八钢板坯连铸机扇形段基座X值测量方法改进

八钢板坯连铸机扇形段基座X值测量方法改进

郭刚

新疆德勤互力工业技术有限公司新疆乌鲁木齐市830022

摘要：介绍了板坯连铸机扇形段全线对弧，通过测量工具改造取得的成果。

关键词：扇形段；弧度；精度；坐标；测量；香蕉座；平面座；激光测距仪；线坠；基准线。

1、前言

宝武集团八钢公司现有四台1800板坯连铸机，为八钢公司热轧厂，冷轧厂、中厚板厂提供合格的铸坯，是八钢公司钢产品生产的主要生产线。单台板坯连铸机在使用1-2年后，扇形段香蕉座原始基准点数据值与原设计值会存在偏差，扇形段会装后，在调整弧度精度时，往往比较困难，会出现弧度跑偏现象，因此连铸机在生产的时候，会产生角裂，纵裂及三角区裂纹等铸坯质量缺陷，严重影响轧钢产线的正常生产。针对此问题，我们提出整改建议，决定将扇形段安装基座的坐标值按设计值进行调整恢复，以确保连铸机的铸机弧度精度可控。

八钢公司板坯连铸机结构（如附图一所示），为确保连铸机扇形段间弧度值在（1±0.3）mm区间内，就必须保证安装扇形段的各“U”型座、平面垫的坐标值在弧线区间内，如此就要求在恢复设备功能精度时要考虑设备检修前坐标数据的测量，检修过程中扇形段各“U”型座坐标值的调整，连铸流线弧形校准等问题。本文结合八钢公司以往对四台板坯连铸机的扇形段“X”值的侧量基础上，将设计运用的新工具和新方法予以归纳和介绍。

附图一

2、扇形段原始测量方法简述

2.1板坯连铸机弧形校准基准点清理选择与基准线的设置

扇形段吊运完毕后对连铸机基准点进行返点至可测量位置，对外弧基准线、连铸中心基准线、香蕉座两侧6个基准点进行拉线标示，并做好外弧基准点（振动框架下方混凝土立柱上2个点）、连铸中心基准点（冲渣沟内2个点）、香蕉座两侧6个基准点的清理工作。清理后就应该选择X（水平）、Y（高度）方向测量基准点的位置，Y方向（高度）位置测量基准点选择在10号扇形段平面安装定位支座上，基准点高度数值需进行测量并记录和标记，以便于多次测量和数据校验。X方向以外弧基准线为测量基准线，在扇形段两侧外弧基准点上挂线坠，将两基准点间的直线返至上方的吊线支架上，当位置确定后在支架上钜沟槽拉定位钢线。确保上下两条直线在铅垂面上，吊线支架长度约3米，分别从振动框架两侧边缘向下放带线坠的钢丝，如此四根钢丝确立的平面做为基准平面，此基准平面可视为外弧基准平面，平面上的任何垂线可视为外弧基准线。

2.2板坯连铸机U形座实际弧形坐标的检测方法

U形座实际弧形坐标的检测方法一般有两种：既全站仪测量和经纬仪配合钢盘尺测量。本文重点介绍经纬仪配合钢盘尺测量方法。

2.3.1在利用经纬仪配合钢盘尺测量“U”型座X（水平）、Y（高度）的数值时，对扇形段安装位置（U型座、平面座）进行检测时，U型座内置入假轴做为测量基准进行定位。测量所用铟钢尺必须确保水泡对中（确保数据的准确性）。扶铟钢尺人员在扶尺过程中应选用辅助杆来支撑铟钢尺，确保尺身的稳定性。测量顺序为先利用10号扇形段的水平座的Y值返出一个Y方向的基准。然后由8段至1段的顺序将各点的X轴方向距离值与高程Y轴方向距离值逐一检测出来。然后由8段至13段的顺序将各点的X轴方向距离值与高程Y轴方向距离值逐一检测出来。在利用线坠测量时，为保证线坠的稳定性，线坠下方必须设置油盒，防止线坠来回摆动。

2.3.2具体测量步骤如下：1）、利用钢卷尺在支架上做第1条平行线（距离外弧基准线1430mm），可检测3段、4段入口、共6个“U”型座坐标距离外弧基准线的数值。2）、在扇形段吊装口两侧焊接掉线支架，焊接支架采用角钢焊接，距离平台500mm高度。每隔1米焊接1个支撑腿确保支架的刚度，总长约8米。3）、利用经纬仪将返定的外弧基准线做第2条平行线（距离外弧基准线5300mm）可检测4段出口、5段共6个点的距离外弧基准线的数值。4）、利用经纬仪将返定的外弧基准线做第3条平行线（距离外弧基准线8000mm）可检测6段共4个点的距离外弧基准线的数值。5）、利用经纬仪将返定的外弧基准线做第4条平行线（距离外弧基准线9200mm）可检测7段共4个点的距离外弧基准线的数值。6）、利用经纬仪将返定的外弧基准线做第3条平行线（距离外弧基准线11600mm）可检测8段共4个点的距离外弧基准线的数值。7）、利用9-13段水平段出口轴承座与8段出口轴承座检测9-13段共20个点的距离外弧基准线的坐标值。8）、用钢盘尺测量两垂线间的距离，钢盘尺要确保有效的张紧力，测量过程中盘尺必须上下移动，取最小点做为测量值。

3、拉钢盘尺法测量X值存在的问题

八钢公司板坯连铸机的1至13号扇形段安装在香蕉底座上，每一个扇形段固定于香蕉底座上的U型座和平面座上。每年板坯连铸机年修时均需开展对于扇形段安装位置（U型座、平面座）坐标值（x，y）的测量和调整，具体安装位置如图一所示。以保证连铸机弧值的精准性。八钢公司对板坯连铸机扇形段安装位置原引进测量单位使用全站仪测量，耗时较长，耗资30万元。后经技术人员调整方案，采用x值、y值分开测量的简易方法，即x值测量采用拉钢盘尺法，y值采用精密水准仪法。拉钢盘尺测量x值的方法，在现场实施中存在以下几个问题：

a、在如图一侧视图弧线上测量，现场难于保证钢盘尺水平度与垂直度，钢盘尺每倾斜1°，测量误差达到0.17mm/m；

b、基准线或线坠轻微摆动，会严重影响测量结果；

c、放三条辅助基准线，累积误差大，多次测量方可取3次有效数据；

d、作业现场空间狭小且高空作业两人用力拉钢盘尺（15kg）存在安全隐患；

附图二

除此之外，测量累积误差大：当x值最大23947mm，假定钢盘尺倾斜1°，导致斜边长度：L=23947/cos1°=23951误差值达到0.167mm/m×23.947≈4mm，远大于标准要求的±1mm。

4.测量方法的改进思路

综合原有测量工器具和测量方法考虑，为了实现更加方便、快捷、准确的测量出X值，需要从以下几个方面来制定解决方案：

a、x坐标值考虑在平面上测量，把弧线上点投射到平面上；

b、减少辅助基准线数量，避免累计误差；

c、利用远红外测距仪等设备；

d、建立测量尺与测量线的垂直关系；

f、提高安全性。

5、测量工具的制作与新方法的使用

通过挖掘和利用单位现有资源即激光测距仪、车床、铣床、钻床、线切割机等设备，设计制作出一套专用工具，该专用工具需配合激光测距仪一起使用。设计过程中解决了钻∮1mm深孔，孔深比1:40的问题，即先在定位滑块上钻∮10mm孔（孔深比1:4），在∮10mm孔内装配多个∮10mm胶木柱销，每个胶木柱销长8mm，中心钻∮1mm孔（孔深比1:8）。制作过程通过保证定位滑块穿钢丝孔中心线、吊线坠孔中心线与标靶外表面在同一平面上，实现弧线上点投射到平面上。该工具由以下零部件组成：1）、测量标靶（如图二）4件，分别由定位螺栓、标靶、穿线柱销、胶木柱销、定位滑块等零件组成。2）、测距仪定位底座2件，分别由沉头螺栓、调平螺母、磁铁、矩形挡铁、L形挡铁、支撑平板等零件组成。

附图三

具体使用方法：将线坠通过穿线柱销固定在测量标靶线坠上，然后将四个测量标靶分为两组，用两根钢丝穿入测量标靶滑块内，将其中一组穿有测量标靶的钢丝与扇形段安装外弧基准线重合，作为测量基准面。另一组穿有测量标靶的钢丝作为活动测量面，两件测距仪定位底座分别定位在连铸机驱动侧和非驱侧的合适位置上，配合使用激光测距仪进行测量。

6、效果比对

通过新的X值测量方法的运用，获得了以下几个方面的成果：a、实现了在弧线上的x坐标值在平面上测量；b、减少辅助基准线数量，避免了人为累计误差；c、利用激光测距仪等设备，保证测量尺的水平与垂直度，保证了测量数据的准确性；d、可直接读取测量数据，避免了反复测量的时间，与拉钢盘尺法比较可缩短测量时间24h；f、减少了作业人员，提高了作业人员安全性。此次测量方法的改进及运用，可推广到同类型板坯连铸机扇形段x坐标值的数据测量上。

7、结束语

扇形段香蕉座基座X值测量新方法的使用，不仅有效减少了作业人数并缩短了作业时间，保障了板坯连铸机扇形段基座数据的准确性，同时为八钢公司二炼钢厂连铸机设备的年休提供了有效的数据依据，使连铸机设备由周期年修变为状态维修，大大降低了维修成本。

参考文献:

[1]东北工学院编，罗振才主编《炼钢机械》，冶金工业出版社，1989

[2]西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，孙桓、傅则绍主编《机械原理》，高等教育出版社，1989。