雙流板坯連鑄機(jī)扇形段液壓系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用及優(yōu)化

李文丁 李 娟

(安陽鋼鐵股份有限公司 第二煉軋廠，河南 安陽 455004)

1 概述

1.1 雙流板坯連鑄機(jī)扇形段功能描述

扇形段是立彎式板坯連鑄機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備，主要作用是鑄坯導(dǎo)向、拉矯、鑄坯冷卻、鑄坯壓縮等。根據(jù)鑄機(jī)澆注方向，自上而下可分為為弧形段、矯直段及水平段。每臺(tái)鑄機(jī)根據(jù)工藝特性，布置不同數(shù)量的扇形段，我們所使用的連鑄機(jī)為一機(jī)雙流，每流布置弧形段6臺(tái)、矯直段2臺(tái)，水平段4臺(tái)。扇形段主要由以下部件組成：內(nèi)、外弧框架，驅(qū)動(dòng)輥，自由輥，噴淋，液壓系統(tǒng)等。

1.2 扇形段液壓回路功能描述

我們所使用的扇形段，液壓系統(tǒng)主要組成如下：每臺(tái)扇形段液壓系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)輥壓下回路和扇形段框架抬起回路組成，驅(qū)動(dòng)回路的作用主要是控制驅(qū)動(dòng)輥的抬起及壓下，并根據(jù)工藝流程的要求，進(jìn)行冷、熱坯壓力的轉(zhuǎn)換（上引錠時(shí)用冷坯壓力，澆注時(shí)使用冷坯壓力）；夾緊回路的作用主要是保持扇形段有足夠的夾緊力，保證扇形段的輥縫值，并且在出尾、檢修、及事故狀態(tài)下抬起扇形段的內(nèi)弧框架。

2 在日常生產(chǎn)維護(hù)過程中扇形段出現(xiàn)的問題

2.1 冷坯壓力設(shè)定值太高

在連鑄機(jī)運(yùn)行過程中，驅(qū)動(dòng)回路的冷坯壓力設(shè)定為200bar，而引錠桿承受不了這么高的壓力，導(dǎo)致引錠桿變形或壓斷，使引錠桿壽命過低。

2.2 同步性不能滿足使用要求

2.2.1 夾緊回路的同步性：夾緊回路采用的是雙單向節(jié)流閥調(diào)速，在扇形段抬起過程中，采用的同步原理是進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，在扇形段夾緊的過程中，采用的是回油節(jié)流調(diào)速。這兩種調(diào)速方式，是與負(fù)載有直接關(guān)系的，在扇形段抬起、壓下的阻力產(chǎn)生變化時(shí)，扇形段的同步性就會(huì)喪失。在使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)扇形段夾緊不同步的現(xiàn)象，造成事故。

2.2.2 驅(qū)動(dòng)缸同步：驅(qū)動(dòng)回路同樣采用的是雙單向節(jié)流閥調(diào)速，在驅(qū)動(dòng)輥抬起過程中，采用的同步原理是回油節(jié)流調(diào)速，在驅(qū)動(dòng)輥壓下的過程中，采用的是回油節(jié)流調(diào)速。若在上引錠或拉鋼過程中，若兩個(gè)驅(qū)動(dòng)缸的負(fù)載發(fā)生變化，就會(huì)影響到兩個(gè)驅(qū)動(dòng)缸動(dòng)作的同步性；若驅(qū)動(dòng)缸不同步，就會(huì)造成驅(qū)動(dòng)梁在抬起或壓下過程中的卡阻，造成驅(qū)動(dòng)梁無法抬起到位或壓下到位，進(jìn)而影響生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行

2.3 經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，部分元件對(duì)工況不適應(yīng)，并且選型的余量過大

扇形段本體與閥臺(tái)連接的過渡軟管選用的是25通徑的軟管，校核計(jì)算如下：

2.3.1 根據(jù)伯努利方程：（計(jì)算v）

則可得d=15.5mm

2.3.2 驗(yàn)證

在選用DN16的高壓膠管后，對(duì)管道的雷諾數(shù)進(jìn)行校核為實(shí)際re=2*0.0016/0.000046=69.565＜臨界雷諾數(shù)為Re=1600-2000。因此管道內(nèi)的液體為層流狀態(tài)。滿足使用要求。由此可以看出，選用DN16的軟管即可滿足使用要求，而現(xiàn)場所使用的DN25的軟管，維修不便，備件費(fèi)用高，并且相對(duì)于小通徑的軟管，相同的鋼絲纏繞層數(shù)耐壓等級(jí)偏低，壽命短。

3 問題分析及優(yōu)化方案

3.1 針對(duì)冷坯壓力過高的問題?？刹刊B加一個(gè)板式減壓閥，根據(jù)樣本選型為ZDR10 DP2-5X/150 V。根據(jù)減壓閥最高壓力限制的特性，即可滿足冷坯壓力調(diào)壓的要求，每個(gè)段根據(jù)功能可設(shè)置不同的冷坯壓力，同時(shí)對(duì)溢流閥設(shè)定壓力可適當(dāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，即比減壓閥設(shè)定壓力高20bar即可。

3.2 針對(duì)同步性問題，可以選用同步精度高的回路來優(yōu)化原系統(tǒng)，具體方案如下：采用分流閥取代原來的單向節(jié)流閥，可大大提高驅(qū)動(dòng)缸的同步精度；采用調(diào)速閥取代原來的單向節(jié)流閥，可減輕負(fù)載對(duì)同步性的影響，提高同步精度；原來扇形段上的管路布置改為集成閥塊，可減少扇形段管路長度，并可增加閥塊的防護(hù)罩，可減輕惡劣工況對(duì)液壓元件的影響。通過這一系列的優(yōu)化，扇形段同步性問題基本可以解決，同時(shí)對(duì)于管路及配套液壓元件進(jìn)行了優(yōu)化，提高液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定度。

3.3 針對(duì)一些元件選型不合適及對(duì)現(xiàn)場工況不適應(yīng)的問題，采取以下措施：將扇形段與閥臺(tái)管路連接的過渡軟管，減小通徑，并增加鋼絲纏繞層數(shù)，提高高壓膠管的耐壓等級(jí)，延長壽命。根據(jù)《hydac工業(yè)樣本》中“2系列常用膠管”，軟管的耐壓等級(jí)由原來的280bar提高到350bar。

4 方案實(shí)施后的效果

扇形段液壓系統(tǒng)優(yōu)化后，取得了明顯的效果，主要表現(xiàn)在：

4.1 引錠桿壽命明顯延長，有原來的8個(gè)月，延長至1年，并且杜絕了引錠桿壓斷的惡性設(shè)備事故，降低了連鑄生產(chǎn)線的事故率。

4.2 扇形段與閥臺(tái)管路連接的高壓膠管壽命延長6個(gè)月，并且杜絕了管路爆裂的現(xiàn)象。

4.3 通過已經(jīng)進(jìn)行過同步優(yōu)化改造的扇形段使用情況表明，扇形段驅(qū)動(dòng)及夾緊回路的同步性明顯提高，避免了扇形段同步性差造成的驅(qū)動(dòng)缸斷裂、夾緊滑板掉落的現(xiàn)象。

4.4 減輕了元件對(duì)工況的不適應(yīng)，提高了扇形段本體液壓元器件的使用壽命，消除溢流閥崩裂及液壓元件失效的隱患，減少了扇形段的維護(hù)工作量。

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本-管道與管道附件》機(jī)械工業(yè)出版社2007.3