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(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，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(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，需用約150bar壓力壓緊引錠桿，而生產(chǎn)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(shè)計，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)缸的壓力能單獨調(diào)節(jié)，每架配單獨減壓閥調(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，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，拉矯機(jī)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(jī)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(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，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，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(dāng)壓力低于120bar時，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間。此時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，其特點是電磁鐵突然失電時閥能保持原狀態(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，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，保證事故時起到保壓足夠時間的作用。
　　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。