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【摘 要】 连铸辊缝测量仪是一种精密的检测设备，它能有效地检测连铸机设备的使用状态，确保设备辊列精度受控，也是检测铸坯质量、探测缺陷的重要手段。本文介绍了宁钢炼钢厂使用的韩中宝威（POWER MnC）生产的辊缝仪的功能、特点及应用实绩，通过对辊缝测量数据的分析，为实时监控设备生产状况和设备维护维修提供可靠技术依据。
【关键词】 连铸机；辊缝测量仪；测量数据
前言：
板坯连铸机的辊缝、外弧辊对中状况等，传统的检测手段均以人工操作内径千分尺、弧度版和塞尺等测量工具获取数据。此检测方法劳动强度大，存在主观检测误差，无法检测轴承间隙导致的误差，检测精度只约有±0.5mm。随着企业精品化战略要求，为了生产高精度、高附加值的产品，铸机生产线监控系统——多功能辊缝仪应运而生[1]。辊缝仪安装在引锭杆上，通过模拟拉坯方式对零段、扇形段的辊缝、外弧辊对接状况、外弧辊对中状况进行精确测量，其测量精度可达±0.1mm。辊缝测量仪的使用能有效识辨连铸机设备内部存在可能造成板坯质量下降的问题，可使连铸机导向辊保持在正确的开口度和外弧线辊位上，导向辊正确的开口度和外弧线辊位不仅能提高连铸机的作业率，也能对板坯表面质量起重要的监控作用。当开口度过大时，易引起板坯鼓肚，形成变形应力，当应力超过凝壳强度时，板坯会出现裂纹；当开口度过小且形成缩应力时，易在液固两相间形成裂纹，产生中间裂纹[2]。基于以上情况，宁钢炼钢厂使用韩中宝威（POWERMnC）生产的铸机生产的辊缝仪对连铸机运行状况进行检测，以确保设备处于受控状态。
1 辊缝测量仪的检测原理
连铸状况监控系统（多功能辊缝测量仪）是电池驱动的，可以自动测量连铸机相关参数的检测设备。铸机维护人员对测量结果进行分析，可以发现铸机设备存在的问题，这些问题如不及时发现和解决，将导致连铸坯出现表面缺陷、内部裂纹或中心疏松等质量问题。
辊缝测量仪的检测功能主要有：辊缝检测、外弧导辊对接状况检测、外弧导辊对弧状况检测、导辊旋转情况检测、导辊弯曲情况检测、二冷水喷水状况检测和测量温度检测等。
1.1辊缝测量原理
当辊缝仪平稳地通过连铸机时，辊缝仪外弧侧和内弧侧的辊缝测量传感器与导辊接触时就开始采集辊缝的测量结果并保存在计算机中，通过软件转换以差值的形式在电脑上显示出来。
1.2导辊对弧测量原理
用安装在对弧板上，并与相邻导辊的上表面紧密接触的倾斜角传感器来检测导辊对弧情况，记录下与相邻两个辊子的倾斜角，对相邻导辊间倾斜角度进行数学转换，给出实际位置与理论导辊位置的偏差量。
2 测量数据的分析
自2007年5月投产至今，两台连铸机四个流共计进行测量辊缝作业550多次，收集了大量数据。通过对数据进行分析，判断在线设备状态，指导维修人员进行扇形段更换、对弧、开口度调整等作业，保证了在线设备具有良好的状态，保证了连铸坯的质量。
2.1设备热状态与冷状态下测量的开口度和弧度测量数据分析
图1、图2分别是2013年3月31日定修停机1小时后与停机10小时后测得的二流辊缝数据，经比较可发现，剔除驱动辊位置处的测量数据后，经过较长时间冷却后，检测数据有所改善，上漂现象已基本消失。
2.2设备经过年修后测量的开口度和弧度测量数据分析
图3为2013年11月10日2#连铸机年修前一天测量的三流数据，4#扇形段的开口度呈明显的锯齿状分布，其入口处的最大开口度>7mm，超标；在2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#扇形段的驱动辊位置处，开口度数值>1mm；個别扇形段（尤其是在0段与1段接口、2段与3段接口、6段与7段接口）的弧度数值呈起伏波动状态。
图4是2013年11月10日2#机年修过后测得的的三流辊缝数据，与年修前比较可发现，剔除驱动辊位置处的测量数据后，经过年修对扇形段基础框架基准面测量调整、更换了全新辊子的0段、1段、6段、7段、8段及辊子磨损严重的扇形段和到使用周期的扇形段、经过人工外弧线测量调整后，开口度和弧度的实绩测量数据基本都在规定要求范围，图形呈线性，测得的数据基本都在的±0.5mm标准范围之内。
3 辊缝测量数据中开口度及弧度异常原因分析
针对开口度剧烈变化以及弧度呈振荡情况进行了分析，其结论如下：
（1）辊列开口度的变化剧烈
辊列开口度的剧烈变化可能存在以下情况：①扇形段两侧因有保护渣、氧化铁皮等污物的进入且长时间沉积，导致辊缝测量仪检测数值出现虚值现象；②设备热态时同辊列开口度数据偏大，而冷态数值则比较接近于设定值；③各导辊在离线对中作业时，偏离原设计的弧度包络线位置；④辊子表面堆焊层出现剥落；⑤辊子转动不良，表面有磨损。
（2）弧度振荡现象
弧度振荡可能存在以下情况：①连铸机机头部分的局部不均匀基础沉降引发大、小香蕉座之间出现相对位置的错位现象，由此造成骑跨在大、小香蕉座之间扇形段的设定姿态随之变异，导致其与相邻的扇形段之间接口弧度出现恶化现象；②与弧度传感器相接触的辊子边部积有垃圾等，造成检测失真，或者与毛刺波形的干扰因素有关。
通过辊缝测量仪测得的数据优化反映出扇形段的定期清扫以及一定时间的冷却有利于检测数据更接近目标设定值。
4 辊缝测量仪应用的改进建议及措施
经辊缝测量仪数据分析及原理探究，再次对设备检修，特别是在检修辊缝测量仪后发现一些在应用、指标设计调整以及维护、管理等方面存在的问题。
（1）同样的设备在热、冷不同环境下测得的开口度不同，热态连铸机的开口度一般略大于冷态下的开口度。为此，建议连续测量两次，以检测测量结果的重复性。若在两次测量结果中同时反映同样的问题且辊缝测量仪已按要求正确校验，则应相信辊缝测量仪的测量结果。 （2）辊缝测量仪法兰到法兰的厚度测量不正确。辊缝值的测量由三部分数据组成，印内弧传感器测量值、外弧测量值以及传感器间法兰到法兰的厚度。如果厚度测量不正确，将直接影响辊缝值的准确性。为此，建议定修后，加入人工检测环节，通过人工检测数据与辊缝测量数据的比对，深入探究哪部分存在测量误差。
（3）辊缝测量仪的定期校正是辊缝测量仪正确测量的第一项工作，点检员需定期维护校正辊缝仪，及时发现存在的异常情况。
（4）计算机盒内接线端子存在松动现象。为保证辊缝测量仪处于良好状态，保证测量值的准确性，每次检测结束后必须对检测仪进行定期清理和维护，清除垃圾及油污，拆下面板，以免检测仪内部存有积水，同时，检查传感器线路接头是否牢靠，清理维护完毕后，需在使用前对检测仪进行充电。
（5）除了在线检查外，扇形段离线管理也是一项重要工作。在扇形段上框架的各辊子离线对中作业中，各导辊的设定位置必须符合原设计的弧度包络线的位置要求，以免出现实际位置偏离于该包络线位置而引起测量异常的现象。
5 结论
（1）定期进行辊缝测量调整，可保证铸机的设备状况和产品的质量稳定；
（2）定期对辊缝测量仪进行清理及校正，可保证其测量的精度；
（3）定期检查辊缝仪内部计算机盒内接线端子松动情况，可解决测量开口度整体上漂等问题；
（4）铸机设备按使用状态及周期及时进行更换，可保证铸机设备的稳定；
（5）定期清理扇形段两侧及辊面易堆积的保护渣和氧化铁皮等，能解决个别扇形段开口度突变及辊子卡死等情况；
（6）在连铸机定修等冷态情况下进行辊缝检测较热态下的数据更真实，也更接近于标准数值；
（7）在离线对中作业中，各导辊的设定位置必须符合设计弧度包络线位置要求，以免出现实际位置低于该包络线位置而引起开口度测量异常等；
（8）離线扇形段对中台基准点，必须定期测定调整标高，以保证扇形段整体对弧装配精度。
（9）离线备件质量管理，在保证在线设备稳定起到关键作用，辊套、芯轴及轴承的良好管理能保证扇形段开口度及弧度不会发生突变。
参考文献：
[1]嵇美华，许冀胜.辊缝仪的技术演变及应用前景[J].连铸.1997（2）：42-44.
[2]施延藻.铸钢实用手册[M].沈阳：东北工学院出版社1994：184-185
【关键词】 连铸机；辊缝测量仪；测量数据
前言：
板坯连铸机的辊缝、外弧辊对中状况等，传统的检测手段均以人工操作内径千分尺、弧度版和塞尺等测量工具获取数据。此检测方法劳动强度大，存在主观检测误差，无法检测轴承间隙导致的误差，检测精度只约有±0.5mm。随着企业精品化战略要求，为了生产高精度、高附加值的产品，铸机生产线监控系统——多功能辊缝仪应运而生[1]。辊缝仪安装在引锭杆上，通过模拟拉坯方式对零段、扇形段的辊缝、外弧辊对接状况、外弧辊对中状况进行精确测量，其测量精度可达±0.1mm。辊缝测量仪的使用能有效识辨连铸机设备内部存在可能造成板坯质量下降的问题，可使连铸机导向辊保持在正确的开口度和外弧线辊位上，导向辊正确的开口度和外弧线辊位不仅能提高连铸机的作业率，也能对板坯表面质量起重要的监控作用。当开口度过大时，易引起板坯鼓肚，形成变形应力，当应力超过凝壳强度时，板坯会出现裂纹；当开口度过小且形成缩应力时，易在液固两相间形成裂纹，产生中间裂纹[2]。基于以上情况，宁钢炼钢厂使用韩中宝威（POWERMnC）生产的铸机生产的辊缝仪对连铸机运行状况进行检测，以确保设备处于受控状态。
1 辊缝测量仪的检测原理
连铸状况监控系统（多功能辊缝测量仪）是电池驱动的，可以自动测量连铸机相关参数的检测设备。铸机维护人员对测量结果进行分析，可以发现铸机设备存在的问题，这些问题如不及时发现和解决，将导致连铸坯出现表面缺陷、内部裂纹或中心疏松等质量问题。
辊缝测量仪的检测功能主要有：辊缝检测、外弧导辊对接状况检测、外弧导辊对弧状况检测、导辊旋转情况检测、导辊弯曲情况检测、二冷水喷水状况检测和测量温度检测等。
1.1辊缝测量原理
当辊缝仪平稳地通过连铸机时，辊缝仪外弧侧和内弧侧的辊缝测量传感器与导辊接触时就开始采集辊缝的测量结果并保存在计算机中，通过软件转换以差值的形式在电脑上显示出来。
1.2导辊对弧测量原理
用安装在对弧板上，并与相邻导辊的上表面紧密接触的倾斜角传感器来检测导辊对弧情况，记录下与相邻两个辊子的倾斜角，对相邻导辊间倾斜角度进行数学转换，给出实际位置与理论导辊位置的偏差量。
2 测量数据的分析
自2007年5月投产至今，两台连铸机四个流共计进行测量辊缝作业550多次，收集了大量数据。通过对数据进行分析，判断在线设备状态，指导维修人员进行扇形段更换、对弧、开口度调整等作业，保证了在线设备具有良好的状态，保证了连铸坯的质量。
2.1设备热状态与冷状态下测量的开口度和弧度测量数据分析
图1、图2分别是2013年3月31日定修停机1小时后与停机10小时后测得的二流辊缝数据，经比较可发现，剔除驱动辊位置处的测量数据后，经过较长时间冷却后，检测数据有所改善，上漂现象已基本消失。
2.2设备经过年修后测量的开口度和弧度测量数据分析
图3为2013年11月10日2#连铸机年修前一天测量的三流数据，4#扇形段的开口度呈明显的锯齿状分布，其入口处的最大开口度>7mm，超标；在2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#扇形段的驱动辊位置处，开口度数值>1mm；個别扇形段（尤其是在0段与1段接口、2段与3段接口、6段与7段接口）的弧度数值呈起伏波动状态。
图4是2013年11月10日2#机年修过后测得的的三流辊缝数据，与年修前比较可发现，剔除驱动辊位置处的测量数据后，经过年修对扇形段基础框架基准面测量调整、更换了全新辊子的0段、1段、6段、7段、8段及辊子磨损严重的扇形段和到使用周期的扇形段、经过人工外弧线测量调整后，开口度和弧度的实绩测量数据基本都在规定要求范围，图形呈线性，测得的数据基本都在的±0.5mm标准范围之内。
3 辊缝测量数据中开口度及弧度异常原因分析
针对开口度剧烈变化以及弧度呈振荡情况进行了分析，其结论如下：
（1）辊列开口度的变化剧烈
辊列开口度的剧烈变化可能存在以下情况：①扇形段两侧因有保护渣、氧化铁皮等污物的进入且长时间沉积，导致辊缝测量仪检测数值出现虚值现象；②设备热态时同辊列开口度数据偏大，而冷态数值则比较接近于设定值；③各导辊在离线对中作业时，偏离原设计的弧度包络线位置；④辊子表面堆焊层出现剥落；⑤辊子转动不良，表面有磨损。
（2）弧度振荡现象
弧度振荡可能存在以下情况：①连铸机机头部分的局部不均匀基础沉降引发大、小香蕉座之间出现相对位置的错位现象，由此造成骑跨在大、小香蕉座之间扇形段的设定姿态随之变异，导致其与相邻的扇形段之间接口弧度出现恶化现象；②与弧度传感器相接触的辊子边部积有垃圾等，造成检测失真，或者与毛刺波形的干扰因素有关。
通过辊缝测量仪测得的数据优化反映出扇形段的定期清扫以及一定时间的冷却有利于检测数据更接近目标设定值。
4 辊缝测量仪应用的改进建议及措施
经辊缝测量仪数据分析及原理探究，再次对设备检修，特别是在检修辊缝测量仪后发现一些在应用、指标设计调整以及维护、管理等方面存在的问题。
（1）同样的设备在热、冷不同环境下测得的开口度不同，热态连铸机的开口度一般略大于冷态下的开口度。为此，建议连续测量两次，以检测测量结果的重复性。若在两次测量结果中同时反映同样的问题且辊缝测量仪已按要求正确校验，则应相信辊缝测量仪的测量结果。 （2）辊缝测量仪法兰到法兰的厚度测量不正确。辊缝值的测量由三部分数据组成，印内弧传感器测量值、外弧测量值以及传感器间法兰到法兰的厚度。如果厚度测量不正确，将直接影响辊缝值的准确性。为此，建议定修后，加入人工检测环节，通过人工检测数据与辊缝测量数据的比对，深入探究哪部分存在测量误差。
（3）辊缝测量仪的定期校正是辊缝测量仪正确测量的第一项工作，点检员需定期维护校正辊缝仪，及时发现存在的异常情况。
（4）计算机盒内接线端子存在松动现象。为保证辊缝测量仪处于良好状态，保证测量值的准确性，每次检测结束后必须对检测仪进行定期清理和维护，清除垃圾及油污，拆下面板，以免检测仪内部存有积水，同时，检查传感器线路接头是否牢靠，清理维护完毕后，需在使用前对检测仪进行充电。
（5）除了在线检查外，扇形段离线管理也是一项重要工作。在扇形段上框架的各辊子离线对中作业中，各导辊的设定位置必须符合原设计的弧度包络线的位置要求，以免出现实际位置偏离于该包络线位置而引起测量异常的现象。
5 结论
（1）定期进行辊缝测量调整，可保证铸机的设备状况和产品的质量稳定；
（2）定期对辊缝测量仪进行清理及校正，可保证其测量的精度；
（3）定期检查辊缝仪内部计算机盒内接线端子松动情况，可解决测量开口度整体上漂等问题；
（4）铸机设备按使用状态及周期及时进行更换，可保证铸机设备的稳定；
（5）定期清理扇形段两侧及辊面易堆积的保护渣和氧化铁皮等，能解决个别扇形段开口度突变及辊子卡死等情况；
（6）在连铸机定修等冷态情况下进行辊缝检测较热态下的数据更真实，也更接近于标准数值；
（7）在离线对中作业中，各导辊的设定位置必须符合设计弧度包络线位置要求，以免出现实际位置低于该包络线位置而引起开口度测量异常等；
（8）離线扇形段对中台基准点，必须定期测定调整标高，以保证扇形段整体对弧装配精度。
（9）离线备件质量管理，在保证在线设备稳定起到关键作用，辊套、芯轴及轴承的良好管理能保证扇形段开口度及弧度不会发生突变。
参考文献：
[1]嵇美华，许冀胜.辊缝仪的技术演变及应用前景[J].连铸.1997（2）：42-44.
[2]施延藻.铸钢实用手册[M].沈阳：东北工学院出版社1994：184-185