连铸辊的修复加工工艺

来源:用户上传      作者: 卞广民 王德青 王海仿

　　摘要：连铸设备代表了炼钢行业的先进技术水平，其连续浇注炉的次数直接影响到连铸机的生产产量和连铸坯的质量。连铸辊作为连铸机设备的核心部件，其机械加工质量、焊丝材质的选用直接影响连铸辊的使用寿命。本文从连铸辊常用修复机械加工技术介绍入手，概述连铸辊修复、加工工艺的基本规程，重点阐述了连铸辊修复的机械加工工艺的具体过程。
　　关键词：连铸辊；修复；加工工艺
　　
　　一、前言
　　
　　连铸辊作为连铸机设备的关键部件，其加工质量不仅关系到连铸设备的整体质量，更会直接影响到连铸设备的生产状况和连铸坯的质量，对钢铁企业的生产能力和经济效益起着至关重要的作用。只有确保连铸辊的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度、堆焊后的表面硬度都达到设计和使用要求，才是保证连铸机装配质量。为保证连铸辊各零件的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度等技术要求，必须制定正确的修复加工工艺。
　　根据相关文献报道，堆焊修复后的连铸辊比新的辊子使用寿命可以提高2～3倍，同时其强度和耐磨性也有明显的提高。通过使用修复后的连铸辊可以起到减少更换连铸辊的次数和降低维修费用的效果。因此，如何提高连铸辊的修复质量已经成为钢铁企业和相关行业关注的一个重要课题。
　　
　　二、连铸辊常用修复机械加工技术介绍
　　
　　2.1　修复的机械加工技术方法
　　根据连铸辊修旧的工艺流程图，首先要对连铸辊进行拆卸检验，挑选出可修复的连铸辊，对可修复的连铸辊进行钳工清洗后挑选中轴承座、辊套和芯轴，再进行检测，轴承座、辊套和芯轴修复的机械加工方法各有不同。例如，对不满足水压检测的轴承座首先进行水槽清理，然后进行焊接修复，对检测不合格的芯轴首先进行补焊，然后进行车床加工，辊套修复的机械加工方法最多，包括粗车、精车、焊接和磨床磨削等。
　　
　　2.2　堆焊后的机械加工技术方法
　　对于辊身环行龟裂长度大、辊径圆周麻坑点数多、并且坑径大的辊套修复时，首先以两端内孔为基准打表找正，将辊身外圆表面缺陷及疲劳层车去，堆焊粗车后的辊身外圆，选取堆焊连铸辊专用焊丝，分层堆焊的方法进行修复，例如采用堆焊中最常用的明弧堆焊，分打底层、耐磨层堆焊外圆尺寸，分层焊接过程中辊套表面不允许有油污、焊渣，避免造成夹渣或气孔等焊接缺陷，保证焊后有足够加工余量。然后按照加工简图(一)要求核对工件，第一步、以内孔、端面为基准打表找正，粗车辊身外圆、留余量。第二、由于在焊接过程中造成内孔的不规则变形，须增加堆焊内孔工序才能保证内孔外圆同轴度要求。第三步、精车内孔尺寸成，以内孔为基准，外圆尺寸留磨量精车。最后对辊身使用磨床磨削成，保证加工要求的尺寸精度。
　　
　　2.3　削减辊子直径修复方法
　　削减辊子直径修复方法一般用在连铸辊首次修复时，且表面裂纹较小、腐蚀较浅时使用。例如当腐蚀深度小于1.5mm时就可以使用削减辊子直径进行修复。在削减辊子直径修复时要按照加工工艺图的图示修对工件、找正基准，精车、抛光的外圆尺寸也要满足加工工艺图示的要求，最终保证图示尺寸公差和形位公差的要求。
　　
　　
　　三、连铸辊修复时机械加工工艺规程制定原则
　　
　　正确规范的机械加工规程是企业进行组织生产，保证产品质量的重要依据。因此，为了保证连铸辊修复时的加工质量和合理使用设备，一定要编制合理的连铸辊机械加工工艺，制定工艺规程的原则如下：
　　(1)保证连铸辊修复质量。在对连铸辊修复前一定要根据连铸辊的使用场合、使用要求，提出具体的修复要求，这些要求作为连铸辊修复的基本依据。
　　(2)提高劳动生产率。在保证连铸辊修复质量的前提下就要努力提高劳动生产率，无论是工艺路线的制定，还是加工阶段的划分，都要力求提高劳动生产率。
　　(3)减少安全事故的发生。任何企业在进行生产时都要把安全因素放在首位，因此连铸辊修复时机械加工工艺的制定也要优先考虑安全生产，尽量减少安全事故的发生。
　　(4)降低生产成本。要想降低生产成本，提高劳动生产率，扩大企业的利润，增加企业的资本，就要在生产时合理安排修复工艺，尽量节约人力、物力和财力。
　　为了使所制定的机械加工工艺规程能够符合连铸辊修复的质量要求和企业经济最大化，在所有的项目确定后，必须再检查一下对连铸辊修复是否还能做出满足质量要求且更为经济的机械加工工艺规程。
　　
　　四、连铸辊修复机械加工工艺过程介绍
　　
　　为了保证连铸辊修复的各个阶段处于受控状态，确保产品质量满足图纸、标准的要求，连铸辊修复企业一般会对连铸辊修复的工艺、生产过程管理、工装、夹具等和生产过程有关的部分做出专门规定。本文将以机械加工工艺为例进行说明连铸辊修复加工工艺过程。
　　
　　4.1　连铸辊零件图分析
　　连铸辊子零件简图如下所示：其结构特点属于空心的长轴。在转装夹过程中须采用特制专用工装装夹找正，以A、B两面为基准，修外圆尺寸、才能保证其同轴度0.02。从而保证尺寸精度。连铸辊零件图分析是制定加工工艺规程非常关键的一步，因为工艺路线的制定、加工方法的确定，装夹方法的制定和工装夹具的选用都要依据图纸和技术要求。
　　
　　
　　4.2　选择定位基准
　　在制订零件加工的工艺规程时，合理、正确地选择定位基准对于保证连铸辊的修复质量有决定性的作用，定位基准选择的正确与否，不仅对连铸辊各表面间的加工顺序有很大影响，而且也影响到连铸辊的机械加工精度。
　　定位基准的选择又分为粗基准的选择和精基准的选择。定位基准的选择原则有：(1)便于连铸辊的加工、安装；(2)对于具有较多修复表面的连铸辊基准的选择应合理配备加工表面的加工余量；(3)保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求，(4)装夹方便、夹具结构简单。
　　
　　4.3　拟定工艺路线
　　为了使修复后的连铸辊能够达到使用要求、满足生产需求，拟定工艺路线是制定工艺过程总体布局非常关键的一步，拟定工艺路线的主要任务就是加工阶段的划分和加工工序的安排。
　　4.3.1　加工阶段划分。
　　划分加工阶段是为了保证连铸辊的修复质量，合理利用设备和在粗加工阶段及时发现修复缺陷(方法是探伤和观察)，以确定后续工序能否继续，避免人力，物力和财力的浪费。对于连铸辊修复精度要求较高的零件，往往不能用一道工序满足修复质量，而需要用几道工序逐渐达到修复质量的要求。为了合理的利用人力和设备，连铸辊修复的机械加工工艺阶段要分为三个阶段进行，分别为粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段。
　　4.3.2　加工工序安排。
　　连铸辊修复的机械加工工序安排遵循基准先行和先粗后精的原则。基准先行就是先加工基准表面然后再加工其它表面，只有这样才能保证定位基准的准确性，从而保证其余位置的精度要求，最终确保连铸辊的修复质量；先粗后精的原则就是先安排粗加工工序再安排精加工工序。
　　4.3.3　热处理工序安排。
　　为了消除堆焊过程中产生的内应力，防止冷却过程中产生裂纹，应及时进行缓冷处理，这样方可保证焊接材料的物理性能。根据降温要求可采用不同的保温方法，现场如无更好的保温措施，堆焊完的连铸辊，要立即用石棉布包裹，使之缓慢冷却。
　　
　　4.4　径向跳动、直线度及打压、试水检查
　　径向跳动、直线度及打压、试水检查是确保出厂连铸辊合格的最后一步，也是检验连铸辊修复质量的关键手段之一。组装完成后的辊子按修复标准必须进行同轴度、直线度、水量、硬度和外观检查，及辊子的转动情况进行检查，做到单人盘辊无卡死、死点，转动均匀安装完成的成品辊子，放置在检验平台上，用螺栓把紧后要用平尺测量辊面的直线度，以轴承座支撑为基点，旋转辊套检测径向跳动量。
　　
　　五、结束语
　　
　　连铸辊作为连铸设备的核心部件，其质量和使用寿命直接影响着连铸的产量，制定完善合理的机械加工工艺规程对连铸辊的修复质量有重要的指导意义，对实施连铸辊修复的作业人员有很大的帮助。本文重点介绍了连铸辊修复的机械加工工艺过程，希望对从事连铸辊修复的作业人员有一定的借鉴。
　　
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