圓坯連鑄拉矯機(jī)液壓系統(tǒng)分析
連鑄的概念早在1857年就由貝塞麥(H·Bessemer)提出,直到1946年才在美國建成第一臺實(shí)驗(yàn)性連續(xù)鑄造裝置。從60年代后連續(xù)鑄鋼得到普遍的應(yīng)用和迅速的發(fā)展。
我廠的連鑄設(shè)備是20世紀(jì)80年代世界上最先進(jìn)的連鑄設(shè)備之一,采用弧形多點(diǎn)矯直方一圓坯連鑄機(jī)。經(jīng)過幾次大的改造后,年產(chǎn)量翻了一番。拉矯機(jī)作為連鑄機(jī)的重要設(shè)備之一,其作用是拉出圓坯并將其矯直。裝引錠時(shí),利用拉矯機(jī)的傳動輥將引錠桿送入結(jié)晶器。經(jīng)技術(shù)改造后,我廠能生產(chǎn)φ210、φ270、φ310、φ350四種斷面規(guī)格,由于尺寸范圍較大,要求壓力調(diào)節(jié)范圍相對較大。每流澆鑄弧形線上分布5架拉矯機(jī),鑄坯在這5個(gè)矯直點(diǎn)處的矯直力不相同。圓坯對橢圓度和表面壓痕都有一定的要求,所以各架拉矯機(jī)壓力都是可調(diào)且穩(wěn)定的。
一、動力部分
該回路與回轉(zhuǎn)臺、脫引錠、引錠桿存放、升降輥道等共用一個(gè)壓力源,由兩臺變量柱塞泵提供動力源,系統(tǒng)的調(diào)定壓力為210bar。從泵過來的壓力P2由蓄能器吸收系統(tǒng)壓力脈動起穩(wěn)壓作用,蓄能器還充當(dāng)事故動力源,以避免事故停泵時(shí)鑄坯或引錠桿下滑事故發(fā)生。
二、壓力調(diào)節(jié)部分
上引錠時(shí),需用約150bar壓力壓緊引錠桿,而生產(chǎn)時(shí)熱坯壓力小于60bar,兩種壓力差別很大。系統(tǒng)采用二級減壓設(shè)計(jì),用換向閥切換這兩種壓力。并且二級壓力可調(diào),滿足不同斷面規(guī)格的壓力需求。
1.一級調(diào)壓
采用DR30型單向減壓閥1,此閥的先導(dǎo)級供油從減壓閥口的出口引入,該供油壓力是經(jīng)減壓閥穩(wěn)定后的壓力,波動不大,有利于提高先導(dǎo)級的控制精度。如果減壓閥出口壓力出現(xiàn)沖擊,旁通單向閥將迅速開啟卸壓,使閥出口壓力通過安全閥2實(shí)現(xiàn)卸壓保護(hù);壓力恢復(fù)到調(diào)定值后,單向閥重新關(guān)閉,起壓力緩沖作用。P2經(jīng)閥1減壓到170bar。
2.二級減壓
閥1出口的壓力分為兩路:一路由三通減壓閥4減至150bar作為每流上引錠的引錠壓力;第二路由三通減壓閥7.1和7.2減至不同的熱坯壓力。每流的各架拉矯機(jī)處的熱坯壓力不相同,要求各架拉矯機(jī)缸的壓力能單獨(dú)調(diào)節(jié),每架配單獨(dú)減壓閥調(diào)壓。以避免產(chǎn)生內(nèi)裂紋,橢圓度和壓痕超標(biāo)。三通減壓閥還能夠起限壓作用,當(dāng)引錠桿通過拉矯機(jī)或事故狀態(tài)鑄坯不能矯直時(shí),液壓缸的行程會隨引錠桿的關(guān)節(jié)而變化或鑄坯弧度而變化,使減壓閥出口壓力出現(xiàn)較大沖擊,通過閥內(nèi)部控制油路使閥芯移動,閥出口與回油接通,起到限壓保護(hù)作用。
3.系統(tǒng)保壓
當(dāng)液壓站事故停泵時(shí),拉矯機(jī)液壓系統(tǒng)靠蓄能器保壓一段時(shí)間,能夠?yàn)槔鲨T坯或引錠桿提供充裕的時(shí)間。為了減少拉矯機(jī)液壓回路的泄漏,延長保壓時(shí)間,本系統(tǒng)特在三通減壓閥的先導(dǎo)閥的泄漏口與油箱間串接外控順序閥3。減壓閥是靠先導(dǎo)閥不斷的溢流來保持閥出口的壓力。進(jìn)油壓力低于調(diào)定壓力時(shí),減壓閥不起減壓作用。此系統(tǒng)中導(dǎo)閥溢流液壓油通過泄漏口經(jīng)順序閥3回油箱。外控順序閥3的外控壓力引自210bar的系統(tǒng)壓力,開啟壓力調(diào)為120bar。泵工作時(shí),閥3完全打開三通減壓閥起減壓作用。事故停泵后,蓄能器保壓一段時(shí)間后,系統(tǒng)壓力下降。當(dāng)壓力低于120bar時(shí),閥3關(guān)閉,切斷三通減壓閥閥口經(jīng)先導(dǎo)閥和外泄口流回油箱的通路。減少泄漏從而延長保壓時(shí)間。此時(shí)減壓閥不起減壓作用,系統(tǒng)壓力直接進(jìn)入液壓缸,鑄坯會被壓扁,變成廢品。但相對漏鋼造成的損失要小的多。
三、拉矯機(jī)動作
φ310規(guī)格以上的園坯連鑄機(jī)的拉矯機(jī)動作及其電磁鐵得電情況如下表: (參見系統(tǒng)圖,不包括閥7.4、16.4、7.2)
傘310規(guī)格以下的園坯連鑄機(jī)的拉矯機(jī)動作及其電磁鐵得電情況如下表(參見系統(tǒng)圖2)。由于熱坯壓力比較小,考慮到減壓閥可調(diào)最低壓力(加上拉矯機(jī)自重)可能大于鑄坯所需壓力,所以在回路中另加入一路減壓回路(圖中虛線部分,閥11、16.4、7.2)。其動作與電磁鐵狀態(tài)如下表:
換向閥8、10、11采用無彈簧復(fù)位帶定位的換向閥,其特點(diǎn)是電磁鐵突然失電時(shí)閥能保持原狀態(tài),從而保證拉矯機(jī)的工作狀態(tài)。球閥18.1、18.2和18.3為方便更換缸和軟管而設(shè),開18.3閉18.2、18.1還可以進(jìn)行循環(huán)沖洗。但須注意事故跳泵時(shí),利用液壓缸壓差能夠壓住鑄坯。
四、日常維護(hù)需注意的問題
1.注意檢查蓄能器的氣壓,以穩(wěn)定系統(tǒng)壓力,保證事故時(shí)起到保壓足夠時(shí)間的作用。
2.做好液壓缸和軟管的熱防護(hù),定期檢查軟管。
3.定期檢查液壓缸動作狀態(tài)和運(yùn)動速度。
4.經(jīng)常觀察鑄坯表面壓痕和橢圓度,及時(shí)調(diào)整熱坯壓力,并形成規(guī)范。
5.合理分布拉矯機(jī),前3架拉矯機(jī)能夠起到軟壓卜作用,后架拉矯機(jī)能夠起到拉矯作用。