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摘 要：本文结合八一钢铁股份公司板坯连铸机在生产过程中产生的结晶器锥度偏移与结晶器在制造过程中，转配过程中产生的间隙进行关联分析，针对结晶器夹紧装置、驱动系统、调宽装置等进行了深层次的分析。以对制造过程、转配过程中产生的间隙进行处理，解决结晶器生产过程中产生的锥度偏移问题。
关键词： 结晶器 锥度偏移 夹紧装置 制造间隙 安装间隙
前言：结晶器在浇铸不同的断面过程中，根据收缩量设定不同的锥度值。锥度值是结晶器工作的重要保证，锥度的变化直接影响连铸机的正常工作，严重变化会造成铸坯鼓肚、超宽、漏钢等重大事故。而结晶器的自锁性、夹紧装置、制造、安装过程中产生的间隙直接影响结晶器锥度的控制，必须严格保证。
一、板坯连铸机结晶器结构
结晶器是由内弧、外弧、两个窄边，四块铜板盒组成。内弧侧铜板盒用4个液压缸和碟形弹簧组成的夹紧和松开装置，对铜板盒进行松紧调节。当夹紧窄边铜板时，用碟形弹簧的力紧夹，松开时在油缸的有杆侧进油，将宽边铜板松开，这时可以进行宽度调节。
宽度调节装置由蜗轮、蜗杆齿轮箱、丝杆和套筒组成的伸缩装置和窄边铜板盒组成。当需要调宽时，丝杆通过与其相配的套筒前进后退来实现。螺旋传动比i=10mm/周，蜗轮蜗杆传动比i=10，减速机传动比为i=10。
二、存在現象：
在第二炼钢厂2#板坯连铸机热调试及后期生产过程中，维护人员对结晶器窄边锥度进行设定后，浇铸一个浇次后（4-9炉）结晶器窄边锥度漂移2-5mm不等，对板坯连铸生产的铸坯质量造成极大的影响、鼓肚、超宽等各种缺陷始终存在。
三、问题判断及处理：
第二炼钢厂机械系统在对板坯连铸结晶器一个多月的检测、调整、试验以及多方面数据分析后，通过调整设备在装配过程中的误差，规范维护人员在锥度调整、检测过程中的行为等合理有效的措施，基本掌握了结晶器锥度漂移的部分趋势，并使之在整个连铸生产过程中得到了较好的控制和保持，为连铸下一步的生产组织创造了条件。具体在如下几方面做了工作：
1、结晶器制造及装配数据统计、分析及处理；
1.1螺纹传动间隙调整：根据图纸及现场实物的分析，结晶器调宽装置，设计采用了导向杆与丝杆通过T形螺纹旋转产生相对位移来实现。螺套的加工为整根加工完成后分割成两个零件，然后通过调整垫、定位键消除螺套、丝杆上的间隙。通过对传动副丝杆、螺母装配及轴套配合部位进行检查测量，发现螺套部位调整垫存在不同程度的偏差，有未安装调整垫，有调整垫垫厚度不够。重新加工装配中间调整垫，基本消除T形螺纹及轴套配合所可能产生的间隙；
1.2止推轴承轴向间隙调整；为了排除丝杆可能产生轴向位移而影响到调宽的准确，对其丝杆（左右）轴向定位推力轴承的部位进行解体、检查，调整使其间隙完全满足满足设计要求（﹤0.1mm）；
1.3蜗轮传动自锁性的确认；通过蜗轮二级传动轴端角位移的在线检测，确认蜗轮传动自锁的可靠性；
1.4蝶簧夹紧力的检测确认及在夹紧情况下调整锥度机构弹性变形量的统计、处理；
1.4.1蝶簧预紧力根据压平载荷载荷计算公式：Fc=〔4E/（1-v2）〕〔δ3h0/（K1*D2）〕弹性模量E=2.06*105MPa，泊松比V=0.3，蝶簧厚度δ，蝶簧压平时变形量的计算值h0，因子K1=0.64，蝶簧外径D。计算得出上部蝶簧预紧时压紧力为25000N，下部蝶簧预紧力为60000N。
对结晶器夹紧状态下调宽、调锥窄边机构需克服宽边铜板夹持情况下的摩擦力，上部施加力为F1=2*N1*f=5000N，下部施加力为F2= 2*N2*f =12000N。分析在结晶器夹紧状态下调宽、调锥窄边机构调宽装置产生弹性变形蓄能，在开机过程中变形势能随振动的发生释放，锥度产生变化。根据现场试验分析，夹紧情况下调整的锥度在松开宽边夹持力后窄边铜板回有1-3mm的变化量，明确了弹性变形对结晶器锥度稳定性的影响；
2、较先进锥度测量仪的应用；原有的机械锥度测量仪的测量精度因受弹簧变形、工作面磨损、基架变形、百分表校核精度、水平仪安装误差、操作方式等多方面因素影响，测量重复精度差，缺乏可比性，选用自对中锥度测量仪，自对中锥度测量仪对操作的要求低，操作简单，精度高（0.01mm）有助于连铸高效的生产组织。
3、锥度测量方法的规范化；根据前面的数据计算、试验分析，夹紧状态下的调锥造成的调宽装置的弹性变形为结晶器锥度偏移的主要原因。因此规范维护人员的调锥方法。由前期夹紧状态下的调锥转化为结晶器窄边顶开状态下调宽、调锥，夹紧状态下校准，调锥过程中最后必须采取调宽装置上部调宽，下部调窄方法消除装配过程中产生的装配误差。极大程度的保证了结晶器锥度的稳定性。
四、结论：
结晶器锥度漂移的主要原因有三：A.设备制做及装配精度差（尤其是西冶制做的结晶器调宽装置双半T型螺母中间未按图纸要求装配调整垫），使得调宽机构中存在空隙，锥度在钢水静压及拉坯摩擦力的作用下产生漂移；B.调宽方法不当：结晶器宽边夹紧状态下调宽使机构产生弹性变形蓄能，在开机过程中变形势能随振动的发生释放，锥度产生变化；C.测量方法不当及测量工具精度低、重复精度差导致测量数据不可靠。
通过调整设备制做和装配过程中产生的间隙，规范结晶器调锥调整方法以及使用先进的测量工具，目前结晶器锥度漂移问题已基本解决。
关键词： 结晶器 锥度偏移 夹紧装置 制造间隙 安装间隙
前言：结晶器在浇铸不同的断面过程中，根据收缩量设定不同的锥度值。锥度值是结晶器工作的重要保证，锥度的变化直接影响连铸机的正常工作，严重变化会造成铸坯鼓肚、超宽、漏钢等重大事故。而结晶器的自锁性、夹紧装置、制造、安装过程中产生的间隙直接影响结晶器锥度的控制，必须严格保证。
一、板坯连铸机结晶器结构
结晶器是由内弧、外弧、两个窄边，四块铜板盒组成。内弧侧铜板盒用4个液压缸和碟形弹簧组成的夹紧和松开装置，对铜板盒进行松紧调节。当夹紧窄边铜板时，用碟形弹簧的力紧夹，松开时在油缸的有杆侧进油，将宽边铜板松开，这时可以进行宽度调节。
宽度调节装置由蜗轮、蜗杆齿轮箱、丝杆和套筒组成的伸缩装置和窄边铜板盒组成。当需要调宽时，丝杆通过与其相配的套筒前进后退来实现。螺旋传动比i=10mm/周，蜗轮蜗杆传动比i=10，减速机传动比为i=10。
二、存在現象：
在第二炼钢厂2#板坯连铸机热调试及后期生产过程中，维护人员对结晶器窄边锥度进行设定后，浇铸一个浇次后（4-9炉）结晶器窄边锥度漂移2-5mm不等，对板坯连铸生产的铸坯质量造成极大的影响、鼓肚、超宽等各种缺陷始终存在。
三、问题判断及处理：
第二炼钢厂机械系统在对板坯连铸结晶器一个多月的检测、调整、试验以及多方面数据分析后，通过调整设备在装配过程中的误差，规范维护人员在锥度调整、检测过程中的行为等合理有效的措施，基本掌握了结晶器锥度漂移的部分趋势，并使之在整个连铸生产过程中得到了较好的控制和保持，为连铸下一步的生产组织创造了条件。具体在如下几方面做了工作：
1、结晶器制造及装配数据统计、分析及处理；
1.1螺纹传动间隙调整：根据图纸及现场实物的分析，结晶器调宽装置，设计采用了导向杆与丝杆通过T形螺纹旋转产生相对位移来实现。螺套的加工为整根加工完成后分割成两个零件，然后通过调整垫、定位键消除螺套、丝杆上的间隙。通过对传动副丝杆、螺母装配及轴套配合部位进行检查测量，发现螺套部位调整垫存在不同程度的偏差，有未安装调整垫，有调整垫垫厚度不够。重新加工装配中间调整垫，基本消除T形螺纹及轴套配合所可能产生的间隙；
1.2止推轴承轴向间隙调整；为了排除丝杆可能产生轴向位移而影响到调宽的准确，对其丝杆（左右）轴向定位推力轴承的部位进行解体、检查，调整使其间隙完全满足满足设计要求（﹤0.1mm）；
1.3蜗轮传动自锁性的确认；通过蜗轮二级传动轴端角位移的在线检测，确认蜗轮传动自锁的可靠性；
1.4蝶簧夹紧力的检测确认及在夹紧情况下调整锥度机构弹性变形量的统计、处理；
1.4.1蝶簧预紧力根据压平载荷载荷计算公式：Fc=〔4E/（1-v2）〕〔δ3h0/（K1*D2）〕弹性模量E=2.06*105MPa，泊松比V=0.3，蝶簧厚度δ，蝶簧压平时变形量的计算值h0，因子K1=0.64，蝶簧外径D。计算得出上部蝶簧预紧时压紧力为25000N，下部蝶簧预紧力为60000N。
对结晶器夹紧状态下调宽、调锥窄边机构需克服宽边铜板夹持情况下的摩擦力，上部施加力为F1=2*N1*f=5000N，下部施加力为F2= 2*N2*f =12000N。分析在结晶器夹紧状态下调宽、调锥窄边机构调宽装置产生弹性变形蓄能，在开机过程中变形势能随振动的发生释放，锥度产生变化。根据现场试验分析，夹紧情况下调整的锥度在松开宽边夹持力后窄边铜板回有1-3mm的变化量，明确了弹性变形对结晶器锥度稳定性的影响；
2、较先进锥度测量仪的应用；原有的机械锥度测量仪的测量精度因受弹簧变形、工作面磨损、基架变形、百分表校核精度、水平仪安装误差、操作方式等多方面因素影响，测量重复精度差，缺乏可比性，选用自对中锥度测量仪，自对中锥度测量仪对操作的要求低，操作简单，精度高（0.01mm）有助于连铸高效的生产组织。
3、锥度测量方法的规范化；根据前面的数据计算、试验分析，夹紧状态下的调锥造成的调宽装置的弹性变形为结晶器锥度偏移的主要原因。因此规范维护人员的调锥方法。由前期夹紧状态下的调锥转化为结晶器窄边顶开状态下调宽、调锥，夹紧状态下校准，调锥过程中最后必须采取调宽装置上部调宽，下部调窄方法消除装配过程中产生的装配误差。极大程度的保证了结晶器锥度的稳定性。
四、结论：
结晶器锥度漂移的主要原因有三：A.设备制做及装配精度差（尤其是西冶制做的结晶器调宽装置双半T型螺母中间未按图纸要求装配调整垫），使得调宽机构中存在空隙，锥度在钢水静压及拉坯摩擦力的作用下产生漂移；B.调宽方法不当：结晶器宽边夹紧状态下调宽使机构产生弹性变形蓄能，在开机过程中变形势能随振动的发生释放，锥度产生变化；C.测量方法不当及测量工具精度低、重复精度差导致测量数据不可靠。
通过调整设备制做和装配过程中产生的间隙，规范结晶器调锥调整方法以及使用先进的测量工具，目前结晶器锥度漂移问题已基本解决。