，加深對裝配技術(shù)掌握程度；為避免熱裝時(shí)軸承過熱，采用電子軸承加熱器加熱軸承。

3）加強(qiáng)輥?zhàn)友b配精度抽檢考核力度。堅(jiān)決杜絕盲目裝配，野蠻操作行為；統(tǒng)一裝配工序標(biāo)準(zhǔn)，對弧樣板、塞尺等量具定期校驗(yàn)精度，確保裝配質(zhì)量。

3 改造后效果檢驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)效益

改造后部分扇形段使用周期對比分析，詳見表1。

表1 部分扇形段改造前后使用周期對比表

扇形段經(jīng)過技術(shù)改造及維修過程提高完善后，輥?zhàn)虞S承的工作穩(wěn)定性大大提高。扇形段平均使用壽命延長約1倍。改造后的扇形段在連鑄生產(chǎn)過程中可以觀察到少許潤滑油從中間分節(jié)輥軸承內(nèi)側(cè)輥?zhàn)虞S肩與軸承座結(jié)合面滲出，這在一定程度上反映出中間輥軸承干油供給良好，軸承雙列滾柱均有充足的油脂潤滑。達(dá)到過鋼量，在正常下線的扇形段分節(jié)輥拆分解體過程中可以看到：輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)靈活，分節(jié)輥軸承潤滑脂干凈無雜質(zhì)，油脂顏色明亮，未有乳化現(xiàn)象發(fā)生。另外，采用連鑄機(jī)智能干油潤滑系統(tǒng)后，扇形段自由輥軸承得到充分潤滑，壽命大大提高，同時(shí)，該新型智能潤滑系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，從而確保干油供脂連續(xù)性好、潤滑頻率高周期短。

2011年2#連鑄機(jī)更換下線扇形段38臺(tái)次，較改造前下降20臺(tái)次。每臺(tái)下線扇形段綜合平均維修費(fèi)用約18萬元，每年節(jié)省費(fèi)用約360萬元。此外，更換一臺(tái)扇形段需連鑄機(jī)停機(jī)拉下檢修平均約5 h，每年可節(jié)省時(shí)間約100 h。改造成果非常顯著，綜合效益相當(dāng)可觀。

4 結(jié) 語

通過對改造后的扇形段跟蹤調(diào)查分析，采取上述改造措施后效果明顯。不僅解決了長期因輥?zhàn)虞S承失效連鑄機(jī)扇形段頻繁下線問題，而且大大提高了設(shè)備在線使用壽命及運(yùn)行的穩(wěn)定性，充分發(fā)揮了設(shè)備保障生產(chǎn)功能，避免影響連鑄生產(chǎn)及鑄坯質(zhì)量。

［1］張興中.連鑄機(jī)拉矯輥破損原因的分析［J］.鞍鋼技術(shù)，2000（11）：11－13.

［2］蔡開科.連續(xù)鑄鋼500問［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1994.

［3］羅振才.煉鋼機(jī)械［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1989.