連鑄機結晶器振動穩定性改造

靳魯會

(河鋼集團承鋼公司板帶事業部,河北 承德 067102)

連鑄機結晶器振動穩定性改造

靳魯會

(河鋼集團承鋼公司板帶事業部,河北 承德 067102)

結晶器振動裝置是連鑄機生產的關鍵設備,承鋼150t板坯連鑄機結晶器振動裝置在投產初期一直存在著不穩定的問題.本文從電氣線路鋪設、液壓管路布局、設備潤滑、液壓系統清潔度控制四個方面進行了具體分析和優化改造,取得了良好的應用效果.

結晶器振動;液壓油;污染;潤滑

結晶器振動裝置是煉鋼廠連鑄系統的重要設備,工作正常與否直接影響連鑄系統的生產.承鋼150t連鑄機結晶器振動采用伺服液壓控制,主要由振動框架、固定框架、振動單元、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框架帶動結晶器實現按預先設定的振幅和軌跡運動.結晶器振動的目的是防止初生坯殼與結晶器之間粘結而被拉裂.結晶器的振動實際上起強制脫膜作用,保證鑄坯表面質量,減小振痕,減少裂紋,使坯殼得到充分潤滑.結晶器振動的穩定與否直接影響著鑄坯的質量和整個生產鏈的運行.

圖1 結晶器振動示意圖

1 現狀分析

結晶器振動裝置位于連鑄系統零號段和結晶器之間,結晶器安裝在能(以一定頻率)作往復運動的振動臺上,使其在軌道上作上下往復運動,減輕拉坯阻力,避免初生坯殼與結晶器粘連造成坯殼拉裂.由于設計和安裝的原因,結晶器振動裝置故障不斷,對生產的穩定性造成極大影響.主要故障表現為:控制信號相互干擾,振動動作失控;液壓軟管接頭漏油且處理耗時較長;振動單元潤滑不良,磨損嚴重;液壓油污染,伺服閥堵塞.通過對系統機械、電氣、液壓等設備的綜合分析,造成結晶器振動裝置故障的主要原因有以下幾種.

1.1 線路鋪設不合理

振動控制線路和結晶器調寬伺服電機控制線路并行排列,控制信號相互干擾,引起伺服閥和位移傳感信號混亂,伺服液壓缸動作失控,輕則事故停機,重則漏鋼臥坯.同時PLC系統接地和電氣接地因屏蔽不好,也易導致控制信號相互干擾.

1.2 液壓管路布局不合理

液壓管路布局在結晶器冷卻水系統管路下方,緊貼冷卻水軟管,生產過程中冷卻水軟管帶動液壓軟管高頻顫振,液壓管接頭反松漏油,同時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空間,造成每次處理漏油時間較長,為了防止維修作業帶來系統污染,還需要用沖洗閥代替伺服閥對系統進行沖洗作業.

1.3 振動單元潤滑不良

振動單元的潤滑脂由連鑄機扇形段集中潤滑泵站供油,在供油周期和壓力設定上都不合理.振動單元的動作周期跟隨結晶器振動同步運動,頻率高達170次/分鐘,而扇形段輥子的最高轉速僅有3轉/分鐘,這就造成了根據扇形段設定的潤滑周期,遠遠滿足不了振動單元的潤滑要求,若按照振動單元需求設定潤滑泵供油周期則造成潤滑脂的大量浪費.同時振動單元位于油潤滑管路末端,壓力設定低時,因管路壓降,造成振動單元供油不足;壓力設定高時,容易造成潤滑管路漏油.現場潤滑泵站供油周期和壓力都根據扇形段潤滑需求設定,這就造成了振動單元使用3個月就需要下線.

1.4 作業環境惡劣造成振動不穩定

振動伺服閥組及電氣元件安裝在振動臺正下方液壓缸上的防護罩內,防護罩內桶壓縮空氣形成正壓,防止蒸汽、粉塵進入罩內,壓縮空氣流量小,壓力低或者防護罩密封不嚴時,高溫蒸汽、粉塵進入罩內,極容易造成電氣件銹蝕、損壞、控制信號紊亂.

2 改造措施

2.1 電氣控制的改進

(1)因電氣信號干擾可能造成系統不穩定.將振動與結晶器調寬線路分開,分別敷設內弧側和外弧側,保證振動與調寬線路互不干擾;同時對屏蔽接地進行徹底排查,確保接地可靠并保證PLC系統接地與電氣接地分離,避免相互干擾.

(2)針對伺服閥箱內進蒸汽問題.對有故障的防護罩進行的及時修理,同時用密封膠對防護罩接縫進行密封.

(3)伺服閥箱內的溫度值和壓縮空氣壓力值遠傳至計算機,并設定警戒值,超出范圍及時報警提醒.

(4)在距離振動設備較近的冷卻水水閥站安裝結晶器振動和結晶器調寬端子分線箱,有線路故障時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 增大系統的過濾能力

清潔度控制的目標就是使系統的過濾能力和系統污染物的產生和生成在目標清潔度的基礎上達到平衡,系統清潔度出現反復波動變化的根本原因是系統過濾能力不足.為增大系統過濾能力,現場采取了改變循環泵工作模式,取消備用泵,兩臺循環泵同時工作,增大循環泵輸出流量,提高循環系統對液壓油的過濾效果.

2.2.2 增設備用油箱,滿足系統對油液較高清潔度的要求

備用油箱容積為3000L,用于儲備高清潔度的液壓油.油箱設置一套泵循環過濾系統進行油箱內油液的過濾,設有兩臺過濾器,選用的過濾器型號為660R005BN3HC,過濾精度為5μm.新油經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進行循環過濾,達到NAS7級以上的要求后作為備用,當主油箱需補油時,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 加強系統污染的動態監測

利用便攜式油液檢測儀,定期對系統進行檢測,并對檢測結果做成曲線,進行分析,針對清潔度的變化趨勢采取措施,把問題解決在起始狀態.

2.2.4 配備高精度濾油車

液壓油污染到一定程度時,靠系統自帶的濾油設備不能保持清潔度時,用高精度濾油車對系統主油箱液壓油進行在線過濾,省去換油的資金、人力和時間.

2.3 液壓系統可維修性改造

2.3.1 系統壓力優化

振動液壓系統原設計根據連鑄機生產能力要求最大拉速2.3m/min,要求液壓系統壓力30MPa.生產中受各種因素影響,實際最大拉速只有1.4m/min,振動液壓缸最大工作壓力17MPa.通過計算和實際試驗,系統壓力調至2lMPa,降低了系統壓力,減少系統負荷.

2.3.2 高壓膠管改造

振動液壓系統所用高壓膠管長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.因硬管預留接頭位置處于結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,拆裝時需移開結晶器冷卻水金屬軟管,而冷卻水軟管通徑DN200,長3000mm,拆裝同樣費時費力.通過現場實際測量,利用系統定修時間,把液壓主管路延長1米,錯開冷卻水軟管位置,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,同樣安裝費時;并且使用一段時間后,法蘭螺栓因長期處于高溫蒸汽環境中,銹蝕嚴重,通常需要氣焊把螺栓割除才能拆掉.

為了降低軟管更換難度,把高壓膠管的結構進行了改造.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,改造后僅3小時就可完成.

2.4 潤滑系統改進

增設獨立的干油集中潤滑站,單獨給振動裝置供給潤滑脂.既解決了按照扇形段供油周期造成振動裝置潤滑不良的發生,又解決了低壓供油時,振動裝置位于潤滑管路末端,壓力不足,高壓供油時扇形段潤滑設備容易漏油的矛盾.

3 實施效果

通過對結晶器振動設備的改造,設備穩定性得到了明顯的提高,電氣控制基本實現了零故障,振動單元壽命由原來的3個月提高到現在兩年,液壓系統清潔度可以長期保持在NAS7以上,實現了設備的長周期穩定運行,為企業成功開發并批量生產品種鋼提供了設備保證,使企業在激烈的市場競爭中獲得了新的利潤增長點.

[1]黃志堅,姚良挺.板坯連鑄機液壓振動臺故障的診斷[J].液壓與氣動,2002,10,45-46.

[2]靳魯會.大板坯連鑄機振動液壓系統清潔度控制[J].北方釩鈦,2015,1.22-23.

[3]靳魯會.連鑄機振動液壓系統改造[J].河北冶金,2014,9,46-47.

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1671-0711(2017)11(下)-0051-02