[科普中国]-驱动辊

简介

扇形段驱动辊辊缝精度不高，会造成铸坯中心偏析级别增大，影响铸坯质量，这一点在许多文献已做了详细的阐述。虽然通过轻压下技术可以达到改善中心偏析的效果，但如果参与轻压下的扇形段驱动辊辊缝超差较大，会造成铸坯凝固末端附近发生鼓肚，直接影响板坯质量。连铸机生产的400 mm厚度的中碳钢板坯，当12 段驱动辊辊缝超差变大时，板坯中心部位仍存在明显的偏析带，有必要采取措施以减轻中心偏析程度，但有关400 mm特厚板坯连铸机驱动辊辊缝精度控制技术的研究很少，因此有必要对其进行比较系统的研究1。

驱动辊辊缝变化的机理分析扇形段拉杆补偿误差问题连铸机共19 个扇形段，其中18 个扇形段为ASTC 智能扇形段。可通过二级系统控制实现扇形段远程动态调节。各扇形段的内弧和外弧由拉杆相连接，在生产过程中拉杆在热坯压力的作用下，会发生一定的拉伸形变。为了使生产过程中扇形段辊缝的实际值与目标值相符，确保设备精度满足生产工艺要求，连铸机二级系统将拉杆在不同压力下的形变量，作为扇形段拉杆补偿值输入到该系统内。然而连铸机的二级系统输入的拉杆补偿值为外方厂家提供的经验值，由于各钢厂扇形段材质与结构不尽相同、实际生产中热坯压力也各不相同，决定了扇形段拉杆补偿值不同，因此外方厂家提供的拉杆经验值补偿值会影响扇形段驱动辊辊缝精度。

驱动辊机械限位机构螺栓问题驱动辊处于高位，在钢水静压力作用下，驱动梁有向上运动的趋势，当驱动梁接触到上方机械限位装置时，便无法再移动。此时钢水的静压力作用在螺栓上，此处为受力薄弱点。在线的扇形段，尤其是参与轻压下的扇形段，由于本身有一定的压下量，经常发生驱动辊机械限位机构螺栓松动，甚至螺栓被拉断的情况。一旦机械限位机构位置发生变化，与其相对应的驱动辊辊缝也会发生变化，从而导致驱动辊辊缝变大。

驱动辊滑轨与扇形段框架连接螺栓问题连铸机调试及生产初期，扇形段驱动辊辊缝较难控制，钢水静压力会导致驱动辊辊缝变大，调整后只能坚持一段时间（有时仅几个浇次），之后继续变大，个别变化量高达5 mm。机械限位装置通过螺栓固定在驱动辊滑动轨道框架上，而驱动梁滑轨与扇形段上框架通过螺栓连接，螺栓主要承载钢水对钢坯的静压力作用，螺栓松动、弯曲或者被剪断会导致驱动梁滑轨整体上移，从而导致驱动辊悬空，驱动辊辊缝变大，影响铸坯质量，甚至失去该扇形段的拉矫力，增加卧坯事故的几率。因此，一旦螺栓失效，就必须更换扇形段，这样就降低了扇形段的过钢量，增加了设备维护费用2。

驱动辊辊缝控制技术扇形段拉杆补偿校验为避免外方厂家的拉杆经验补偿值输入二级系统，导致扇形段驱动辊辊缝超差，有必要对各段拉杆补偿值进行校正试验。在试验中将内弧扇形段降低到最低位置，使得辊缝调整到最小值并保持不变，若液压缸的下缸进油，扇形段将向下移动，并且在液压作用下拉杆将产生一定的形变，由于此时内弧扇形段的位置固定不变，传感器反映出的扇形段辊缝的变化值即为拉杆的形变量。各扇形段拉杆的实际补偿值均大于外方厂家提供的经验值，造成了目前各扇形段的实际辊缝普遍偏大，加重了凝固末期板坯的鼓肚概率，引发凝固末端富集溶质液体产生流动而发生严重的中心偏析。

驱动辊机械限位机构螺栓优化扇形段驱动辊处于上位时，驱动辊机械限位机构螺栓于拉伸状态。为此，在不增加设计和制作新构件的前提下，针对现场螺栓的相对位置，经计算，可对该螺栓孔（M24）进行扩孔，把原调整块紧固螺栓加大为M30，这样对驱动辊机械限位机构螺栓优化后，其所能承受的拉力变为原来的1.6 倍，如此改进后不再出现螺栓拉断的现象，避免了由于螺栓被拉断，造成驱动辊辊缝变大，进而加剧铸坯中心偏析的现象。

驱动梁结构优化改进驱动梁结构优化改进前，螺栓受剪切力容易发生变弯，甚至剪断，导致驱动辊机械限位机构整体上移，使驱动辊辊缝变大。需对该部位结构进行有效的优化改进，确保驱动辊机械限位机构的位置不发生变化。

将驱动梁滑轨上部进行加工，同时在扇形段上框架相应位置处焊接驱动梁滑轨限位块，通过这样的结构优化改进，驱动梁传递给驱动梁滑轨的力绝大部分作用在驱动梁滑轨限位块上，从而减少螺栓的剪切力，杜绝因螺栓变弯或剪断，导致驱动辊辊缝变大的现象3。

效果分析通过优化改进，大大降低了更换螺栓的数量。在采取上述措施后，12段扇形段驱动辊辊缝得到了很好的控制。连铸机生产的400 mm厚度的中碳钢板坯的中心偏析得到较好的控制，内部质量得到较大的提高。对连铸机生产的400 mm厚度的中碳钢板坯低倍评级进行统计，对驱动辊辊缝严格控制后，中心偏析等级控制在C2.0以内。

总结（1）通过拉杆补偿试验，结果表明，拉杆实际补偿值与外方提供的经验拉杆补偿值存在差异，有必要对扇形段拉杆进行校验，以提高驱动辊辊缝精度。

（2）驱动辊机械限位机构螺栓失效会导致驱动辊辊缝超差，对其进行优化，避免了该处螺栓失效导致限位机构起不到限位作用的现象。

（3）通过对驱动梁结构优化，巧妙的解决了驱动辊滑道固定螺栓易失效的问题，避免该螺栓失效引起驱动辊辊缝超差现象，同时也提高了扇形段过钢量。

综上所述，国内特厚板坯铸机之一的连铸机，通过扇形段拉杆补偿校验、驱动辊机械限位机构螺栓优化、驱动梁结构优化改进等措施，驱动辊辊缝得到了很好控制，中心偏析一般控制在C类2.0 以下。驱动辊辊缝精度控制经验方法可供其他连铸机借鉴2。