大型连铸机结晶器扇形段更换修复工艺.docx
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大型连铸机结晶器扇形段更换修复工艺
大型板坯连铸机结晶器、扇形段
更换修复工艺
编制：
湘钢检修大队
一、
概况
宝冶检修分公司05年2月承接了湖南湘钢宽厚板制造厂的检修任务，于2月底成立了宝冶湘钢检修大队，并进驻湘钢。
主要的检修区域有转炉、连铸、轧钢。
其中大型连铸机械设备的维备对于检修分公司用乃至整个宝冶都是一个崭新的领域，湘钢检修大队面临着相当大的压力和挑战，而这对于检修公司来说也是一个机遇。
自05年3月进入湘钢后，大队技术人员从新设备的安装和调试入手，通过学习一些有关书籍和设备的图纸、工艺资料，再加上一部分实践，迅速地撑握了连铸设备的结构要点和维修的重点，同时还组织人员进行培训，请专家讲解连铸设备的组成，传动和工作原理。
经过18个月的努力，湘钢检修大队在检修中对连铸所有的设备几乎都进行过更换和维修，也在实践过程中对各种检修方法进行了验证和调整，完成了一整套大型连铸机械的维修作业标准，打造出了一支技术素质过硬、能吃苦耐劳的大型连铸机械设备的专业检修队伍，填补检修分公司连铸设备检修的空白，对我们进一步拓展检修市场做出贡献。
本工艺主要由以下部分组成：
1．结晶器更换工艺；
2．结晶器修复工艺；
3．弯曲段修复工艺；
4．扇形段更换工艺；
5．扇形段修复工艺。
二、板坯连铸技术简介
2.1连铸技术及国内外现状：
所谓连铸就是把高温钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和一定尺寸规格铸坯的生产工艺进程。
完成这一过程所需要的设备就是连铸成套设备，连铸成套设备的核心设备就是板坯连铸机。
板坯连铸机在连铸技术的发展中起着相当重要的作用，板坯连铸机的工艺性强、设备结构复杂、总体技术水平高。
随着连铸技术的进一步成熟，板坯的质量不断得到提高，生产率、拉速也得到相应的提高。
进入20世纪90年代以来，新建和改造的各类板坯连铸机的数量在不断增加，使得连铸技术迅速普及，世界各地连铸坯产量比达到93.6％。
经过多年的努力，我国的连铸比也由1970年的仅有4.4％，迅速提高到2004年的94％，达到了世界连铸比的平均值水平。
2.2板坯连铸机的的主要技术特征
世纪90年代以来新建的板坯连铸机，基本上都是高效化的连铸机，它的优点主要体现在以下5个方面：
1高质量：
它可以使铸坯各种内裂、无偏析、无夹渣、无各种表裂。
还是有较高的出坯温度。
2高产量：
高产量是高效连铸机的重要特征。
3高效益：
使用连铸机生产的成本低、纯利润高。
4高可靠性：
它的各种机械自动化设备在长期的生产中可靠而耐用，且便于维修。
5高机械化和自动化：
它的操作和控制是通过计算和系统实现的。
固定结晶器的连铸机有立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机和水平式连铸机等。
在生产小断面铸坯时多采用弧形连铸机，在生产大断面的板坯时多采用立弯式连铸机。
湘钢宽厚板厂就是采用立弯式连铸机，是在直结晶器下面设有垂直段，连铸坯带着液芯被多点顶弯进入弧形段，然后经矫直机段沿水平方向出坯。
2.3连铸的生产工艺
2.3.1连铸工艺
钢水经精炼处理后，吊放在钢包回转台上，然后用钢包盖操作机构盖上包盖，接好钢包滑动水口液压系统。
开浇前，结晶器、振动台检查合格后，通过上装引锭系统将引锭杆送入连铸机；密封引锭杆头部；中间包、浸入式水口预热烘烤完毕；中包车开到浇注位置；浸入式水口与结晶器对中并下降；通过HMI设定所有浇注参数如：
振动模式、冷却模式、保护渣型号、定尺长度等。
将钢包转至浇注位置，长水口套管连接到滑动水口上。
打开钢包滑动水口，钢水注入中间包，钢水液面到达一定高度和吨位后，启动中间包塞棒，钢水注入结晶器。
当结晶器内钢水液面没过浸入式水口侧孔并加入保护渣后，启动拉矫机和振动装置，同时开启二冷水，开始拉坯。
当引锭杆头离开铸坯导向后，脱引锭辊把引锭杆头从铸坯上脱开，引锭杆被送至引锭杆车上存放。
在一次切割将铸坯切成倍尺坯，然后进入二次切割机，根据需要切成定尺坯。
经去毛刺、喷号，铸坯送至板坯库或下道工序。
2.3.2连铸工艺流程图
钢包
钢包回转台
结晶器排烟装置
结晶器保温罩
结晶器
结晶器振动台
弯曲段
弯曲段导向座
引锭杆车
弧形扇形段
漏钢保护板
矫直扇形段
更换扇形段用导道
引锭杆
水平扇形段
二冷室
引锭杆导向提升装置
切割前辊道
排雾风机
一次火焰切割机
二次火焰切割机
去毛刺机
喷号机
回转台车
下道工序
2.3.3连铸机的主要设备
在连铸的成套中，结晶器、弯曲段和扇形段等设备对产品的质量、型号有最直接的影响，是整台连铸机的核心设备。
由于这些设备都是和铁水或热坯直接接触，工作环境十分恶劣，结晶器的铜板和弯曲段、扇形段的辊子磨损都非常严重，如不及时处理，将直接影响产品质量，最好的办法即是对其进行整体更换，对换下的设备进行检查维修。
三、
施工工艺
3.1结晶器及弯曲段更换
3.1.1结晶器主要功能：
结晶器为板坯提供其所要求的几何形状，并将坯壳开始形成阶段所产生的热量传出，一次冷却水通过铜板内部并提供的对流热交换。
通过移动结晶器的窄边来实现各种断面尺寸的结晶器密度调整。
结晶器的窄边通过调整装置在垂直拉坯方向上移动，通过更换窄边铜板可以改变板坯浇注的厚度。
3.1.2结晶器主要部件：
1）带供水，对中和紧固装置的结晶器框架
2）结晶器铜板
3）夹紧和膨胀结合装置
4）带位置传感器的宽度调整装置
5）宽边和窄边的足辊
6）液压、冷却和润滑用管道组件
3.1.3结晶器的规格、技术性能
设计类型
宽度可调、直线型板式结晶器
宽度可调整范围（冷态）
1200-2300mm
厚度调整范围（冷态）
180-260mm
铜板材质
CuCrZr，镀镍铁
铜板长度
900mm
铜板厚度：
宽边及窄边
40mm（窄边为DIAFACE，抛物线和角部倒角）
几次修磨后最小厚度
25mm
铜板冷却水供应：
铜板宽边
沟槽
铜板窄边
沟槽
冷却水连接
结晶器放置时自动连接
每个宽边足辊：
数量
1
轴承类型
耐磨轴承
中间支撑数量
2（三节辊）
辊径
100mm
每个窄边足辊
220mm和260mm厚度每边4个，180mm厚度每边3个
辊子类型
侧面轴向支撑和辊子中心排列
轴承种类
耐磨轴承
辊径
100mm
辊套材质
St52-3or类似材质
辊子表面
堆焊以减少磨损
宽边足辊固定
用膨胀螺栓固定在结晶器框架上
窄边足辊布置
每一足辊由弹簧单独调节
宽边调节：
驱动类型
液压自动驱动
液压缸数量
4
液压缸位置
在结晶器上
宽边扩宽
液压
夹紧类型
碟型弹簧
足辊冷却
外部二次冷却水冷却
足辊润滑
中央润滑系统
3.1.4结晶器及弯曲段的更换工艺流程
3.1.5结晶器及弯曲段的更换工艺要点
（1）施工准备：
提前将新结晶器用过跨小车倒运至连铸台跨，用行车将结晶器吊运到浇铸平台。
（2）拆除水管及油管时，各管要做好记号，最好由同一人操作，以免弄错。
拆除后的管口用刀口布包扎好，以免异物进入。
（3）一般来说，结晶器及弯曲段是同时更换的，所用吊具也是同一个专用吊具。
在起吊时须注意平稳、缓慢。
（4）安装新弯曲段之前要注意检查漏钢保护板，清理周围异物。
（5）用专用工具对接弧（弯曲段和1#扇形段）进行检查，靠加减垫片对弧度进行调整。
（6）连接水管，油管，最好由拆油管的人进行，防止接错。
3.2结晶器离线修复
3.2.1结晶器的检验技术规格
序号
检测部位
位置
公称值
1
浇铸宽度范围，铜板
最大
2350mm
底部
最小
1220mm
2
锥度调整
左
最大50mm
右
最大50mm
3
浇铸厚度，铜板
下
191.5±0.4mm
233.0±0.4mm
274.0±0.4mm
4
整个浇铸间隙范围内
上
193.5±0.4mm
235.0±0.4mm
276.0±0.4mm
5
足辊与铜板之间过渡的余隙检测尺寸：
标尺贴在铜板上
1.0+0.2mm
-0.0mm
6
横向铸坯导架与铜板之间过渡的余隙检测尺寸：
标尺贴在DIAFACE铜板上
1.0+0.2mm
-0.0mm
7
膨胀时拉杆的初始张力
上
29.1±1bar
8
液压缸
下
43±3bar
9
转矩固定螺栓活动侧-支撑壁
60±2Nm
10
膨胀螺栓的起动转矩-宽侧铜板
80±5Nm
11
膨胀螺栓的起动转矩-窄侧铜板
60±5Nm
12
基准面”Z”的定位偏心螺栓
30,0-50,0mm
13
紧固偏心销螺栓的扭矩
400*20Nm
14
活动侧支撑壁的间隙-
底部固定螺栓
0.2-0.4mm
15
足辊的辊缝公差
190.5+0,6/-0,1mm
232.0+0,6/-0,1mm
273.0+0.6/-0,1mm
16
窄侧和宽侧铜板之间的直角
0±0.2
17
铜板宽侧与窄侧的接触面
最大
0.3mm
18
结晶器支撑面与水封区域之间的垂直距离
12±0.3mm
20
检验窄侧调节装置的总间隙
上
最大0.25mm
下
最大0.25mm
21
固定螺栓宽侧足辊的转矩
250±5Nm
22
固定螺栓横向铸坯导架的转矩
100±5Nm
23
测试压力
10bar
保持时间
10min
浇铸厚度191.5mm
上
1.25±0.15mm
下
0,58±0,15mm
浇铸厚度233.0mm
上
1,50±0,15mm
下
0.67±0,15mm
浇铸厚度274.0mm
上
1,74±0.15mm
下
0,75±0.15mm
3.2.2结晶器下线后检查内容及维修方法
检查内容
检查结果
维修方法
下部1/3铜板表面
划痕深度小于3mm
磨削浇注方向上的斑点
下部1/3铜板表面
划痕深度大于3mm
重新加工铜板
下部2/3铜板表面
划痕深度小于0.5mm
横着磨平
铜板平整度
差值大于0.5mm
重新加工铜板
窄面铜板
边部磨损
重新加工铜板
足辊表面
裂纹小于3mm深、5mm宽
用手动磨削机磨削
足辊表面
裂纹大于3mm深、5mm宽
更换辊套，重新加工辊套（最小直径95mm）
足辊
同轴度大于0.2mm
换辊
足辊
不能动
换辊（检查所有单个零件）
滚针轴承
间隙小于0.3mm
更换轴承
结晶器框架
冷却室和管路中所有杂质
拆卸结晶器，清洗所有件，特别是背板上的水缝
冷却喷嘴
喷嘴堵塞
拆卸和清洗或更换二冷喷嘴
二冷喷嘴
错的或不合适的喷淋制度
对齐喷嘴并弄直损坏的管路（扁平喷淋方式应当与足辊轴线平行）
调整装置
活动不灵活
清洗和润滑背板间的导板或拆卸调宽装置并检查油缸
结晶器冷却
漏水
堵塞泄漏
3.2.3结晶器修复工艺要点
（1）将待检修的离线结晶器吊入结晶器检修台上，现场确认需要进行检修维护的项目和具体内容。
（2）用水或压缩空气清理结晶器上的杂质，垃圾。
（3）检查、维修结晶器足辊：
足辊的磨损
转动灵活度（即轴承情况）
最后加干油。
（4）检查维修窄面和宽面铜板：
是否有脱斑的情况
针孔的情况
表面划伤情况
磨损情况
铜板其他情况
（5）窄面铜板拆出解体，更换密封螺栓紧固。
（6）所有螺栓紧固。
（7）活动侧支撑板间隙调整：
底部固定螺栓紧固。
（8）窄侧和宽侧铜板的直角调整。
（9）窄面铜板调节装置和总间隙调整≤0.25mm。
（10）宽面和窄面足辊样板尺测量间隙调。
（11）插板间隙的调整：
上部为1.25±0.15mm下部为0.58±0.15/180mm段面。
（12）接缝处间隙的调整≤0.3mm
（13）开口度的检查调整：
上部194.5±0.4mm下部为192.5±0.4mm足辊191.5±0.6/0.7mm
（14）闭路冷却水检查：
试水压力1.0mpa保压10～15min
（15）开路喷淋水检查。
（16）电气、仪表进行锥度调试。
（17）结晶器足辊加干油润滑。
（18）检修完毕，要有机械、电气和流体专业人员分别进行确认填写维修记录和合格证，合格证上要有各专业检修负责人的签名，并标明日期挂上合格证。
（19）将维修好的结晶器吊运至结晶器存放区。
3.2.4结晶器维护及检修时的注意事项：
（1）结晶器下线后，先将原检修合格证拿掉,以免混淆。
（2）结晶器下线检修，必须先拆下窄面铜板，再对油缸进行排气操作。
排气次数必须在两次以上。
如在调整中需要再进行排气，可适当增加排气次数，以确保油缸动作正常。
（3）校准时，两侧窄面铜板必须保证至少两次打开到最宽（手自动均可）。
校准时要进行两次以上的验证。
（4）动态调整设定值统一规定：
锥宽为5.8，两边宽度都为777mm。
3.2.5结晶器主要部件的拆装维修
3.2.5.1安装内弧侧和外弧侧背板
（1）借用天车安装宽面铜版背板。
（2）插入固定螺栓M24并以200Nm扭矩拧紧。
（3）从天车上放下宽面背板并松开M24固定螺栓。
（4）用六角螺栓固定导向凸缘。
3.2.5.2拆卸宽面水箱
3.2.5.2.1拆卸水箱（内弧侧）
（5）拆卸夹紧和膨胀装置。
（6）在水箱项部拧进2个M36环首螺栓并将其借助钢索和走行式天车固定好。
（7）松开盖板，拆下密封及抽出塞式管。
（8）松开喷淋头后，内弧侧水箱就可以从左右水箱中天车吊起来。
3.2.5.2.2安装水箱（内弧侧）
（9）清洗滑板的上表面。
（10）安装宽面水箱（内弧侧）至左右水箱中。
3.2.5.3向背板上安装铜板
3.2.5.3.1宽面铜板安装方法：
（11）清洁铜板并把它水平放在有保护的基础上，双头螺栓朝上，不要碰坏铜板。
（12）把干净的膨胀螺栓全部拧进铜板（如果可能）。
（13）清洁宽面背板，放入新的O形密封圈芯线到密封槽中并每隔100涂胶粘住。
（14）把螺母、碟形弹簧和衬套及O形密封圈装入到双头螺栓上然后上紧螺母。
3.2.5.3.2宽面铜板安装注意事项：
（1）上紧螺母时，以40Nm的扭矩先从中央开始，继而到右侧再到左侧，平行于浇铸方向（螺旋线方式）进行。
（2）只能用新的O形密封圈和密封，但扭矩增加到80Nm。
（3）安装带密封的塞管。
（4）以规定的10bar的试验压力进行泄漏试验。
保压10分钟。
检查泄漏情况。
进行必要的维修和再试验。
重新把螺栓上紧到80Nm。
3.2.5.3.3窄面铜板安装方法：
（1）清洁铜板并把它水平放在有保护的基础上，双头螺栓朝上，不要碰坏铜板。
（2）把清理干净的背板连同新O形密封圈芯线放到铜板上。
O形密封圈芯线每隔100mm一个粘接点。
（3）以70Nm的扭矩拧紧螺栓和密封。
3.2.5.3.4窄面铜板安装注意事项：
（1）从中央开始拧紧螺母（以35Nm扭矩），然后平行浇注方向（按对角方式）进行。
只能用新的O形密封圈和密封件。
（2）重复上一步，但扭矩增加到70Nm。
（3）安装带密封的塞管。
（4）以规定的10bar的试验压力进行泄漏试验。
保压10分钟。
检查泄漏情
（5）进行必要的维修和再试验。
重新把螺栓上紧到70Nm。
3.2.5.4拆卸窄面调整装置
（1）借助于夹紧和膨胀装置力打开宽面。
（2）拆卸带铜板的结晶器窄面（插入件）。
（3）拆卸带铜板的结晶器窄面（插入件）。
（4）借助于M20环首螺栓和钢索把窄面固定板固定到天车上。
（5）松开液压缸波纹管的管夹。
（6）拆下波纹管保持架连同螺栓。
松开螺栓并拆下托架。
（7）拆下波纹管保持架的螺栓并背着固定板方向移动伸缩管。
（8）把固定板与窄面调整装置分开（朝着结晶器中心方向）。
（9）用天车把固定板连同伸缩管一同吊走。
（10）松开夹紧和膨胀装置。
3.3弯曲段离线修复
3.3.1弯曲段（0段）功能
弯曲段位于结晶器和弧形扇形段之间单元是提供铸坯导向，保持以及从垂直部位至弧形段按连续弯曲曲线对热铸坯进行弯曲。
3.3.2弯曲段的技术参数
弯曲段的外型尺寸：
2060X3720X4085
内弧尺寸：
944X3720X4085
外弧尺寸：
954.5X3720X4085
弯曲段的总重量：
33983.0KG
内弧重量：
10446KG
外弧重量：
10176.5KG
最小/最大辊缝：
191.5/233.0/274.0mm
辊子的数量：
内弧17组外弧17组
辊子的总长度为：
2405mm
辊子的直径为：
150mm
内外弧开口度：
入口191出口190/入233出232/入274出273
3.3.3弯曲段的检查
检查内容
检查结果
维修
检查辊子的转动性能
如果有不少辊子不能动或对板坯表面质量有影响
更换弯曲段
检查辊缝
如果所测辊缝超出公差范围，对板坯内部质量有影响
更换弯曲段
检查与扇形段的接弧
超出公差范围
更换弯曲段
与结晶器的接弧
超出公差范围
重新对中结晶器
喷嘴
堵塞
清洗或更换
检查轴承座
轴承座不密封
更换弯曲段
润滑
轴承座与轴子间子油脂
泵站切换到连续运行以加油
目视检查
机械损坏、污染、腐蚀
修理或更换弯曲段清洗或清扫、防护
油脂分配器
不工作
更换分配器
螺栓
有松动
按规定扭矩紧固
3.3.4弯曲段维修工艺要点
（1）将待修弯曲段吊运至弯曲段倾翻台上。
（2）将弯曲段由垂直方向转至水平方向。
（3）将内外弧解体分离。
（4）清理框架和辊面上的污垢和垃圾。
（5）将外弧框架吊入弯曲段对中台上。
（6）检查辊子情况：
辊子的转动情况
辊子的磨损情况
辊子是否有划伤。
（7）辊子的更换及辊子轴承座螺栓固定。
（8）用水平尺和内经千分尺对17组辊子进行测量，并做好测量记录。
（9）根据测量记录和设定标准值对辊子进行调整，并紧固螺栓。
（10）辊子调整后重新进行测量，并做好测量记录。
（11）将外弧吊出弯曲段对中台。
（12）将内弧吊至弯曲段倾翻台旋转180°，并吊至弯曲段对中台，重复第
～
步骤的工作。
（13）在弯曲段对中台上进行弯曲段内外弧的重新安装，并检查调整辊缝开口度。
（14）将弯曲段吊至倾翻台从水平方向旋转至垂直方向。
（15）将维修好的弯曲段吊运至喷嘴检测台上对喷嘴检查维修。
（16）填写维修记录和设备合格证，并三方确认签字。
（17）将挂有合格证的弯曲段吊运至弯曲段存放区。
3.4扇形段更换
3.4.1扇形段组成
扇形段是由弧形段，矫直段和水平段组成，共计有14段。
弧形段由第1～6段组成，矫直段由第7～8段组成，水平段由第9～14段组成。
扇形段能够实现动态软压下（即全自动控制的ASTC系统）。
3.4.2弧形扇形段（1-6段）功能及组成
3.4.2.1功能：
弧形段在一恒定的弧形半径上给热坯及引锭杆提供导向和支撑。
辊缝通过四个自动定位液压调整装置来确定，四个调整装置中每个液压缸均安装有在线的非接触式位置传感器，通过它来测量辊缝。
3.4.2.2组成及技术参数：
设计类型
带液压调整装置的横梁型
弧形段（LxBxH）[mm]：
1882x4460x3370
扇形段重量[kg]：
41498
最小/最大辊缝[mm]：
160/345
弧形段辊子的数量和直径（从动辊）：
内框架
6件~230/230mm
外框架
6件~230/230mm
弧形段辊子的数量和直径：
（驱动辊及与之相对应的从动辊）
内框架
1件~250mm
外框架
1件~250mm
非驱动辊/驱动辊中间支撑数：
2每个辊子轴承数：
4
辊子类型：
驱动/被动辊
分节辊辊套安装在带中间支撑的通轴上（1-Star辊）
辊套材质：
42CrMo4或相当材质
辊子表面：
耐磨堆焊4mm厚不锈钢
驱动类型：
电动马达、齿轮和万向接轴
减速机型号：
P011RF87AD5
速比：
322
输出转速：
0-3.1rpm
输入转速：
0-1000rpm
输入转矩：
71.63NM
最大输出转矩：
45650NM
驱动辊调整液压缸型号：
φ230/φ160*170
ASTC液压缸型号：
φ350/φ265/φ200*195
3.4.3矫直、水平段的功能及技术参数
3.4.3.1功能
对热坯进行逐步矫直和冷却，使其在出口之前使板坯平直，并使液心全部冷却。
3.4.3.2组成及技术参数
每节扇形段辊子数
直径数量备注
内弧／外弧
300mm6／6被动
内弧／外弧
300mm1／1驱动
中间支撑数
2个
被动辊/驱动辊
齿轮型号：
P021RF97AD6
齿轮速比：
377:
1±2%
轴承类型：
耐磨辊子轴承
辊套材质：
42CrMo4
辊子表面：
耐磨堆焊
驱动类型：
电动马达、齿轮和万向接轴
冷却：
辊套
用冶金冷却水外部冷却
辊轴/辊子轴承座
闭路机器冷却水
润滑
通过中央润滑系统
3.4.4设备简图
3.4.4.1外形简图
3.4.4.2驱动结构简图
3.4.5扇形段更换工艺
3.4.5.1扇形段更换流程图
3.4.5.2扇形段更换的施工要点
（1）施工准备：
同结晶器更换，
升级会员 