De eftersmörjningsfria valsenheterna SKF ConRo förbättrar tillförlitligheten
och minskar miljöbelastningen från stränggjutningsmaskiner.
Underhållsexperter meduppgift att hålla stränggjutningsmaskiner igång behöver nerver lika starka som det stål de tillverkar. Det gäller att hålla koll på både tillförlitlighet och underhållskostnader. En stränggjutningsmaskin, som kan innehålla upp till 120 valsar, är en stor och komplex struktur – och driftmiljön är en av de mest ogästvänliga man kan tänka sig.
I en stränggjutningsmaskin bildas mängder av abrasivt glödskal. Det förekommer extrema temperaturvariationer och mycket stora mekaniska belastningar som sliter på lagren. Lägg till detta det kontinuerliga vattensprut som kyler stålet så är det lätt att förstå varför både lager och smörjmedel ständigt befinner sig i riskzonen. Som en följd av den höga föroreningsnivån levererar fettsystemet en kontinuerlig ström av smörjmedel till varje lagring. Denna fettström är nödvändig för att säkerställa att fettet i lagringen inte späds ut av inträngande vatten. Fettet fungerar samtidigt som en barriär som håller vatten och föroreningar på avstånd från själva lagret.
Om applikationen
I en stränggjutningsmaskin hälls smält stål i en kokill högst upp i maskinen. Stålet kommer ut från kokillens botten som en ändlös sträng med ett mycket tunt stelnat skal och flytande inre. Stålsträngen passerar det första valsparet och besprutas samtidigt med vatten. Efterhand som strängen kyls leds den genom en gjutbåge som ändrar dess riktning 90 grader. Valsarna i gjutbågen utsätts för höga temperaturer och mycket stora ferrostatiska krafter från den passerande stålsträngen. Valsarnas ytjämnhet och den styrda vattenkylningsprocessen är nyckelfaktorer för att skapa en slutprodukt med hög ytjämnhet och homogent inre.
Driftutmaningen
Eftersom valsarna har relativt liten diameter utsätts de för stora belastningar av stränggjutningsprocessen. Dessa belastningar överförs till rullningslagren. Belastningarna, i kombination med låga varvtal, gör det svårt att bygga upp en tillräckligt tjock oljefilm mellan rullar och löpbanor. Utan den oljefilmen uppstår metall-metall-kontakt och kraftigt ökad förslitning i lagret. Detta ställer i sin tur höga krav på smörjmedlet och på ständig närvaro av högkvalitativt smörjmedel i lagret. Dessutom finns det ständiga hotet att vatten tränger in i lagrets inre, späder ut smörjmedlet och korroderar lagren. Därför måste fettsystemet kontinuerligt pumpa fram färskt smörjfett till lagret.
Med konventionella system byts fettet i lagren ut flera gånger i timmen. Eftersom det går åt mycket energi för att pumpa fett med hög viskositet blir fettvalet oftast en kompromiss mellan lagrets behov och fettets pumpbarhet.
Underhållsutmaningen
Förutom dessa besvärliga driftförhållanden tillkommer en blandning av förbrukat fett, gjutpulver och föroreningar som bakas samman på lagerhusen. Dessa restprodukter hårdnar med tiden och kan skada tätningarna eller till och med blockera valsen. Då kan götets tunna stelnade skal skadas eller i värsta fall brytas igenom, så att smält stål rinner ner i stränggjutningsmaskinen.
För att förhindra detta krävs regelbundna underhållsavställningar för att frigöra blockerade valsar och avlägsna hårdnade rester av fett, gjutpulver och glödskal.
I underhållskostnaden ingår även kostnader för att separera fettet från vatten och eliminera det på ett miljömässigt korrekt sätt. Fettseparation är mycket viktigt eftersom restfett i det återvunna vattnet kan sätta igen vattenmunstyckena som kyler stålet. Det kan i sin tur ha allvarlig inverkan på processen och på slutproduktens kvalitet. Kostnaderna för inköp av nytt fett, eliminering av förbrukat fett, vattenrening och lagerbyten – i kombination med förlorad produktion under underhållsavställningar – påverkar lönsamheten. Vissa anläggningar har rapporterat att kostnaderna för att separera och eliminera överskottsfett är dubbelt så höga som inköpskostnaderna för fettet.
Eliminera drift- och underhållsproblem
För att minska fettförbrukningen och minimera inverkan på andra processer har tidigare tillförlitlighetsinsatser fokuserat på förbättringar av smörjsystemen. Resultaten har varit föga framgångsrika – tills nu. SKFs applikationsingenjörer har tittat på de tillförlitlighets- och miljöfrågor som stränggjutningsmaskiner står inför varje dag, och utvecklat de eftersmörjningsfria valsenheterna SKF ConRo. Det är en komplett ersättning för befintliga valssegment och förbättrar vissa kritiska aspekter på valstillförlitlighet. Lösningen kombinerar SKFs kompetens inom tätning, smörjning, lager, processtyrning och maskinkonstruktion i en enda enhet. Resultatet är minskade underhållskostnader – framför allt då det gäller fettförbrukning och fettseparation – ökad produktivitet och förbättrad processtyrning.
Lösningen SKF ConRo
Efter att i detalj ha granskat underhållsproblemen i stränggjutningsmaskiner tog SKFs ingenjörer itu med smörjfrågan inom ramen för ett helhetssystem. Resultatet är SKF ConRo som finns tillgänglig i form av två plattformar, och för åtta till nio segment. SKF ConRo är en robust och oberoende modulär serie valsenheter där varje enhet innefattar lager, tätningar, lagerhus, fett, valskroppar och vid behov även roterande vattenanslutningar.
Som den första modulära lösningen i sitt slag erbjuder SKF ConRo ett antal innovativa komponenter. De är framtagna för att öka brukbarhetstiden och förbättra tillförlitligheten. Viktigast av allt är att SKF ConRo inte kräver något som helst underhåll. Det är en fördel som återbetalar sig i form av dramatiskt minskade kostnader – och i ökad lönsamhet. Bland egenskaperna hos SKF ConRo kan nämnas:
Robust lagerhussystem
Lagerhusen till SKF ConRo saknar fettkanaler. Detta innebär att lagerläget ger jämnare stöd åt lagret, framför allt i den belastade zonen, så att lagerhuset blir mindre känsligt för stora belastningar och lagrets bärförmåga kan utnyttjas till fullo.
Patenterat tätningssystem
Ett speciellt utvecklat och patenterat tätningssystem skyddar lagerhusets inre. Särskild uppmärksamhet på detta område ökar lagrets brukbarhetstid och smörjmedlets livslängd genom att hindra vatten och föroreningar från att träng in.
Eftersmörjningsfria tätade lager
SKF ConRo-lager smörjs initialt men kräver ingen eftersmörjning och inget underhåll under drift. Ett högtemperaturfett av hög kvalitet med en särskild sammansättning som minskar förslitningen används. Lagren har integrerade tätningar som skyddar mot vatten och abrasiva föroreningar. Utrymmet utanför lagren fylls också med fett i samband med monteringen.
Genom att eliminera behovet av kontinuerlig eftersmörjning av lagren försvinner kostnaderna för stora fettinköp. Dessutom slipper man installera och underhålla ett eftersmörjningssystem. Uppbyggnaden av glödskal minskar, liksom inverkan av överskottsfett på vattenkylningssystemet.
SKFs självinställande lagersystem
SKF ConRo-valsenheter är utrustade med ett unikt självinställande lagersystem, uppfunnet av SKF, som tar upp temperaturbetingade längdförändringar i valsarna. Lagersystemet består av toroidalrullagret CARB ® i den frigående lagerpositionen och ett SKF sfäriskt rullager i den styrande positionen. CARB-lagret har en innerring som rör sig axiellt, oberoende av ytterringen, och som därmed tar upp såväl axelutböjning som förändringar i valslängd utan att generera interna axiella belastningar i lagret. CARB-lagret minskar därmed problemet att termiskt betingade storleksförändringar kan öppna vägar för fukt att tränga in.
SKF Caster Analyst
Som en del av SKF AEO (Asset Efficiency Optimization) kan varje SKF ConRo-valsenhet – liksom även konventionella valsenheter – utrustas med belastnings- och temperatursensorer som rapporterar kritisk processinformation till programmet SKF Caster Analyst. Programmet gör det möjligt för valsoperatörer att övervaka kritiska temperatur- och belastningsdata så att nödvändiga processanpassningar kan göras. Konicitetsinställningarna kan anpassas, liksom processhastigheten för att optimera produktionen. Även kylproblem kan identifieras och åtgärdas. Systemet gör det enklare att felsöka, öka produktionen och höja produktkvaliteten.
Modulär konstruktion
SKF ConRo-valsenheterna är modulära utbytesenheter som är dimensionsmässigt identiska med konventionella valssegment. Den modulära konstruktionen möjliggör snabbt byte och eliminerar i princip risken för monterings- och installationsfel.
Skräddarsydd konstruktion
SKF ConRo-valsenheter är inte utförda som en storlek för alla applikationer. Varje enhet är skräddarsydd för specifika kundbehov. SKFs ingenjörer konstruerar dessa enheter utgående från indata från kunden och tar då hänsyn till brukbarhetstid och felmekanismer hos befintliga valsenheter.
Korrekt underhåll
De vanligaste orsakerna till lagerhaveri i en valsenhet är installationsfel, felaktig smörjning och skador på grund av förorening. För att eliminera dessa faktorer kan SKF ConRo-valsenheter renoveras i alla lokala SKF-servicecentra. Dessa centra, i Österrike, Ryssland, Sverige, Brasilien och USA, har den kunskap och erfarenhet som är nödvändig för att genomföra en komplett haverianalys och returnera SKF ConRo-valsenheten i skick som ny. SKF öppnar kontinuerligt nya servicecentra, allt efter marknadens behov.
Fakta
De eftersmörjningsfria valsenheterna SKF ConRo och andra lösningar för metallindustrin kommer att visas i SKFs monter på den sjunde internationella metallurgimässan (METEC), 12-16 juni 2007 i tyska Düsseldorf.
SKF ConRo modulära valsenheter
Eliminerar:
• Fettinköp
• Fettframmatningssystem
• Vattenbehandling för att separera fett från vatten
• Igensatta kylvattenmunstycken
• Fettåtervinningskostnader
Ger:
• Minskat underhåll
• Ökad brukbarhetstid
• Möjlighet till processtyrning
• Högre produktivitet
• Lägre kostnader
