長材液壓式推床的結構與控制

周 棟

（中冶華天工程技術有限公司，江蘇南京 210000）

0 引言

隨著鋼鐵業的快速發展，促進了“開坯+連鑄/半連軋”技術的發展和應用，加速了開坯機設備技術的發展應用。如今，開坯機及其輔助設備在型鋼/棒材生產線上得到廣泛的應用。而推床是開坯機前后不可或缺的重要輔助設備。開坯機前后推床按驅動形式可分為電動式、半液壓式和液壓式等3類。

所述液壓式推床是推床、翻鋼機組合一體的設備，推床及翻鋼機均采用液壓驅動。該設備放置在開坯機本體前后位置，其作用是當坯料進入開坯機前工作輥道時，通過液壓驅動推板及翻鋼鉤，對坯料進行矯直、定位并翻轉，然后將坯料準確的送入開坯機中進行多道次軋制。

1 液壓式推床的結構特點和功能

1.1 液壓式推床的結構特點

推床包括液壓裝置、機前同步裝置、推桿裝置、推桿連接梁、開坯機前輥道、機前擋板裝配、翻鋼機、隨機配管等部件組成。機前擋板裝配中的推板采用焊接鋼結構，由于推板經常與熱坯接觸，推板采用水冷卻降溫，保護推板。推板前擋板用螺栓固定，并采用止口定位。

翻鋼機主要由液壓缸、曲柄連桿機構、長軸、聯軸器、翻鋼鉤等部件組成（圖1），采用2臺液壓缸，其中一臺帶有線性位移傳感器，翻鋼鉤為堆焊耐磨鋼的復合結構。

1.2 液壓式推床的功能

推床通過液壓裝置驅動擋板兩側的推桿裝置進行往復運動，推桿裝置帶動機前擋板裝配作相應運動，實現對坯料的移動、矯直等動作。推床本體兩側推板均有2個推桿裝置，在生產中同一側2個推桿通過機前同步裝置同步運動。采用液壓驅動可以實現推床的低速啟動、高速運行、運動過程平穩及任意位置的高精度停位。推床兩側共4個液壓缸，通過計算此處選用的液壓缸參數：液壓缸內徑；活塞桿直徑 160 mm，行程3160 mm；推床上推板長度約9.8 m。

圖1 翻鋼機

翻鋼機布置在推床的傳動側推板上，如圖2所示。工作過程是翻鋼機上的液壓缸帶動曲柄連桿機構運動，曲柄連桿安裝在長軸上，長軸旋轉，帶動翻鋼鉤上下往返運動，翻鋼鉤初始位置位于工作輥道下方，當翻鋼鉤向上運動時，帶動坯料進行90°翻轉。坯料翻轉完成后，翻鋼鉤回到初始位置，坯料通過推床進行定位，矯直，從而完成作業。翻鋼機同樣采用液壓驅動，也具有低速啟動、高速運行、運動過程平穩等優點。液壓式推床翻鋼機，上翻鋼鉤根據坯料長度布置5個，翻鋼機采用2個液壓缸帶動，液壓缸參數：液壓缸內徑；活塞桿直徑110 mm，行程745 mm。液壓式推床能完成的H型鋼、20#56#工字鋼等規格產品的生產作業。

1.3 液壓式推床特點

圖2 推床翻鋼機布置

（1）結構合理緊湊，安裝簡單。本液壓式推床為推床、翻鋼機組合一體的設備，結構緊湊，占地面積??；翻鋼機布置于推床傳動側推板上，安裝簡單。

（2）設備具有高精度停位、快速響應的特點。本設備采用液壓伺服控制，實現了設備的速度、精度的準確定位，翻鋼鉤在完成翻鋼作業后能迅速回到初始位置，推板矯直定位后可迅速分離，以防止坯料對推床設備的損傷，保證設備及作業的安全性。

（3）耐高溫、耐磨性好，使用壽命高。該液壓式推床布置在開坯機前，坯料溫度高達以上，在定位、矯直和翻鋼過程中，設備長時間接觸坯料，為降低溫度對設備性能及壽命的影響，在箱體中通過水冷卻降溫，保證了推板的強度，延長了使用壽命。同時，在翻鋼鉤接觸坯料及推板面處堆焊耐磨層，若耐磨層磨損嚴重時，現場也便于維護保養，推板面采用采用了耐磨鋼板以提高耐磨性。

2 液壓式推床的控制

在實際生產中，本設備是通過液壓缸帶動齒輪、齒條、推桿實現推床的開合完成坯料的移動、定位和矯直等。液壓缸自帶線性位移傳感器，通過液壓缸上的傳感器反饋的實時數據，結合控制系統，可以監測到推床實時位置及速度，從而實現對坯料的定位、矯直、移動等功能。

推床的同一側推板共有2個推桿同時作業，為保證2個推桿的同步，采用了機前同步裝置完成。工作原理是機前同步裝置與2個推桿分別采用齒輪齒條的方式進行嚙合，齒輪再通過長軸進行連接，從而實現同一側推板的兩個推床的機械同步。同時推床兩側的推板通過控制系統同步運動，一側推板隨著另一側推板的位移變化而變化，從而保證坯料能精準的送入開坯機中，本設備采用自帶位移傳感器的液壓缸，通過傳感器反饋的數據，可以實現推板速度的精確檢測與控制，再結合控制系統可以實時檢測推板的位置狀態。從而實現自動實現推板實時速度、位置的測和控制，以實現對坯料的精準作業。

坯料的翻鋼是通過翻鋼機實現的，翻鋼機同樣采用液壓缸驅動，液壓缸內設線性位移傳感器，可以精確反饋翻鋼鉤的速度及位置狀態。圖3為液壓式推床在作業過程中兩側推板及翻鋼鉤的位置狀態信息，其中，D.S為動側，O.S為操作側。坯料在等待翻鋼時，翻鋼鉤位于低于工作輥面的初始位置；在液壓缸作用下推板完成對坯料的定位矯直后退開讓出翻鋼空間，翻鋼機低速啟動，高速運行到翻鋼位，完成坯料的90°翻轉后，翻鋼鉤再高速向下運動，減速停止在初始位；然后推板完成坯料的矯直、定位后將坯料送入開坯軋機，完成一個周期的動作后等待下一次的翻鋼。

液壓式推床運動過程中，推板及翻鋼鉤的速度及位置的控制都是通過液壓缸內置的傳感器反饋的數據結合控制系統軟件的計算及檢測自動完成。

圖3 翻鋼、矯直、定位過程

3 結束語

推床是開坯機重要的輔助設備，已廣泛應用在長材生產線上。液壓式推床具有快速液壓對軋槽、高精度停位、快速響應等特點，同時設備的結構緊湊，整體剛度及穩定性好；為以后現場的生產控制及維護提供了指導作用。