三炼钢方坯翻转冷床行走机构改造实践

王存明，张中华

（河钢集团邯钢公司三炼钢厂，河北 邯郸 056001）

由于方坯翻转冷床行走机构设备运行环境温度高，氧化铁皮脱落较多，设备容易由于缺乏足够的润滑而出现故障，加上周围空间狭小是日常维护的死点，导致经常性做旋转运动的零部件和设备关节部位极容易损坏，尤其升降轮与横移轮是通过贯穿升降框架横梁两侧钢板的销轴安装在横梁箱体内，排查和更换起来极为不方便，既影响生产又给现场的维修带来了很大困难，满足不了三炼钢高效生产需求，因而进行了此次改造。

1 方坯连铸机翻转冷床采用的是“步进式”原理

方坯翻转冷床系统是连铸生产的关键设备，在生产中的主要作用是通过不断翻转铸坯，使铸坯四边得到均匀快速的冷却，实现铸坯自动矫直以防止弯曲变形，避免了推钢、拉钢型式的冷床使铸坯密集排列造成冷却不均和推拉引起的铸坯弯扭变形及刮伤等缺陷，为长定尺铸坯的生产创造了条件。

三炼钢方坯连铸机翻转冷床采用的是“步进式”，如图所示图1。

图1 “步进式”冷床原理

步进翻转冷床的运行顺序为：翻钢机将铸坯放置在冷床的固定齿上，接近开关发信号，升降液压缸升起；升降缸到位后，机械限位发出信号，平移缸开始平移；平移缸到位后，机械限位发出信号，升降缸开始下降；下降到位后，机械限位发出信号，平移缸复位；复位后，机械限位发出信号，完成一次工作循环。通过以上四个步骤，铸坯前进一个齿跟并翻转90°，冷床通过多次工作循环，直至将铸坯运达收集台架，完成铸坯在冷床上的翻转矫直过程。铸坯翻转步骤如图2示。

图2 铸坯翻转步骤

2 三炼钢方坯翻转冷床行走机构存在的问题

在炼钢生产期间，由于翻转冷床工作环境震动较大，导致冷床固定基础发生松动，车轮轴承由于受力不均容易发生损坏，基础松动也容易引起上、下横梁变形，最终导致车轮发生损坏甚至脱轨，造成事故停浇，生产中断；而且由于上、下横梁之间间隙过小，无法直接取出损坏的车轮，尤其当下车轮损坏时，需要首先使用千斤顶将车轮梁的一端顶起一部分高度，使下车轮轮缘与下梁轨道脱离后，在车轮梁侧壁切割出孔洞将损坏的下车轮取出，新车轮更换完毕后还需要将孔洞焊接，如此循环会导致车轮梁变形或者疲劳断裂，更加速了车轮的损坏，严重影响生产。

3 改造的实施

3.1 对上车轮的改造

鉴于原始设计对上车轮安装方式、大小和轴承选择欠佳，所以此次改造除了对车轮支撑大梁土建基础进行灌浆加固外，最主要的是改变了原始设计16组上车轮过大，易损坏，难于更换等缺陷，将车轮梁上表面安装固定油槽，将上大车轮直径300改造直径φ130，长度150的轮组，每四轮一组，放入宽度180的油槽中的小车轮；轴承将原来圆锥滚子轴承改成轴套自润滑，车轮梁两外侧面分别固定有轴承座支架，轴承座分别与轴承座支架固定，上车轮分别通过轮轴固定于块连接板之间，轮轴分别垂直于块连接板平面，三个上车轮的尺寸相同且轮轴相互平行；车轮梁横截面为倒置的U型；所述油槽沿车轮梁长度方向与车轮梁上表面固定，上车轮的宽度小于油槽宽度；所述轴承座支架为2块金属板，分别与车轮梁两个外侧面固定；轴承座分别与轴承座支架通过螺栓固定连接。如图3、图4所示。

图3 下导轮

图4 上导轮

图中标记为：上车轮1、下车轮2、上横梁3、下横梁4、车轮梁5、油槽6、轴承座支架7、轴承座8、下车轮轮轴9、轮轴10、连接板11、螺栓12、下梁轨道13

此次将上车轮改造三个实心辊体轮，可大幅提升上车轮对方坯的承载能力，且实心辊体轮抗冲击性能优良，不易损坏；即使损坏，更换方便快捷，比过去节省5个小时，极大的降低了劳动强度和提高解决问题的效率。

3.2 对下车轮改造

通过仔细观察，发现轴承选择不恰当，下表是滚动轴承和滑动轴承工况对比情况。

表1 滚动轴承和滑动轴承工况对比

车轮轮轴的两端安装于轴承座，下车轮安装于轮轴上；原设计车轮使用的是双列圆锥辊子轴承352219E，承载能力可以满足要求，但在受力不均匀的情况下，容易损坏，造成车轮轴磨损等故障；采用两盘316圆柱辊子轴承，不同与原设计，辊子内部轴套承载，增强了使用寿命。

图5 下导轮剖视图

下车轮采用轴承座与车轮梁连接，由于下车轮轮轴与车轮梁上表面之间的垂直距离大于车轮梁横截面的高度，当需要更换下车轮时，只需拆下轴承座，下车轮即自动沿着下梁轨道滚落，方便拆装，保证正常生产。

4 效果

车轮改为至少三个实心辊体轮，可大幅提升上车轮对方坯的承载能力，且实心辊体轮抗冲击性能优良，不易损坏；下车轮采用轴承座与车轮梁连接，由于下车轮轮轴与车轮梁上表面之间的垂直距离大于车轮梁横截面的高度，当需要更换下车轮时，只需拆下轴承座，下车轮即自动沿着下梁轨道滚落，方便拆装，保证正常生产。可大幅提升车轮对方坯的承载能力，延长上车轮、下车轮的使用寿命，且拆装方便快捷，保证了正常的生产节奏。改造前后对比效果对比如下表。

表2 改造前后对比效果对比

5 结语

从方坯翻转冷床的改进及效果可以看出，一台好的设备不仅要考虑其使用功能，而且要考虑其使用功能的可靠性、维护成本的经济性，以及发生故障后维修的方便性。实践证明，通过优化设备结构设计与安装，加强设备维护，提高了设备运行的可靠性及稳定性，各项经济技术指标得到了较大提高，工人劳动强度大大降低，具有良好的经济效益和社会效益，对同类设备改进具有一定的借鉴意义。