1650连铸电磁搅拌辊扇形段地脚螺栓结构改进.pdf

1、设备管理与改造ShebeiGuanli yuGaizao1650连铸电磁搅拌扇形段地脚螺栓结构改进邱玉明月万明海（宝钢湛江钢铁有限公司，广东湛江52 4 0 7 2）摘要：铸流电磁搅拌辊技术在部分生产硅钢的连铸机上得到了应用，而搅拌辊的布置往往会影响扇形段的地脚螺栓安装。现根据湛江新投产的1 6 50 连铸机电磁搅拌辊扇形段的实际空间情况，提出在不改变现有扇形段和香蕉座支座结构的情况下，通过增加过渡块、斜垫片等办法，解决扇形段安装问题，实现使用原配电动力矩扳手进行地脚螺栓预紧的高效可靠紧固。关键词：扇形段；电磁搅拌；地脚螺栓；改进中图分类号：TF341.6文献标志码：AD0l:10.19514

2、/32-1628/tm.2023.20.018文章编号：1 6 7 1-0 7 9 7(2 0 2 3)2 0-0 0 6 6-0 41现状分析湛江新投产的1 6 50 连铸机，1#扇形段配备了两对电磁搅拌辊，分别置于扇形段的入口和出口位置。电磁搅拌辊相比于常规的被动辊，直径相同但长度增加了很多，主要是电缆接口所致。而增加的这部分长度正好在扇形段的地脚螺栓安装座孔上方，从而影响了地脚螺栓的安装,特别是影响了螺栓预紧用的电动力矩扳手的空间，以至于该地脚螺栓只能采用呆扳手加榔头敲击的办法来预紧，预紧力矩很难达标。该扇形段处于弯曲段和弧形段交接点，此位置辊子对弧要求高，如果螺栓预紧力矩不达标，很容易

3、影响辊子对弧精度，造成连铸坏质量事故 2-3 。现场扇形段情况如图1、图2 所示。盖型螺母、香蕉座支座部位用横圆杆螺母与拉杆螺栓连接，如图3 所示。拉杆螺栓的预紧方式：通过电动力矩扳手在上方的盖型螺母施加预设力矩，下方的横圆杆螺母卡在香蕉座支座的弧形槽内，不会跟着旋转。当上方电动力矩扳手空间不足时，就只能使用呆扳手和榔头敲击来紧固盖型螺母；或者采购专用的中空液压力矩扳手来紧固，但费用高，效率低。2341一盖型螺母；2 一扇形段支座；3 一拉杆螺栓；4一香蕉座支座；5一横圆杆螺母。图3 原扇形段地脚螺栓安装形式2.2改进总体思路改进的思路如下：更改香蕉座支座的结构，取消横圆杆螺母，用盖型螺母来替

4、代，这样就可以仍使用现已配备的电动力矩扳手进行紧固。图1 常规扇形段地脚螺栓位置2改进方案2.1厂原地脚螺栓安装形式原地脚螺栓安装形式如下：扇形段支座部位用图2 电磁搅拌辊扇形段地脚螺栓位置扇形段支座不宜更改设计，以保证该扇形段与另外5个弧形段的互换性。香蕉座支座的改动不宜太大，特别是不宜在支座本体进行火焰切割、焊接等容易引起香蕉座变形的操作。66机电信息2 0 2 3 年第2 0 期总第7 1 6 期Shebei Guanli yuGaizao设备管理与改造因此，形成的改进方案如图4 所示。斜凹槽134561、6 一盖型螺母；2 一扇形段支座；3 一拉杆螺栓；4一香蕉座支座；5一支座过渡块。

5、图4 改进方案示意图2.31问题点增设支座过渡块，可以避免在香蕉座本体进行动火作业。但由于扇形段有4 个地脚螺栓，入口2 个、出口2 个，入口或出口扇形段支座横向的中心距，与香蕉座的支座横向中心距是不相同的，扇形段支座横向中心距大了约9 5mm。因此，原拉杆螺栓安装并非垂直于扇形段支座平面，而是在断面图方向有约5的倾角，具体如图5所示。同时，在扇形段的支座受力面也相应设置了一个斜凹槽，具体如图6 所示。螺栓有5倾角图6 扇形段支座螺栓安装面图2.4问题点解决办法按照前述改进思路，不改变现有扇形段支座和香蕉座支座的结构，采用外加零部件的方式解决。由于采用双螺母的结构形式，拉杆螺栓的安装就必须与安

6、装面垂直，否则会严重影响拉杆螺栓的受力。解决办法包括以下两点：首先应增加香蕉座支座横向中心距离，使得其值与扇形段支座横向的中心距相同，即香蕉座支座设置过渡块使得中心距外移9 5mm；其次在扇形段支座螺栓安装的斜凹槽设置一个相同斜度的垫圈，弥补该角度，使得与盖型螺母接触的表面与拉杆螺栓中心线是垂直的。为保证斜垫圈放入斜凹槽的角度正确，在斜垫圈上需设置定位凸台。形成的两个办法方案图如图7、图8 所示。图7 香蕉座支座过渡块示意图图5地脚螺栓安装断面图图8 扇形段支座斜垫圈示意图机电信息2 0 2 3 年第2 0 期总第7 1 6 期6 7设备管理与改造ShebeiGuanli yuGaizao图1

7、 1 防转扳手2.5关键件结构设计和强度校核通过上述方案形成零部件图，关键件需进行强度校核以确定材质和形状满足受力要求。本方案中，拉杆螺栓直径和材质不需要改变，但长度需要适当增加以适应新增的过渡块尺寸；垫圈和斜垫圈的材质和形状基本保持不变且不是关键件。因此，新增的主要受力件为过渡块，需进行强度校核 4 。通过三维建模、有限元受力分析，对受力微弱的局部形状进行优化，得出最终的支座过渡块方案和校核受力云图，如图9、图1 0 所示。拉杆螺栓M48，预紧力矩为4 0 0 0 Nm，计算拉杆预紧力约为50 0 kN。有限元计算结果最大等效应力为1 3 5.5MPa，最大位移为0.1 1 mm。过渡块选用

8、材质为Q345B，强度满足要求。图1 1 所示。螺栓安装的步骤粗略概述如下：先将上部盖型螺母拧入拉杆螺栓约4 0 mm，然后在扇形段支座垫入斜垫圈，将拉杆螺栓穿入斜垫圈，至下部的香蕉座支座及其过渡块，后加平垫圈和下部盖型螺母。手拧紧下部螺母后，在上部盖型螺母套入防转扳手，下部盖型螺母使用电动力矩扳手拧紧，预紧力矩为4000Nm。后拆下防转扳手和电动力矩扳手。最终方案如图1 2、图1 3 所示。防转扳手图9 香蕉座支座过渡块优化图类型：Mises等效应力单位：MPa2022-11-02T14:53:48135.5最大值108.481.4图1 2 最终方案示意图54.327.20.1最小值图1 0

9、 香蕉座支座与过渡块静力有限元分析3改进方案的现场安装事宜在现场实施螺栓紧固的过程中，采用改进方案，可能会遇到上部盖型螺母在预紧过程中与拉杆螺栓跟转的问题。因此，可利用原有扇形段在该位置设置的一个挡块，增设一个防止螺帽跟转的防转扳手，如4结束语连铸机的铸坏支撑段通常由多个扇形段组合成圆滑过渡的辊列，每个扇形段与支撑架通过传统的拉杆螺栓螺母副连接。但有部分扇形段特别是电磁搅拌辊扇形段，其电磁搅拌辊占用了传统的拉杆螺栓安装位置，需单独设置不同的扇形段固定方式。笔者利用现有的扇形段和支撑座结构，巧妙、合理地进行了方案设计和实施，取得了良好的效果，既满足了精确紧固力矩的需要，也实现了高效工具的利用，提

10、升了检修效率和质量。该方案对于相同工况特别是68机电信息2 0 2 3 年第2 0 期总第7 1 6 期Shebei Guanli yu Gaizao设备管理与改造1:287654321FFEEDD4CCBB链钢炼钢设备技术组标记处数分区更改文件号签名A年月日2022/示准化中核批准87连铸机扇形段改造具有很好的参考意义。参考文献1王树青，张玉龙.板坏连铸扇形段改造分析 J.冶金设备，2 0 0 7(增刊2)：6 3-6 4.2刘俊玉，周卓锁，李井锋.浅谈板坏连铸机扇形段的改进J.连铸，2 0 0 7(6):2 9-3 0.3黄华，夏春祥，徐李军，等.板坏连铸机扇形段框架结构对辊缝偏差的影响

11、J.重型机械，2 0 1 9（5）：6 2-6 7.（上接第6 5页）对其他企业只能起到参考作用，但只要立足实际、抽丝剥茧，问题的症结终会被找到。参考文献1陈刚.火电厂入厂煤与入炉煤热值差偏大问题分析 J.内蒙古煤炭经济，2 0 2 2（1 3）：1 1 7-1 1 9.2周臻.关于燃煤电厂入厂入炉煤热值差分析与探索 J.阶设标记65图1 3最终方案图纸4陈敏，秦文彬.板坏连铸机扇形段有限元分析 J.治金设备,2 0 1 3(1):4 1-4 3.收稿日期：2 0 2 3-0 6-2 5作者简介：邱玉明（1 9 7 6 一），男，广东韶关人，工程师，机械点检技师，宝钢湛江钢铁炼钢厂设备技术组组

12、长，从事炼钢和连铸设备技术管理工作。万明海（1 9 8 8 一），男，广西玉林人，高级工，宝钢湛江钢铁炼钢厂连铸机械作业区点检员，从事连铸设备点检维护工作。清洗世界，2 0 2 1,3 7(1 2)：2 8-3 1.3王超，高子琦，王东路，等。电厂入厂煤与入炉煤热值差偏大问题分析 J.山东电力技术，2 0 1 9，4 6（3)：6 6-6 8.收稿日期：2 0 2 3-0 6-2 1作者简介：吕心瞳（1 9 9 2 一），男，山东临沂人，助理工程师，研究方向：火力发电。比例#SEG纯拌螺栓安装图14CB266-262-010043A21机电信息2 0 2 3 年第2 0 期总第7 1 6 期6 9