时间：2022-04-27 07:27:59
摘要：本文根据CSP连铸机扇形段辊子使用过程中出现轴承损坏的事故,分析轴承损坏的原因,提出合理的解决方法和预防措施。
关键词：扇形段；辊子轴承；原因分析；预防
中图分类号： TH133.3 文献标识码： A 文章编号：
引言：
邯钢薄板坯连铸连轧厂是一条具有国际先进水平的带钢生产线。该厂的关键设备和技术是从德国西马克引进的，具有工艺流程短、节约能源、生产成本低等优点。该生产线有2台薄板坯连铸机，每台在线有4个扇形段，每个扇形段由液压缸驱动辊子完成对铸坯的“液芯压下”功能和对铸坯的夹持及冷却功能，扇形段辊子能否正常运行，对于连铸机能否正常生产是至关重要的,如何延长辊子的使用寿命,一直以来都是“高效连铸”的一个重要课题.由于板坯连铸机的夹送辊一直处于高温、低速、重载、水气的环境中,干油经常发生高温导致干油碳化,堵塞干油管道和分配器,从而导致夹送辊轴承不良,再加上氧化铁皮等杂物和水的侵入使得夹送辊轴承时常损坏,造成连铸机检修频繁,严重影响生产.本文结合多年扇形段设备管理经验,通过分析找到连铸机扇形段辊子轴承失效原因,达到提高辊子使用寿命的目的。
1、问题的提出
该厂有2台薄板坯连铸机，每台在线有4个扇形段，每个扇形段由液压缸驱动辊子完成对铸坯的“液芯压下”功能和对铸坯的夹持及冷却功能，浇注过程中铸坯出结晶器后,进入扇形段,扇形段辊子在液压缸的作用下,使铸坯由进入时的90mm压至出口时的70mm，扇形段外侧的喷淋系统对辊子和铸坯进行冷却，达到降低温度和冷却铸坯的功能，扇形段辊子靠外部喷淋进行冷却，透过内部油路不断打进油脂进行。按照西马克公司的经验，规定扇形段的在线使用炉数分别为：扇形段1和扇形段2为150炉，扇形段3和扇形段4为400炉。在实际使用过程中，经常因为辊子转动不灵活而被迫更换未到使用寿命的扇形段。到2002年扇形段辊子转动不灵活的问题愈来愈明显，最低在线使用炉数为40炉。扇形段的辊子卡死后，在辊子与铸坯之间产生保护渣和氧化铁皮堆积而形成的“黑石头”，在铸坯表面造成划伤和铸坯楔形，从而导致最终产品产生质量问题。当卡死的辊子超过2对以后，将会产生较大的拉坯阻力，导致结晶器液面波动、夹送辊电流升高，严重的会造成卧坯停浇，被迫更换扇形段，严重地制约了整条生产线的生产。
图1.连铸机装置示意
2、轴承失效特点
1)轴承的内外圈表面以及滚动体表面呈现鱼鳞状的剥落现象,如图2(a)所示。
2)轴承的内圈以及滚动体良好,但是外圈滚道的单边方向出现剥落现象,如图2(b)所示。
3)轴承内外圈良好,但是滚动体端面出现挤压摩擦的痕迹,如图2(c)所示。
4)轴承完整,但是脂呈现乳白色变软流失,而且夹着许多微小固体颗粒,如图2(d)所示。
3、轴承失效原因分析
1)辊子轴承不足，造成辊子轴承磨损严重。拆解辊子后检查发现80％的辊子轴承不足，造成轴承磨损严重。
2)辊子冷却效果不好，造成辊子轴承受热变形。连铸机扇形段3/4φ170辊子的冷却水流经Y型过滤器后分别流入扇形段框架低端和水分配器，框架内的冷却水经由框架从扇形段框架高端排出；水分配器内的水经由喷淋管到达喷嘴冷却辊子，由于框架长期受冷却水的腐蚀生锈严重，每当停冷却水时，由于框架内的冷却水回流将锈皮等杂物带进喷淋管，使冷却辊子的喷嘴堵塞严重，降低了冷却效果。拆解辊子后经常检查发现辊子轴承的内外螺旋套和滚动体呈青黑色，存在过热现象，造成螺旋衬套轴承高温变形。
3)组装辊子过程中新旧轴承混用，旧轴承先损坏，导致新轴承失效。扇形段辊子的轴承是螺旋衬套轴承，由内螺旋套、外螺旋套和滚动体三部分组成，旧辊子拆解后，由于缺少检验手段，只能挑选外观完好的旧轴承继续使用。装有旧轴承的辊子出现事故的情况较多。
4)扇形段辊面调整精度不够。在线拉钢时，扇形段框架在液压缸的作用下，带动辊子夹持铸坯，当扇形段辊面精度调整不好就会造成辊子的受力不均匀，个别受力较大的辊子的轴承容易损坏。
4、防止轴承失效的措施
1)改善辊子轴承状态。将原设计连铸机的4个扇形段使用1台集中泵供油改造为2台集中泵分别对扇形段1、2和扇形段3、4供油。加强扇形段干油系统的检修和在线维护，避免由于干油管线的堵塞或泄漏造成扇形段辊子供油不足。
2)改善辊子冷却效果。如图1：将原扇形段辊子冷却水路进行改进，改进后，冷却水在经由扇形段水分配器后一分为二，分别进入扇形段框架高端和喷淋，并且在水流进入扇形段框架前加装了一个Y型过滤器，彻底杜绝框架锈皮进入喷淋，为了不影响框架和φ170辊子的冷却效果，我们将水的流量由50m3/h提高至70 m3/h，在框架的出水口处加装了一个变径，控制框架水流量不超过20 m3/h，经过一段时间的试运行，改造对框架没有任何影响，喷嘴堵塞问题也基本杜绝，改造效果比较理想。
图3辊子冷却方式流程图
3)加强对螺旋衬套轴承的跟踪管理，避免新旧轴承混用。同时积极与轴承供应商共同探讨，制定适合现场使用的、有效的轴承检测手段。
4)提高辊面的调整精度。原来的辊面调整精度：新辊子为±0.05mm，旧辊子为±0.15mm，更改后的辊面调整精度：新辊子为±0.05mm，旧辊子为±0.10mm。5、做好设备维护
（1)从密封件备件的质量入手，选用优质密封件，确保密封件质量可靠耐用；针对不同的环境温度，制定了相应的密封件更换周期，对密封进行定期更换。
对现场进行改造，对易发生泄漏的部分管路进行改造，减少突发事故的发生。
（2)保证油液的清洁度。油液对于液压系统来讲，犹如人的血液，当其混入其他杂质时，会带来很大的危害。据有关资料统计，液压系统60%的故障原因是由于油液污染引起的，只有保持油液清洁，才能保证设备正常运行。
①油液污染的两个方面：
来自内部的污染物，如：系统初用时液压元件不洁净及油液本身不洁净；系统运行时，油液元件的磨损；系统中轴承齿轮等的磨损，油液或油脂的氧化变质等；
外界侵入的污染物，如：空气中的灰尘侵入油箱；维修更换备件时带入的污染物等。
②针对油液污染成因的对策：
向系统中加入新油时，必须通过滤油小车过滤后加入，并且，不同的油品使用各自的加油小车，如需调剂使用必须先清洗干净后方可使用；
更换新元件或零部件时，先情结要更换元件或零部件的连接部位，再换上洁净的新备件；
定期更换系统的循环滤芯、空气滤芯；
严格按照《检修维护规程》进行检修维护，检修时使用洁净的工具，同时保持手的洁净；
对备品备件严格管理，把备品备件储存在无污染的地方，注意保持备品备件的洁净；
定期进行油液的检查化验。
（3）强化设备基础管理
①编写《液压设备的操作、维护、检修规程》，并组织学习培训，工作人员只有考核合格才能上岗。根据实际生产要求的提高和现场的改造，对规程进行不断完善，提高规程的指导性，科学性和可操作性。
②结合设备的包机制，强化设备的点检维护。点检维护是设备维护及检修的基础，通过点检可以及早发现设备运行中存在的问题，把故障消除在萌芽状态，保证设备良好运行。
③做好设备记录工作，设备纪录是我们开展设备工作的依据，我们对于设备运行、设备点检、设备检修进行认真记录，并充分利用这些纪录，制定备件及材料申报计划，寻找液压系统的故障发生规律，确定、优化密封件、易损件的更换周期，从而制定相应的定期检修项目，减少设备的突发故障。
6、结束语
通过对扇形段辊子轴承失效的原因分析，采取了相应的改进措施，这些措施的成功运用使邯钢csp连铸机扇形段辊子使用寿命得到很大的提高，减少了更换扇形段的次数，提高了薄板坯连铸机的作业率，取得了较大的经济效益。
参考文献:
［1］伍利群．油的污染及其控制［J］．与密封，2003
［2］壳牌油产品手册［Z］．壳牌公司，2006．