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Csp 连铸机扇形段辊子轴承失效原因及防控措施探讨
摘要：本文根据 CSP 连铸机扇形段辊子使用过程中出现轴承损坏的事故,分
析轴承损坏的原因,提出合理的解决方法和预防措施。

关键词：扇形段；辊子轴承；原因分析；预防
引言：

邯钢薄板坯连铸连轧厂是一条具有的带钢生产线。该厂的关键
设备和技术是从德国西马克引进的，具有工艺流程短、节约能源、生产成本低等
优点。该生产线有2 台薄板坯连铸机，每台在线有4 个扇形段，每个扇形段由液
压缸驱动辊子完成对铸坯的“液芯压下”功能和对铸坯的夹持及冷却功能，扇形段
辊子能否正常运行，对于连铸机能否正常生产是至关重要的 ,如何延长辊子的使
用寿命,一直以来都是“高效连铸”的一个重要课题 .由于板坯连铸机的夹送辊一直
处于高温、低速、重载、水气的环境中,干油润滑经常发生高温导致干油碳化 ,堵
塞干油管道和分配器 ,从而导致夹送辊轴承润滑不良 ,再加上氧化铁皮等杂物和水
的侵入使得夹送辊轴承时常损坏 ,造成连铸机检修频繁 ,严重影响生产 .本文结合
多年扇形段设备管理经验 ,通过分析找到连铸机扇形段辊子轴承失效原因 ,达到提
高辊子使用寿命的目的。

1、问题的提出

该厂有2 台薄板坯连铸机，每台在线有4 个扇形段，每个扇形段由液压缸驱
动辊子完成对铸坯的“液芯压下”功能和对铸坯的夹持及冷却功能，浇注过程中铸
坯出结晶器后 ,进入扇形段 ,扇形段辊子在液压缸的作用下 ,使铸坯由进入时的
90mm压至出口时的 70mm，扇形段外侧的喷淋系统对辊子和铸坯进行冷却，达
到降低温度和冷却铸坯的功能， 扇形段辊子靠外部喷淋进行冷却， 透过内部油路
不断打进润滑油脂进行润滑。 按照西马克公司的经验， 规定扇形段的在线使用炉
数分别为： 扇形段1 和扇形段2 为 150炉， 扇形段3 和扇形段4 为 400炉。 在实
际使用过程中，经常因为辊子转动不灵活而被迫更换未到使用寿命的扇形段。 到
2002年扇形段辊子转动不灵活的问题愈来愈明显，最低在线使用炉数为 40炉。
扇形段的辊子卡死后，在辊子与铸坯之间产生保护渣和氧化铁皮堆积而形成的
“黑石头”，在铸坯表面造成划伤和铸坯楔形，从而导致最终产品产生质量问题。
当卡死的辊子超过 2 对以后，将会产生较大的拉坯阻力，导致结晶器液面波动、
夹送辊电流升高，严重的会造成卧坯停浇， 被迫更换扇形段， 严重地制约了整条
生产线的生产。



图

2、轴承失效特点

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1)轴承的内外圈表面以及滚动体表面呈现鱼鳞状的剥落现象,如图 2(a) 所示。

2)轴承的内圈以及滚动体良好,但是外圈滚道的单边方向出现剥落现象,如图
2(b)所示。

3)轴承内外圈良好,但是滚动体端面出现挤压摩擦的痕迹,如图2(c) 所示。

4)轴承完整,但是润滑脂呈现乳白色变软流失,而且夹着许多微小固体颗粒,如
图 2(d)所示。

3、轴承失效原因分析

1)辊子轴承润滑不足，造成辊子轴承磨损严重。拆解辊子后检查发现 80％的
辊子轴承润滑不足，造成轴承磨损严重。

2)辊子冷却效果不好，造成辊子轴承受热变形。连铸机扇形段 3/4φ170辊子
的冷却水流经 Y 型过滤器后分别流入扇形段框架低端和水分配器，框架内的冷
却水经由框架从扇形段框架高端排出；水分配器内的水经由喷淋管到达喷嘴冷却
辊子，由于框架长期受冷却水的腐蚀生锈严重，每当停冷却水时，由于框架内的
冷却水回流将锈皮等杂物带进喷淋管，使冷却辊子的喷嘴堵塞严重，降低了冷却
效果。拆解辊子后经常检查发现辊子轴承的内外螺旋套和滚动体呈青黑色，存在
过热现象，造成螺旋衬套轴承高温变形。

3)组装辊子过程中新旧轴承混用，旧轴承先损坏，导致新轴承失效。扇形段
辊子的轴承是螺旋衬套轴承，由内螺旋套、外螺旋套和滚动体三部分组成， 旧辊
子拆解后， 由于缺少检验手段， 只能挑选外观完好的旧轴承继续使用。 装有旧轴
承的辊子出现事故的情况较多。

4)扇形段辊面调整精度不够。在线拉钢时，扇形段框架在液压缸的作用下，
带动辊子夹持铸坯， 当扇形段辊面精度调整不好就会造成辊子的受力不均匀， 个
别受力较大的辊子的轴承容易损坏。



4、防止轴承失效的措施

1)改善辊子轴承润滑状态。 将原设计连铸机的 4 个扇形段使用 1 台集中润滑
泵供油改造为 2 台集中润滑泵分别对扇形段 1、2 和扇形段 3、4 供油。 加强扇形
段干油系统的检修和在线维护， 避免由于干油管线的堵塞或泄漏造成扇形段辊子
供油不足。

2)改善辊子冷却效果。 如图 1：将原扇形段辊子冷却水路进行改进， 改进后，
冷却水在经由扇形段水分配器后一分为二， 分别进入扇形段框架高端和喷淋，并
且在水流进入扇形段框架前加装了一个 Y 型过滤器，彻底杜绝框架锈皮进入喷
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淋，为了不影响框架和 φ170辊子的冷却效果，我们将水的流量由 50m3/h 提高
至 70 m3/h，在框架的出水口处加装了一个变径，控制框架水流量不超过 20 m3/h，
经过一段时间的试运行，改造对框架没有任何影响，喷嘴堵塞问题也基本杜绝，
改造效果比较理想。









图 3 辊子冷却方式流程图

3)加强对螺旋衬套轴承的跟踪管理，避免新旧轴承混用。同时积极与轴承供
应商共同探讨，制定适合现场使用的、有效的轴承检测手段。

4)提高辊面的调整精度。原来的辊面调整精度：新辊子为 ± ，旧辊子
为± ，更改后的辊面调整精度： 新辊子为 ± ，旧辊子为 ± 。5、
做好设备维护

（1)从密封件备件的质量入手，选用优质密封件，确保密封件质量可靠耐用；
针对不同的环境温度，制定了相应的密封件更换周期，对密封进行定期更换。

对现场进行改造，对易发生泄漏的部分管路进行改造，减少突发事故的发生。

（2)保证油液的清洁度。油液对于液压系统来讲，犹如人的血液，当其混入
其他杂质时， 会带来很大的危害。 据有关资料统计， 液压系统 60% 的故障原因是
由于油液污染引起的，只有保持油液清洁，才能保证设备正常运行。

①油液污染的两个方面：

来自内部的污染物， 如： 系统初用时液压元件不洁净及油液本身不洁净； 系
统运行时， 油液元件的磨损； 润滑系统中轴承齿轮等的磨损， 油液或油脂的氧化
变质等；

外界侵入的污染物， 如： 空气中的灰尘侵入油箱； 维修更换备件时带入的污
染物等。

②针对油液污染成因的对策：

向系统中加入新油时， 必须通过滤油小车过滤后加入， 并且， 不同的油品使
用各自的加油小车，如需调剂使用必须先清洗干净后方可使用；
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更换新元件或零部件时，先情结要更换元件或零部件的连接部位，再换上洁
净的新备件；

定期更换系统的循环滤芯、空气滤芯；

严格按照《检修维护规程》进行检修维护，检修时使用洁净的工具，同时保
持手的洁净；

对备品备件严格管理， 把备品备件储存在无污染的地方， 注意保持备品备件
的洁净；

定期进行油液的检查化验。

（3）强化设备基础管理

①编写《液压润滑设备的操作、维护、检修规程》，并组织学习培训，工作
人员只有考核合格才能上岗。根据实际生产要求的提高和现场的改造，对规程进
行不断完善，提高规程的指导性，科学性和可操作性。

②结合设备的包机制，强化设备的点检维护。点检维护是设备维护及检修的
基础，通过点检可以及早发现设备运行中存在的问题，把故障消除在萌芽状态，
保证设备良好运行。

③做好设备记录工作， 设备纪录是我们开展设备工作的依据，