徐 平 ，黃 越

（1.鞍鋼教育培訓(xùn)中心；2.鞍鋼熱軋帶鋼廠，遼寧 鞍山 114032）

熱坯軋制帶鋼生產(chǎn)線上的加熱爐具有熱坯緩沖功能，主要由長(zhǎng)行程裝鋼機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

在連鑄連軋生產(chǎn)線正常生產(chǎn)情況下，爐子進(jìn)料端會(huì)空出一段緩沖長(zhǎng)度，長(zhǎng)行程裝鋼機(jī)液壓活塞桿直接將熱坯送至爐內(nèi)裝鋼位置。當(dāng)軋制節(jié)奏小于連鑄生產(chǎn)節(jié)奏或短時(shí)停軋時(shí)，爐子進(jìn)料端空出的位置可容納連鑄繼續(xù)送來(lái)的板坯，這樣可以避免熱坯下線。當(dāng)軋機(jī)正常生產(chǎn)時(shí)，爐內(nèi)已布滿鋼坯，爐子暫時(shí)不具備緩沖功能。當(dāng)連鑄由于更換引錠桿等情況不能供料坯而軋機(jī)尚在正常生產(chǎn)時(shí)，爐子繼續(xù)供料，使?fàn)t子又重新具備緩沖功能。

一、裝鋼機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理

長(zhǎng)行程裝鋼機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力元件為3臺(tái)恒壓變量泵，執(zhí)行元件為6臺(tái)并聯(lián)的液壓缸，控制元件為1臺(tái)32mm通徑的電液比例換向閥，液壓系統(tǒng)工作壓力為120MPa(見(jiàn)圖 1、2)。

圖1 裝鋼機(jī)升降系統(tǒng)液壓改進(jìn)前原理簡(jiǎn)圖

裝鋼機(jī)主體部件是6根裝料桿，可推正鋼坯、上升、前進(jìn)、下降、后退。前進(jìn)、后退動(dòng)作是由兩側(cè)電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)裝料桿進(jìn)退，升降動(dòng)作是靠液壓缸伸縮帶動(dòng)調(diào)整拉桿及托輪來(lái)抬放裝料桿。進(jìn)退、升降均有同步軸保證其同步動(dòng)作。其升降原理如下。

圖2 裝鋼機(jī)工作原理圖

電磁鐵b得電，壓力油經(jīng)平衡閥進(jìn)入液壓缸的有桿腔，無(wú)桿腔油液回油箱，液壓缸桿回縮帶動(dòng)裝鋼桿快速上升。當(dāng)裝鋼桿快要接觸到鋼坯時(shí)，電磁鐵b電流減小，比例閥開(kāi)口度減小，液壓缸驅(qū)動(dòng)裝鋼桿速度變慢，實(shí)現(xiàn)“輕拿”功能。當(dāng)裝鋼桿托起鋼坯后，電磁鐵b電流增大，液壓缸快速動(dòng)作，直到裝鋼桿高度帶到上極限位置，電磁鐵失電裝鋼桿修正(高于輥面100mm)。然后裝鋼機(jī)桿前進(jìn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)裝鋼位置后，電磁鐵a得電，壓力油進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔，同時(shí)平衡閥閥芯位移，使有桿腔的回油經(jīng)過(guò)平衡閥的節(jié)流口回油箱，節(jié)流有背壓作用。當(dāng)裝鋼桿下降到鋼坯快要接觸到步進(jìn)梁時(shí)，電磁鐵a電流減小，比例閥開(kāi)口度減小，平衡閥節(jié)流口也相應(yīng)減小，液壓缸驅(qū)動(dòng)裝鋼桿速度變慢，實(shí)現(xiàn)“輕放”功能。當(dāng)裝鋼桿放下鋼坯后，電磁鐵a電流增大，平衡閥節(jié)流口增大，液壓缸驅(qū)動(dòng)裝鋼桿快速下降直到達(dá)到下極限為止，然后裝鋼桿后退完成一個(gè)動(dòng)作循環(huán)。

二、故障現(xiàn)象

裝鋼機(jī)使用4年后，頻繁出現(xiàn)裝鋼桿自動(dòng)下降、無(wú)法抬起等故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)油缸有桿腔管路焊口泄漏。檢修工作量大。

三、故障分析

裝鋼機(jī)裝鋼桿單重25.2t，鋼坯最大重量為21t，6個(gè)裝鋼桿加上鋼坯的總重量最大達(dá)到172t，當(dāng)裝鋼機(jī)達(dá)到最大行程時(shí)，在重力加速度的作用下，下降瞬間可產(chǎn)生巨大作用力，由于平衡閥動(dòng)作響應(yīng)速度較慢，造成管路瞬間壓力可達(dá)250MPa，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)此以往反復(fù)沖擊振動(dòng)，管路的各處焊口均產(chǎn)生疲勞破壞而造成漏油。

四、故障解決

首先，由于管路焊口破壞主因是液壓沖擊，所以減少液壓沖擊是唯一的解決方法。經(jīng)多方考慮，最后確定采用增加蓄能器的方法來(lái)減少?zèng)_擊和振動(dòng)。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，選用了2個(gè)賀德克公司生產(chǎn)的32L蓄能器為一組的蓄能器組，安裝于靠近執(zhí)行元件處。并將蓄能器安裝在6個(gè)液壓缸的中間。為解決增加蓄能器后有桿腔管路壓力上升問(wèn)題，更換了中位機(jī)能為O型的比例換向閥。

蓄能器預(yù)充壓力：

P=(0.6-0.9)×Pm

=0.7×120

=84MPa

式中：Pm——工作壓力，MPa。

改進(jìn)后原理簡(jiǎn)圖如圖3所示。

五、改進(jìn)效果

圖3 裝鋼機(jī)升降系統(tǒng)液壓改進(jìn)后原理簡(jiǎn)圖

在長(zhǎng)行程裝鋼機(jī)的液壓系統(tǒng)上安裝蓄能器并對(duì)PLC程序進(jìn)行修改后，與改進(jìn)前壓力變化做了比較，改進(jìn)前，裝鋼機(jī)下降瞬間液壓系統(tǒng)壓力峰值為250MPa，最低為40MPa。改進(jìn)后，液壓系統(tǒng)在裝鋼機(jī)升降時(shí)壓力在±1.5MPa之間。

由于比例閥閥口開(kāi)關(guān)速度降低，液壓沖擊也明顯降低，整個(gè)液壓系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)異常噪聲。經(jīng)過(guò)4年多的使用，裝鋼機(jī)液壓系統(tǒng)管路無(wú)一次泄漏事故發(fā)生，平均每月可減少消耗液壓油1.5t，液壓油大約在1.2萬(wàn)元/t左右，每年可節(jié)省21.6萬(wàn)元左右。改進(jìn)后還大大減少了維修成本，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了事故發(fā)生率，提高了全年鋼產(chǎn)量。