八钢轻压下扇形段辊缝标定力优化

曹王杰

摘要：针对三铰点轻压下扇形段的结构特点，通过现场实践与理论相结合，确定及优化了扇形段标定力，对设备的功能精度保持和铸坯质量的提升稳定起到了积极的意义。

关键词：扇形段标定力

1前言

2016年初，应用户对铸坯质量要求的提高和批量质量事故的出现，各专业结合现场实际，针对影响质量的因素进行分析，找出目前影响铸坯质量较为突出的问题点，成立攻关小组进行逐一解决，所有的影响因素中辊缝的影响较为明显，也是最难控制克服的难题。由于八钢所有轻压下扇形段都采用三铰点结构，其本身的不稳定和不确定性造成辊缝误差失真，冷态辊缝和热态辊缝的差异在前期的标定方式中没有完美的解决，技术团队不断摸索，找出了一种模拟热态下辊缝的标定方式，但是由于标定压力的不确定没有完美的解决辊缝值得标定问题。

2概述

三铰点扇形段辊缝标定的采取段内压标定块、标定坯、支千斤顶、引锭杆等方式。经过反复实验，压引锭杆方式具备操作快捷简单、测量数据稳定、适用性强的特点，所以选择了这种标定方式。标定中最关键的是确定标定压力，这是标定的核心，对辊缝是否可靠有效和仿真起到决定性作用。

标定压力的确定采取实验的方法，利用扇形段的自重和油缸的结构特性，结合铸坯的鼓肚力，计算出理论的标定压力，标定不同类型的扇形段进行数据对比，开机状态下，进行辊缝实际观察，對因为考虑到实际的操作性和控制方式，以及铸坯的一般恒拉速下的凝固末端位置，铸坯的鼓肚力以7段取值。

3辊缝的标定压力确定

对于钢水静压力引起的导辊处的鼓肚力，采用两端固定等截面梁受均布载荷即钢水静压力如式所示。来计算夹辊受力，Pi=ρghili（w-2δi），式中kg/m3；ρ-钢液密度，hi-第i对辊处相对于结晶器钢液面的高，m；度值，li-第i对辊处辊间距，mm；W-铸坯的宽度，mm；mm；δi-坯壳厚度，g-重力加速度，m/s2。

在热态时，系统压力作用于辊子表面，扇形段本体油缸杠杆及拉杆发生弹性变形，最大取0.19mm，辊子受到鼓肚力与压下力影响，辊子发生弯曲变形，其常规辊缝情况下，上辊平均位移量为0.866mm，下辊平均位移量为-0.072mm，实际辊缝变化为0.938mm。上框架中部向上鼓起，下框架中部向下凹陷；上框架最大变形位于上框架中部，最大位移量为0.93mm。扇形段上框架自重34t，每个框架上有4台辊缝控制油缸，其缸径320mm，杆径140mm。由于在标定时使用引锭杆等，其塑性变形相对热坯来说很小可以忽略，所以在使用不同的压力标定的辊缝值会不相同。取其中一组实验数据如下图 1，显示值反映出辊子变形量和液压缸拉杆及连杆的变形量，实测值反映出辊子及引锭杆的变形量，因辊子装配是三分解辊，芯轴弯曲变形及轴承的间隙造成辊子实际辊缝值变化。要在不同压力下的变形量趋势中取平衡点，足以客服鼓肚力反力及框架自重，有不至于使得辊子及拉杆，甚至框架发生严重变形，满足实际生产工艺对轻压下压力的要求即可。

在10Mpa之前显示值缓慢变小，测量值在缓慢增加，当达到14Mpa之后显示值增加变小幅度，测量值急剧变小。因扇形段是三铰点结构，10Mpa之前框架自重和上框架偏移摩擦力以及构件之间的摩擦力基本可以克服，辊子、框架及拉杆间隙得到基本消除，超过10Mpa之后，辊子的变形以及框架、拉杆变形加剧，测量值的变化速度缓于显示值的变化速度，说明辊子的变形量大于其他间隙及框架的变形，这与实际的辊缝值有所偏离，其最大的变形量超过2mm，在10Mpa时期最大变形量在1mm范围之内，而框架受力，理论的间隙值应该在0.8～1.9mm之间，所以压下力应该小于14Mpa，大于10Mpa。

在此基础上又经过多次试验，在12Mpa时辊缝值较为稳定，连铸机浇铸多个浇次后对辊缝进行复测未见异常。扇形段4台液压缸同时出力，在压力不断增加的过程中，四个缸的出力理论上是均等的，但是由于辊子受力点的不同，实际上如果某一个缸对应的辊子接触点先变形，那么这个缸对应的受力会比其他缸增加，辊子或者轴承等哪一个薄弱环节出现问题就会造成手里不均等，这也就是看到的每个缸的辊缝标定变化值会不同，压力越大，差异越明显，所以在标定的时候尽量将四个缸的实际距离调整一致，相差不大于1mm，且连续进行。

4结语

扇形段在线标定压力优化，使三铰点扇形段的辊缝更加合理，消除了装配、备件间隙，又可以满足在线热态下克服铸坯的鼓肚力对辊缝要求，所有段间衔接一致，对设备精度的保持和铸坯质量的提升稳定有积极意义。endprint