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淺談板坯連鑄火焰切割機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2019-06-13 07:07:58周紅梅
冶金與材料 2019年2期
關(guān)鍵詞:拖鏈?;?/a>壓頭

周紅梅

(揚(yáng)州宏誠(chéng)冶金設(shè)備有限公司,江蘇 揚(yáng)州 225200)

板坯連鑄火焰切割是板坯連鑄的尾部工序,把矯直的連鑄熱坯切割成所需的固定長(zhǎng)度。能在高溫連續(xù)生產(chǎn)條件下,快速完成定尺切割。該切割機(jī)由切割車(chē)大車(chē)架、大車(chē)行走傳動(dòng)、割槍小車(chē)、同步機(jī)構(gòu)、?;b置、配管系統(tǒng)、行程控制系統(tǒng)、拖鏈、切割車(chē)防熱裝置、能介控制系統(tǒng)等主要部件組成?;鹧媲懈顧C(jī)是通過(guò)位于切割機(jī)大車(chē)架下部,能夠控制伸縮的下壓機(jī)構(gòu),接觸流動(dòng)的凝固鑄坯,帶動(dòng)整個(gè)火焰切割機(jī)同鑄坯同步運(yùn)動(dòng)。位于大車(chē)架前部布置兩臺(tái)能夠水平移動(dòng)的割槍小車(chē),割槍小車(chē)上各配備一把水冷重型割槍與割嘴,通過(guò)與鑄坯的相對(duì)水平運(yùn)動(dòng)完成切斷鋼坯的任務(wù)。

1 與火焰切割機(jī)相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)

鑄機(jī)參數(shù):1機(jī)2流;流間距:6500mm。鑄坯斷面規(guī)格:厚度:210、230mm;寬度:900~1650mm;鑄坯切割溫度:≥800℃;切割鋼種:普碳鋼,低合金鋼,彈簧鋼;鑄坯拉速:0.8~1.8m/min;切割燃?xì)饨橘|(zhì):液化石油氣。

2 火焰切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1)大車(chē)架是板坯火焰切割機(jī)的主體承載車(chē)體,所有的設(shè)備部件都安裝在此。車(chē)架上。該車(chē)架需要承載5噸以上的設(shè)備重量,并且長(zhǎng)期位于高溫鋼坯上方。將大車(chē)架設(shè)計(jì)成能夠水冷循環(huán)的水冷箱,用厚鍋爐鋼拼焊,中間布置多排立板,與若干圓鋼支撐加固,形成獨(dú)立的水循環(huán)通道。車(chē)架采用整體回火處理。進(jìn)出水口位置設(shè)計(jì)高差,給循環(huán)水面至箱頂留有部分的空間,防止高溫下斷流時(shí)蒸汽爆裂車(chē)箱,與低溫下結(jié)冰凍裂車(chē)箱。

(2)大車(chē)行走傳動(dòng)共兩套,左右對(duì)稱(chēng),各由帶制動(dòng)的交流變頻電機(jī)(制動(dòng)器 DC24V)和直聯(lián)型斜齒輪、螺旋錐齒輪減速器組成。其輸出軸為空心軸,套裝在切割機(jī)的兩個(gè)主動(dòng)車(chē)輪軸上。并有法蘭與車(chē)輪箱連接,起支承及抗扭轉(zhuǎn)作用配置交流變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)切割機(jī)的快速及慢速運(yùn)行。兩臺(tái)減速機(jī)帶動(dòng)大車(chē)架前面兩個(gè)主動(dòng)車(chē)輪行走,左邊為槽形輪,右邊為平輪。大車(chē)架后面裝有兩個(gè)從動(dòng)車(chē)輪。左邊為槽形輪,右邊為平輪。槽形輪用來(lái)導(dǎo)向切割機(jī)行走。

(3)割槍小車(chē)。在大車(chē)架的前面兩邊分別布置2臺(tái)割槍小車(chē),由小車(chē)架體、割槍行走減速機(jī)、行走導(dǎo)輪、割槍支架、柔性邊緣探測(cè)器、割槍、割嘴等組成。

(4)同步機(jī)構(gòu)。由夾緊架、鉸座支架、雙行程氣缸、活塞桿、耐熱壓頭、防熱板等構(gòu)成。雙行程氣缸通過(guò)氣缸絞座固定在大車(chē)架上,可更換的耐熱壓頭固定在夾緊架的底端與鋼坯接觸的位置,氣缸的伸縮桿與活塞桿連接,活塞桿通過(guò)自潤(rùn)滑軸承與夾緊架連接轉(zhuǎn)動(dòng)。夾緊架的后部通過(guò)鉸座支架與大車(chē)架連接。氣缸頭伸出第一個(gè)行程時(shí),耐熱壓頭接觸到鑄坯,伸出第二個(gè)行程時(shí),耐熱壓頭壓緊鑄坯,使大車(chē)架與鑄坯同步運(yùn)動(dòng)。

(5)粒化水裝置。由?;?、?;畾饪亻y、?;畤娮斓冉M成,安裝在割槍的外側(cè)。?;畾饪亻y與切割氧同時(shí)啟閉,切割開(kāi)始后,常溫的高壓水通過(guò)?;畤娮鞗_向鑄坯割縫下部,將高溫切割熔渣沖成顆粒狀落入渣溝中。噴嘴的噴射角度靈活可調(diào)。

(6)配管系統(tǒng);大車(chē)架左側(cè)布置有大拖鏈,鋼廠的燃?xì)?、氧氣、壓縮空氣、冷卻水、?;ㄟ^(guò)高壓膠管有序布置在大拖鏈內(nèi),使各氣、水源管路與火焰切割機(jī)順利移動(dòng)。①氧氣管路經(jīng)過(guò)大拖鏈后分成兩路,一路為切割氧管路,一路為預(yù)熱氧管路。由于割槍小車(chē)上分別布置切割槍與取樣槍?zhuān)钛豕苈泛皖A(yù)熱氧管路通過(guò)能介控制箱后,分別分成4路控制對(duì)應(yīng)的割槍。②燃?xì)饪偣茉诳傔M(jìn)管上安裝過(guò)濾器,燃?xì)膺^(guò)大拖鏈后進(jìn)入能介控制箱后分成4路,每路管路上配有球閥、帶旁路的電磁閥和減壓閥,分別控制相應(yīng)的4把割槍。③壓縮空氣進(jìn)入能介控制站后,在站內(nèi)經(jīng)過(guò)濾器、減壓器、油霧器三聯(lián)件處理后出能介站,由軟管送往同步機(jī)構(gòu)的氣缸。④冷卻水管路:冷卻水上切割車(chē)分為兩路,一路經(jīng)大拖鏈上切割車(chē)后從車(chē)架前部左側(cè)進(jìn)入車(chē)架進(jìn)行內(nèi)循環(huán),然后從車(chē)架后部右側(cè)出車(chē)架后進(jìn)入欄桿(一)、壓頭、欄桿(二),再通過(guò)流量開(kāi)關(guān)進(jìn)入回水管,回水管經(jīng)大拖鏈上的回水軟管(通徑1)送回車(chē)間回水管。另一路經(jīng)小拖鏈送往試樣槍和主割槍?zhuān)顦尰厮?jīng)小車(chē)架后,通過(guò)小拖鏈內(nèi)軟管經(jīng)流量開(kāi)關(guān)并經(jīng)大拖鏈上回水軟管(通徑1)送到車(chē)間回水管。

(7)行程控制系統(tǒng)。①切割機(jī)相對(duì)原點(diǎn)的位置控制;是由切割機(jī)位置判斷裝置上的光電編碼器計(jì)數(shù)發(fā)訊并控制。②切割機(jī)在切割過(guò)程中相對(duì)于切割區(qū)內(nèi)任一輥道的位置控制。是由切割機(jī)位置判斷裝置上的光電編碼器計(jì)數(shù)、發(fā)訊并控制。③割槍小車(chē)原位和極限位控制。割槍小車(chē)的外側(cè)各裝有一個(gè)接近開(kāi)關(guān),與安裝在小車(chē)導(dǎo)軌上的感應(yīng)片相配合,作為小車(chē)后退至原點(diǎn)和前行至極限位的限位。④割槍跟蹤控制;割槍小車(chē)傳動(dòng)裝置的電機(jī)聯(lián)軸器外殼上裝有一個(gè)接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)塊在聯(lián)軸器上,電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈,接近開(kāi)關(guān)發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào)。⑤壓頭上位;同步氣缸處裝有一個(gè)接近開(kāi)關(guān),當(dāng)壓頭處于上位時(shí),向主控室發(fā)出信號(hào),以便進(jìn)行送引錠桿操作。

(8)拖鏈。①大拖鏈,一套,拖鏈選用TL125Ⅲ型結(jié)構(gòu),內(nèi)置隔條位置可隨意調(diào)節(jié)。拖鏈內(nèi)共布置了6根橡膠軟管,其中氧氣、燃?xì)?、壓縮空氣軟管各1根,冷卻水進(jìn)水、冷卻水回水和?;浌芨?根,并有連接機(jī)上電氣元器件接線(xiàn)的電纜穿過(guò)。②小拖鏈,兩套,拖鏈選用TL95Ⅲ型結(jié)構(gòu),內(nèi)置隔條位置可隨意調(diào)節(jié)。拖鏈內(nèi)共布置了5根橡膠軟管,其中割槍切割氧、預(yù)熱氧、燃?xì)廛浌芨?根,冷卻水進(jìn)水和冷卻水回水軟管各1根,并有連接機(jī)上電氣元器件接線(xiàn)的電纜穿過(guò)。

(9)切割機(jī)防熱裝置,由水冷系統(tǒng)和非水冷系統(tǒng)兩部分組成。其中水冷系統(tǒng)由水冷大車(chē)架、水冷同步壓頭、水冷小車(chē)體、水冷割槍、等密封的鋼結(jié)構(gòu)組成。非水冷系統(tǒng)是用鋼板和不銹鋼板制成的防熱板,其中切割機(jī)行走車(chē)輪箱防熱板、割槍小車(chē)拖鏈防熱板、同步氣缸防熱板、能介閥站及機(jī)上接線(xiàn)端子箱防熱板均用碳鋼板制成,而割槍小車(chē)下導(dǎo)軌防熱板及水冷同步壓頭下部的防熱板則用不銹鋼板制成。

3 火焰切割機(jī)主要性能、參數(shù)

(1)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。切割車(chē)運(yùn)行速度:2.5~20m/min(VVVF);割槍小車(chē)行走速度 0~3.2m/min(VVVF);割槍標(biāo)準(zhǔn)切割速度 250~450m/min(VVVF)。

(2)結(jié)構(gòu)參數(shù)。軌距:5800mm;輪距:1300mm;輥道面至軌道面高差:340mm;鑄流中心至導(dǎo)向軌距離:3400mm(左右對(duì)稱(chēng));切割車(chē)行程:8500mm;割槍行程:3000mm;割槍數(shù)量:4把(2主/2試樣);割縫:≤4mm。

4 切割機(jī)的能介控制系統(tǒng)

(1)簡(jiǎn)述

板坯連鑄火焰切割能介控制系統(tǒng)就是將鋼廠的氣源通過(guò)過(guò)濾、減壓、調(diào)整到火焰切割槍正常切割鋼坯所需氣體的工作壓力與要求。用一套能介控制站控制一臺(tái)切割車(chē)上的四把割槍和一個(gè)氣缸;為立式框架結(jié)構(gòu)。

(2)主要參數(shù)

表1

(3)結(jié)構(gòu)與組成

1)結(jié)構(gòu):能源介質(zhì)控制系統(tǒng)由各種閥類(lèi)、各種管路以及割槍、割嘴所組成。

2)閥類(lèi)共有七種類(lèi)型:①在能源介質(zhì)各進(jìn)氣總管和分路管道上的都安裝有球閥,用來(lái)手動(dòng)控制本管路的開(kāi)閉;②在割槍預(yù)熱氧進(jìn)氣管和燃?xì)膺M(jìn)氣管上裝有各自的止回閥。用來(lái)防止割槍回火,型號(hào)分別為Z073和Z075;③在切割氧、預(yù)熱氧氣和燃?xì)夥止苌?,分別裝有各自的氣體減壓閥,用來(lái)減壓、調(diào)節(jié)、穩(wěn)定本管路的氣源壓力。其中切割氧減壓閥為YQJ-16;預(yù)熱氧減壓閥為YQJ-5;燃?xì)鉁p壓閥為RQJ-4。④在氧氣和燃?xì)夥止苌希謩e裝有各自的二位二通電磁閥,用來(lái)自動(dòng)控制每一路氣源的開(kāi)閉,切割氧電磁閥型號(hào)為0927300,預(yù)熱氧與燃?xì)怆姶砰y的型號(hào)都為0927200;⑤在預(yù)熱氧和燃?xì)夤茈姶砰y的旁路上的裝有旁路氣體調(diào)節(jié)閥,用來(lái)開(kāi)啟割槍點(diǎn)火預(yù)熱氧與燃?xì)?,其型?hào)為DP5;⑥在壓縮空氣總管路上裝有的氣源處理裝置三聯(lián)件,起著過(guò)濾、減壓、油霧的作業(yè),其型號(hào)為399.293;⑦在同步氣缸控制管路上的二位三通和二位五通電磁閥,二位三通用來(lái)控制一次下壓,其型號(hào)為9857MFN-3-1/2,二位五通電磁閥用來(lái)控制二次下壓,其型號(hào)為6420MFN-5-1/2。

5 結(jié)語(yǔ)

板坯連鑄火焰切割機(jī)在冶金連鑄設(shè)備中,屬于自動(dòng)化程度較高的機(jī)電一體化設(shè)備,隨著科技的發(fā)展與冶金連鑄技術(shù)的不斷提升,部分結(jié)構(gòu)在不斷的改進(jìn)中,我們也在不斷的學(xué)習(xí)與引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù),為該領(lǐng)域的創(chuàng)新而努力。

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