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摘要：文章探讨了连铸机设备的检修技术及减排策略。在连铸工艺中，设备的可靠性和效率至关重要，而有效的检修与减排策略可以显著提升设备的运行效率和环境友好性。文章首先介绍了连铸机的组成与工作原理，然后分析了常见的故障类型及其原因，接着深入讨论了检修技术的关键步骤，包括设备拆解与组装技术、零部件检测与更换技术、润滑与密封技术以及安全与环保技术。最后，提出了针对连铸机设备的减排策略，包括减少能源消耗、废气排放和废水排放的具体措施。通过研究分析，助力于推动钢铁产业向绿色制造和可持续发展转型，实现环境保护和可持续发展的目标。
关键词：连铸机；检修技术；减排策略；环境友好；故障分析
在钢铁生产过程中，连铸机是在高温下将液态钢转化为固态钢的核心设备。连铸机通过连续操作显著提升了生产效率和产品质量。然而，长时间高负荷运行容易导致机械、电气和液压系统等故障，这些问题严重影响了生产的稳定性和经济效益。钢铁生产过程中的能源消耗巨大，污染物排放也增加了环境压力。因此，针对连铸机设备，研究其检修技术与减排策略不仅能提高设备运行效率和寿命、降低生产成本，还能有效减少能源消耗和污染物排放。
1连铸机设备的组成与工作原理
1.1连铸机的主要部件
连铸机由多个复杂部件组成，包括钢包、中间包、结晶器等核心装置。此外，还包括振动装置、二次冷却装置、拉坯机、矫直机和切割机等。在连铸作业中，这些部件各自承担着重要的角色。结晶器作为关键装置，在钢水转变为坯料过程中起着决定性作用，其冷却效率和振动频率直接影响坯料外壳的完整性和内部结构。振动装置通过周期性运动有效防止结晶器中钢水凝固阶段出现裂缝。
在生产实践中，这些部件必须紧密协作，以确保连铸流程顺利进行。如精确控制水量和水压的二次冷却设备能逐步冷却铸坯，最终实现均匀的硬度和韧性。拉坯机和矫直机的主要功能是将铸坯从结晶器中拉出并进行初步校直，为后续的切割和轧制操作打下基础。
1.2连铸工艺流程
连铸工艺包含准备钢水、注入、凝固、拉坯、矫直到最终切割等关键步骤。首先，精炼后的钢水（温度约在1550~1600℃)被灌入钢包，然后通过提升设备转移到容量约为25~30t的中间包中。中间包的主要作用是减少冲击并分配流动，确保钢水均匀地进入结晶器。
在结晶器内，钢水经过冷却水的作用逐渐凝固，形成厚度约为20~30mm的坯壳。随后，在振动装置的辅助下，铸坯逐渐从结晶器中脱离，并进入二次冷却区。二次冷却区专门用于进一步冷却和硬化处理，每吨钢通常需要控制2~3m3的冷却水量。
完成二次冷却后，铸坯由拉坯机以0.5~1.5m/min的速度拉出，并经矫直机进行初步矫直。最后，切割机将铸坯切割成6~12m长的坯料，以供后续的轧制工序使用[1]。
2常见故障类型及其原因分析
2.1机械故障
机械故障主要表现为轴承磨损、传动部件松动或损坏以及结晶器振动装置故障。例如，结晶器振动装置长时间运行时，如果润滑不够或使用质量不佳的润滑油，轴承可能会过早磨损，导致振动效果减弱，甚至使铸坯表面产生1~3mm深的裂痕。传动部件，如链条和皮带长期承受高负荷，若未定期检查和维护，可能出现松动或磨损，从而降低传动效率甚至导致设备停机维修。
2.2电气故障
连铸机设备运行过程中常见电气问题，主要涉及电机、电控系统和传感器的异常。例如，电机超负荷运行或在散热不良的环境中工作时，温度可能升高超出额定值（一般为150℃),导致电机线圈绝缘层损坏，影响设备正常运行。在电控系统中，控制器和继电器老化可能导致电路短路或功能失效，进而影响设备的自动化控制能力。温度传感器数据输出异常或中断会影响对铸坯冷却和凝固过程中温度的精确控制。如表1所示。
2.3液压系统故障
连铸机依赖液压系统实现其功能，液压系统可能出现多种故障，如液压泵失效、液压管路泄漏或液压阀故障。当液压油污染严重时，油中的颗粒杂质会加速液压泵和阀的磨损。通常液压泵和阀的预期寿命超过8000h，但油液严重污染时可能降至4000h以下。管路接头松动或密封件老化失效都可能导致液压油泄漏，影响系统工作压力稳定性，进而严重影响设备正常运行和铸造工艺质量。
3连铸机设备的检修技术
3.1检修前的准备工作
在进行连铸机设备的检修之前，必须完成一系列详尽的准备工作。这包括制定检修方案、准备必要的检修工具和备件，并确保实施安全措施。首先，需要充分了解设备的运行状态和故障诊断，然后精心编制详尽的维护计划。维护计划应明确列出维护项目、实施步骤以及需要特别注意的关键事项。
为了顺利进行检修活动，必须准备好必要的机械辅助工具和设备，包括各种工具、机械装置和备用零件。这些工具和设备的充分准备能够保证检修工作的顺利进行。最后，应实施多项安全措施，如切断电源、释放压力、设置防护障碍等，以确保参与维护和检修工作的人员的人身安全。
在开展设备检修工作之前，还应进行相关人员的专业技能培训，并明确各自的工作职责和任务。这确保所有参与检修的操作人员不仅具备必要的技术能力，而且对工作流程和安全要求有清晰的理解和认识。
3.2检修过程中的关键技术
3.2.1设备拆解与组装技术
在拆解前，需要详细记录各个设备组件的位置和连接路径，可以通过标识和拍摄照片的方式进行。特别是在拆卸结晶器时，要注意振动装置的拆卸顺序和力矩，避免对轴承和振动机构造成损伤。对液压系统进行拆解前，必须先进行卸压操作，防止高压液压油喷溅造成伤害。在拆解过程中，使用液压扳手和千斤顶等专业工具，确保操作安全可靠。
在设备组装过程中，严格遵循技术规范和操作手册的指导。确保每个部件都正确安装并恢复其原有的精准配合。例如，在安装轴承时，必须使用精确的扭矩扳手，按照规定的扭矩范围进行拧紧，以确保固定恰当，避免过紧或过松。在组装液压系统时，仔细检查每个接头和密封件的安装，预防液压油泄漏，最终执行详尽的审查和检验，确保设备的各项性能指标符合设计要求，保证设备正常运行[2]。
3.2.2零部件检测与更换技术
在进行连铸机的维护修理时，首先，针对各重要部件执行详尽的检测程序，利用超声波检测、X射线检测等无损检测技术，对部件的内部结构和表面状况进行仔细审查。例如，通过超声波探伤技术对轴承进行深入检测，判断是否存在表面或内部的裂纹和损伤，这些技术能够实现极高的检测精度，达到0.01mm级别。
针对电气元件，进行电阻和电压检测，验证其电性能的稳定性。对液压系统中关键组件，如泵和阀门，进行流量和压力方面的精确检测，确保其在正常运行范围内。
在检查过程中，如果发现部件存在磨损、老化或损坏，应立即进行更换。例如，在更换轴承时，选择符合原设备规格的高品质轴承，并使用液压工具确保正确对准和安装。对于电气元件的更换，需特别注意电压和功率参数的匹配，保证新元件能稳定运行。在液压系统部件更换时，对管道网络进行彻底清洁，避免污染物进入液压油，保护新部件的正常运行和持久性，如表2所示。
3.2.3润滑与密封技术
有效的润滑处理能显著减少机械零件之间的摩擦磨损，延长设备的运行寿命。在选择润滑油时，需考虑设备运行条件和环境温度。例如，对于结晶器这样的高温环境，选择润滑脂时必须确保其具备超过200℃的高温稳定性，以保障设备正常运转。根据设备的运行状态，确定润滑频率和用量，例如结晶器振动装置应每500h进行一次全面润滑检查。采用自动润滑系统可以精确控制润滑剂的供应量和时间，确保每个润滑点都得到适当的维护，以维护设备在长时间重负荷运行时的稳定性。
密封技术对于保障液压系统的正常运行至关重要。在液压系统中，密封件承担着关键角色，需能够适应高压和高温的工作环境。一般采用氟橡胶或聚四氟乙烯等材料制造，确保其在极端温度（-20~200℃)和至少25MPa的高压条件下的稳定性［3］。在安装密封件时，必须严格遵循相关规范，保持密封面清洁，并确保密封件本身的良好状态。对于液压系统中关键的组件如液压油缸和液压泵，推荐使用多种材料组合而成的密封结构，以提升其密封性能。定期检查和及时更换密封件，是保证设备正常运行的关键步骤，避免液压油泄漏和系统压力波动，保障设备运行的稳定性。
3.2.4安全与环保技术
在连铸机设备的维护和修理过程中，维修人员须严格遵守操作规程，并配备必要的防护装备，如防护手套、护目镜和防护服，以防止高温、金属飞溅或化学品造成伤害。在进行电气和液压系统的维护操作前，切断电源或释放压力，避免电击或液压油喷溅对人员造成危害。安装安全联锁装置和设置应急停机按钮，可以在紧急情况下快速停止设备运行，确保操作人员的安全。
环保技术的应用在连铸机设备的维护和修理中也至关重要。处理维修过程中产生的废弃润滑油、液体废物和废气，必须采取适当的处理方式，以避免对环境造成污染。例如，废旧食用油经过筛选和再加工后可以进行回收利用，减少废弃物的排放。废液需通过化学方法处理，并经过沉淀分离，以确保处理后的水质符合环保标准。对于工业排放的废气，建议采用静电除尘器或活性炭吸附装置等净化设备，有效清除有害成分，减少对大气环境的影响。严格的环保策略不仅保障了维修作业的环境友好性，还满足了持续发展的生态需求。
3.3检修后的设备测试与调试
完成设备维修后，首先，执行静态测试程序，详细测量设备的各项性能指标并完整记录。例如，必须测量轴承间隙，确保在0.02~0.05mm范围内，以符合制造标准；润滑油压力测定需保证在0.3~0.5MPa；对电气绝缘材料进行电阻测试，确保不低于20MΩ,以评估其绝缘性能是否合格。对液压系统执行压力测试，确保系统压力在15~20MPa，与设备手册中的标准参数对比，验证各部件的正常运行状态[4]。
完成静态性能评估后，紧接着进行动态性能测试尤为重要。动态测试模拟设备在实际工作环境中的运行情况，监测并调整设备的各项操作参数，确保其性能达到预期标准。例如，验证振动频率是否在设计要求的50~200次每分钟；监测冷却水流量，确保在0.3~0.5t/m3，以保证铸坯冷却效率；检测拉坯速度控制在0.5~1.5m/min，以确保铸坯质量符合标准。实时跟踪和调整这些关键指标，确保设备在运行过程中稳定高效。
4连铸机设备的减排策略
4.1减少能源消耗
针对连铸机等设备，降低能源消耗可以采用多种策略。首先是采用高效电机和变频器替代传统电机，可以显著减少电能消耗。此外，改进冷却系统的布局设计，通过减少冷却水流量来保障钢坯品质，有效降低冷却过程中的能源消耗。利用余热回收技术，如利用高温炉渣余热预热冷却水，能够提升能源利用效率并降低能耗成本。
4.2减少废气排放
为了减少连铸机设备产生的废气排放量，可以采用先进的废气净化技术和低氮燃烧技术。选择性催化还原（SCR）技术能够将燃烧产生的氮氧化物转化为无害的氮气和水，有效减少氮氧化物（NOX）的排放量至低于50mg/m3的水平[5]。
4.3减少废水排放
改进连铸机设备的废水排放可通过优化冷却水循环系统和采用高效废水处理技术实现。闭环冷却系统的采用可以减少废水产生量，通过循环利用冷却水降低废水排放。采用先进的废水处理设备，如沉淀、过滤和生物处理技术，能有效减少废水中悬浮颗粒、重金属离子和有机污染物的含量。优化冷却水的循环利用率可使废水排放量减少超过30%，同时保障生产流程稳定性并符合环保规定。
5结束语
文章深入分析了连铸机的结构与功能，并探讨了维修方法和减少排放的具体策略。周期性的维护与检修是确保设备长期稳定运行的关键。通过优化能源消耗、减少废气和废水排放，可以提升生产效率同时减轻环境负担，实现可持续发展目标。
参考文献
［1］吴克勇.板坯连铸机械常见故障及应对措施分析［J］.机电产品开发与创新，2022，35（4）：168-170.
［2］肖涛.连铸机械常见故障与维修措施探究［J］.冶金与材料，2022，42（3）：169-170+173.
［3］吴海燕，梁朝光，鲁会杰.连铸扇形段设备维护［J］.冶金设备，2023（S2）：274-277.
［4］贾鑫，杨锦斌.浅谈连铸机械的常见故障与维修措施［J］.新疆有色金属，2020，43（3）：109-110.
［5］樊锋，张峰，卞大鹏.连铸机械常见故障与维修措施探讨［J］.中国设备工程，2019（24）：52-53.后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
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人参与 2024-12-04 10:55:27 分类 : 理学 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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