圓坯連鑄拉矯機液壓系統(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驗性連續(xù)鑄造裝置。從60年代后連續(xù)鑄鋼得到普遍的應用和迅速的發(fā)展。
我廠的連鑄設備是20世紀80年代世界上最先進的連鑄設備之一,采用弧形多點矯直方一圓坯連鑄機。經過幾次大的改造后,年產量翻了一番。拉矯機作為連鑄機的重要設備之一,其作用是拉出圓坯并將其矯直。裝引錠時,利用拉矯機的傳動輥將引錠桿送入結晶器。經技術改造后,我廠能生產φ210、φ270、φ310、φ350四種斷面規(guī)格,由于尺寸范圍較大,要求壓力調節(jié)范圍相對較大。每流澆鑄弧形線上分布5架拉矯機,鑄坯在這5個矯直點處的矯直力不相同。圓坯對橢圓度和表面壓痕都有一定的要求,所以各架拉矯機壓力都是可調且穩(wěn)定的。
一、動力部分
該回路與回轉臺、脫引錠、引錠桿存放、升降輥道等共用一個壓力源,由兩臺變量柱塞泵提供動力源,系統(tǒng)的調定壓力為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,蓄能器還充當事故動力源,以避免事故停泵時鑄坯或引錠桿下滑事故發(fā)生。
二、壓力調節(jié)部分
上引錠時,需用約150bar壓力壓緊引錠桿,而生產時熱坯壓力小于60bar,兩種壓力差別很大。系統(tǒng)采用二級減壓設計,用換向閥切換這兩種壓力。并且二級壓力可調,滿足不同斷面規(guī)格的壓力需求。
1.一級調壓
采用DR30型單向減壓閥1,此閥的先導級供油從減壓閥口的出口引入,該供油壓力是經減壓閥穩(wěn)定后的壓力,波動不大,有利于提高先導級的控制精度。如果減壓閥出口壓力出現沖擊,旁通單向閥將迅速開啟卸壓,使閥出口壓力通過安全閥2實現卸壓保護;壓力恢復到調定值后,單向閥重新關閉,起壓力緩沖作用。P2經閥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。每流的各架拉矯機處的熱坯壓力不相同,要求各架拉矯機缸的壓力能單獨調節(jié),每架配單獨減壓閥調壓。以避免產生內裂紋,橢圓度和壓痕超標。三通減壓閥還能夠起限壓作用,當引錠桿通過拉矯機或事故狀態(tài)鑄坯不能矯直時,液壓缸的行程會隨引錠桿的關節(jié)而變化或鑄坯弧度而變化,使減壓閥出口壓力出現較大沖擊,通過閥內部控制油路使閥芯移動,閥出口與回油接通,起到限壓保護作用。
3.系統(tǒng)保壓
當液壓站事故停泵時,拉矯機液壓系統(tǒng)靠蓄能器保壓一段時間,能夠為拉出鑄坯或引錠桿提供充裕的時間。為了減少拉矯機液壓回路的泄漏,延長保壓時間,本系統(tǒng)特在三通減壓閥的先導閥的泄漏口與油箱間串接外控順序閥3。減壓閥是靠先導閥不斷的溢流來保持閥出口的壓力。進油壓力低于調定壓力時,減壓閥不起減壓作用。此系統(tǒng)中導閥溢流液壓油通過泄漏口經順序閥3回油箱。外控順序閥3的外控壓力引自210bar的系統(tǒng)壓力,開啟壓力調為120bar。泵工作時,閥3完全打開三通減壓閥起減壓作用。事故停泵后,蓄能器保壓一段時間后,系統(tǒng)壓力下降。當壓力低于120bar時,閥3關閉,切斷三通減壓閥閥口經先導閥和外泄口流回油箱的通路。減少泄漏從而延長保壓時間。此時減壓閥不起減壓作用,系統(tǒng)壓力直接進入液壓缸,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、拉矯機動作
φ310規(guī)格以上的園坯連鑄機的拉矯機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的拉矯機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,考慮到減壓閥可調最低壓力(加上拉矯機自重)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采用無彈簧復位帶定位的換向閥,其特點是電磁鐵突然失電時閥能保持原狀態(tài),從而保證拉矯機的工作狀態(tài)。球閥18.1、18.2和18.3為方便更換缸和軟管而設,開18.3閉18.2、18.1還可以進行循環(huán)沖洗。但須注意事故跳泵時,利用液壓缸壓差能夠壓住鑄坯。
四、日常維護需注意的問題
1.注意檢查蓄能器的氣壓,以穩(wěn)定系統(tǒng)壓力,保證事故時起到保壓足夠時間的作用。
2.做好液壓缸和軟管的熱防護,定期檢查軟管。
3.定期檢查液壓缸動作狀態(tài)和運動速度。
4.經常觀察鑄坯表面壓痕和橢圓度,及時調整熱坯壓力,并形成規(guī)范。
5.合理分布拉矯機,前3架拉矯機能夠起到軟壓卜作用,后架拉矯機能夠起到拉矯作用。