靳魯會(huì)

(河鋼集團(tuán)承鋼公司板帶事業(yè)部,河北 承德 067102)

連鑄機(jī)結(jié)晶器振動(dòng)穩(wěn)定性改造

靳魯會(huì)

(河鋼集團(tuán)承鋼公司板帶事業(yè)部,河北 承德 067102)

結(jié)晶器振動(dòng)裝置是連鑄機(jī)生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,承鋼150t板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器振動(dòng)裝置在投產(chǎn)初期一直存在著不穩(wěn)定的問題.本文從電氣線路鋪設(shè)、液壓管路布局、設(shè)備潤(rùn)滑、液壓系統(tǒng)清潔度控制四個(gè)方面進(jìn)行了具體分析和優(yōu)化改造,取得了良好的應(yīng)用效果.

結(jié)晶器振動(dòng);液壓油;污染;潤(rùn)滑

結(jié)晶器振動(dòng)裝置是煉鋼廠連鑄系統(tǒng)的重要設(shè)備,工作正常與否直接影響連鑄系統(tǒng)的生產(chǎn).承鋼150t連鑄機(jī)結(jié)晶器振動(dòng)采用伺服液壓控制,主要由振動(dòng)框架、固定框架、振動(dòng)單元、伺服液壓缸等部件組成,如圖l.工作過程中由伺服液壓缸通過振動(dòng)框架帶動(dòng)結(jié)晶器實(shí)現(xiàn)按預(yù)先設(shè)定的振幅和軌跡運(yùn)動(dòng).結(jié)晶器振動(dòng)的目的是防止初生坯殼與結(jié)晶器之間粘結(jié)而被拉裂.結(jié)晶器的振動(dòng)實(shí)際上起強(qiáng)制脫膜作用,保證鑄坯表面質(zhì)量,減小振痕,減少裂紋,使坯殼得到充分潤(rùn)滑.結(jié)晶器振動(dòng)的穩(wěn)定與否直接影響著鑄坯的質(zhì)量和整個(gè)生產(chǎn)鏈的運(yùn)行.

圖1 結(jié)晶器振動(dòng)示意圖

1 現(xiàn)狀分析

結(jié)晶器振動(dòng)裝置位于連鑄系統(tǒng)零號(hào)段和結(jié)晶器之間,結(jié)晶器安裝在能(以一定頻率)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)臺(tái)上,使其在軌道上作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),減輕拉坯阻力,避免初生坯殼與結(jié)晶器粘連造成坯殼拉裂.由于設(shè)計(jì)和安裝的原因,結(jié)晶器振動(dòng)裝置故障不斷,對(duì)生產(chǎn)的穩(wěn)定性造成極大影響.主要故障表現(xiàn)為:控制信號(hào)相互干擾,振動(dòng)動(dòng)作失控;液壓軟管接頭漏油且處理耗時(shí)較長(zhǎng);振動(dòng)單元潤(rùn)滑不良,磨損嚴(yán)重;液壓油污染,伺服閥堵塞.通過對(duì)系統(tǒng)機(jī)械、電氣、液壓等設(shè)備的綜合分析,造成結(jié)晶器振動(dòng)裝置故障的主要原因有以下幾種.

1.1 線路鋪設(shè)不合理

振動(dòng)控制線路和結(jié)晶器調(diào)寬伺服電機(jī)控制線路并行排列,控制信號(hào)相互干擾,引起伺服閥和位移傳感信號(hào)混亂,伺服液壓缸動(dòng)作失控,輕則事故停機(jī),重則漏鋼臥坯.同時(shí)PLC系統(tǒng)接地和電氣接地因屏蔽不好,也易導(dǎo)致控制信號(hào)相互干擾.

1.2 液壓管路布局不合理

液壓管路布局在結(jié)晶器冷卻水系統(tǒng)管路下方,緊貼冷卻水軟管,生產(chǎn)過程中冷卻水軟管帶動(dòng)液壓軟管高頻顫振,液壓管接頭反松漏油,同時(shí)液壓管路接頭位于冷卻水管路正下方,缺少處理漏油的作業(yè)空間,造成每次處理漏油時(shí)間較長(zhǎng),為了防止維修作業(yè)帶來系統(tǒng)污染,還需要用沖洗閥代替伺服閥對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行沖洗作業(yè).

1.3 振動(dòng)單元潤(rùn)滑不良

振動(dòng)單元的潤(rùn)滑脂由連鑄機(jī)扇形段集中潤(rùn)滑泵站供油,在供油周期和壓力設(shè)定上都不合理.振動(dòng)單元的動(dòng)作周期跟隨結(jié)晶器振動(dòng)同步運(yùn)動(dòng),頻率高達(dá)170次/分鐘,而扇形段輥?zhàn)拥淖罡咿D(zhuǎn)速僅有3轉(zhuǎn)/分鐘,這就造成了根據(jù)扇形段設(shè)定的潤(rùn)滑周期,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了振動(dòng)單元的潤(rùn)滑要求,若按照振動(dòng)單元需求設(shè)定潤(rùn)滑泵供油周期則造成潤(rùn)滑脂的大量浪費(fèi).同時(shí)振動(dòng)單元位于油潤(rùn)滑管路末端,壓力設(shè)定低時(shí),因管路壓降,造成振動(dòng)單元供油不足;壓力設(shè)定高時(shí),容易造成潤(rùn)滑管路漏油.現(xiàn)場(chǎng)潤(rùn)滑泵站供油周期和壓力都根據(jù)扇形段潤(rùn)滑需求設(shè)定,這就造成了振動(dòng)單元使用3個(gè)月就需要下線.

1.4 作業(yè)環(huán)境惡劣造成振動(dòng)不穩(wěn)定

振動(dòng)伺服閥組及電氣元件安裝在振動(dòng)臺(tái)正下方液壓缸上的防護(hù)罩內(nèi),防護(hù)罩內(nèi)桶壓縮空氣形成正壓,防止蒸汽、粉塵進(jìn)入罩內(nèi),壓縮空氣流量小,壓力低或者防護(hù)罩密封不嚴(yán)時(shí),高溫蒸汽、粉塵進(jìn)入罩內(nèi),極容易造成電氣件銹蝕、損壞、控制信號(hào)紊亂.

2 改造措施

2.1 電氣控制的改進(jìn)

(1)因電氣信號(hào)干擾可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定.將振動(dòng)與結(jié)晶器調(diào)寬線路分開,分別敷設(shè)內(nèi)弧側(cè)和外弧側(cè),保證振動(dòng)與調(diào)寬線路互不干擾;同時(shí)對(duì)屏蔽接地進(jìn)行徹底排查,確保接地可靠并保證PLC系統(tǒng)接地與電氣接地分離,避免相互干擾.

(2)針對(duì)伺服閥箱內(nèi)進(jìn)蒸汽問題.對(duì)有故障的防護(hù)罩進(jìn)行的及時(shí)修理,同時(shí)用密封膠對(duì)防護(hù)罩接縫進(jìn)行密封.

(3)伺服閥箱內(nèi)的溫度值和壓縮空氣壓力值遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī),并設(shè)定警戒值,超出范圍及時(shí)報(bào)警提醒.

(4)在距離振動(dòng)設(shè)備較近的冷卻水水閥站安裝結(jié)晶器振動(dòng)和結(jié)晶器調(diào)寬端子分線箱,有線路故障時(shí)可直接快速更換電纜.

2.2 液壓油清潔度的控制措施

2.2.1 增大系統(tǒng)的過濾能力

清潔度控制的目標(biāo)就是使系統(tǒng)的過濾能力和系統(tǒng)污染物的產(chǎn)生和生成在目標(biāo)清潔度的基礎(chǔ)上達(dá)到平衡,系統(tǒng)清潔度出現(xiàn)反復(fù)波動(dòng)變化的根本原因是系統(tǒng)過濾能力不足.為增大系統(tǒng)過濾能力,現(xiàn)場(chǎng)采取了改變循環(huán)泵工作模式,取消備用泵,兩臺(tái)循環(huán)泵同時(shí)工作,增大循環(huán)泵輸出流量,提高循環(huán)系統(tǒng)對(duì)液壓油的過濾效果.

2.2.2 增設(shè)備用油箱,滿足系統(tǒng)對(duì)油液較高清潔度的要求

備用油箱容積為3000L,用于儲(chǔ)備高清潔度的液壓油.油箱設(shè)置一套泵循環(huán)過濾系統(tǒng)進(jìn)行油箱內(nèi)油液的過濾,設(shè)有兩臺(tái)過濾器,選用的過濾器型號(hào)為660R005BN3HC,過濾精度為5μm.新油經(jīng)濾油小車過濾后加入到備用油箱中,用備用油箱的過濾系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)過濾,達(dá)到NAS7級(jí)以上的要求后作為備用,當(dāng)主油箱需補(bǔ)油時(shí),再通過備用油箱與主油箱連通的加油泵加入到主油箱中.

2.2.3 加強(qiáng)系統(tǒng)污染的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

利用便攜式油液檢測(cè)儀,定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)檢測(cè)結(jié)果做成曲線,進(jìn)行分析,針對(duì)清潔度的變化趨勢(shì)采取措施,把問題解決在起始狀態(tài).

2.2.4 配備高精度濾油車

液壓油污染到一定程度時(shí),靠系統(tǒng)自帶的濾油設(shè)備不能保持清潔度時(shí),用高精度濾油車對(duì)系統(tǒng)主油箱液壓油進(jìn)行在線過濾,省去換油的資金、人力和時(shí)間.

2.3 液壓系統(tǒng)可維修性改造

2.3.1 系統(tǒng)壓力優(yōu)化

振動(dòng)液壓系統(tǒng)原設(shè)計(jì)根據(jù)連鑄機(jī)生產(chǎn)能力要求最大拉速2.3m/min,要求液壓系統(tǒng)壓力30MPa.生產(chǎn)中受各種因素影響,實(shí)際最大拉速只有1.4m/min,振動(dòng)液壓缸最大工作壓力17MPa.通過計(jì)算和實(shí)際試驗(yàn),系統(tǒng)壓力調(diào)至2lMPa,降低了系統(tǒng)壓力,減少系統(tǒng)負(fù)荷.

2.3.2 高壓膠管改造

振動(dòng)液壓系統(tǒng)所用高壓膠管長(zhǎng)2500mm,一端為M68X2,另一端是帶90°彎頭的高壓法蘭.M68X2接頭與主管路硬管接頭相連.因硬管預(yù)留接頭位置處于結(jié)晶器冷卻水管路正下方,被冷卻水管路覆蓋,缺少拆裝的操作空間,拆裝時(shí)需移開結(jié)晶器冷卻水金屬軟管,而冷卻水軟管通徑DN200,長(zhǎng)3000mm,拆裝同樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力.通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量,利用系統(tǒng)定修時(shí)間,把液壓主管路延長(zhǎng)1米,錯(cuò)開冷卻水軟管位置,方便了高壓膠管的拆裝.直接安裝在閥箱油口的高壓膠管法蘭一端,因軟管較粗,硬度較大,彎曲困難,同樣安裝費(fèi)時(shí);并且使用一段時(shí)間后,法蘭螺栓因長(zhǎng)期處于高溫蒸汽環(huán)境中,銹蝕嚴(yán)重,通常需要?dú)夂赴崖菟ǜ畛拍懿鸬?

為了降低軟管更換難度,把高壓膠管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造.把帶90°彎頭的高壓法蘭直接固定在閥箱上,高壓膠管改了兩端均為M68X2的錐頭膠管.改造前更換高壓膠管需要9小時(shí),改造后僅3小時(shí)就可完成.

2.4 潤(rùn)滑系統(tǒng)改進(jìn)

增設(shè)獨(dú)立的干油集中潤(rùn)滑站,單獨(dú)給振動(dòng)裝置供給潤(rùn)滑脂.既解決了按照扇形段供油周期造成振動(dòng)裝置潤(rùn)滑不良的發(fā)生,又解決了低壓供油時(shí),振動(dòng)裝置位于潤(rùn)滑管路末端,壓力不足,高壓供油時(shí)扇形段潤(rùn)滑設(shè)備容易漏油的矛盾.

3 實(shí)施效果

通過對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)設(shè)備的改造,設(shè)備穩(wěn)定性得到了明顯的提高,電氣控制基本實(shí)現(xiàn)了零故障,振動(dòng)單元壽命由原來的3個(gè)月提高到現(xiàn)在兩年,液壓系統(tǒng)清潔度可以長(zhǎng)期保持在NAS7以上,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行,為企業(yè)成功開發(fā)并批量生產(chǎn)品種鋼提供了設(shè)備保證,使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得了新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn).

[1]黃志堅(jiān),姚良挺.板坯連鑄機(jī)液壓振動(dòng)臺(tái)故障的診斷[J].液壓與氣動(dòng),2002,10,45-46.

[2]靳魯會(huì).大板坯連鑄機(jī)振動(dòng)液壓系統(tǒng)清潔度控制[J].北方釩鈦,2015,1.22-23.

[3]靳魯會(huì).連鑄機(jī)振動(dòng)液壓系統(tǒng)改造[J].河北冶金,2014,9,46-47.

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1671-0711(2017)11(下)-0051-02