連鑄火焰收割機的技術改造

連鑄火焰收割機的技術改造

0火焰粉碎機在國內的應用情況火焰清洗機是連鑄機的主要設備之一。根據(jù)所需的尺寸和規(guī)格，將所需的鑄造板材切割為所需的固定尺或倍尺，在連鑄生產中起著連接和繼承的作用。如果不能正常切割鑄坯,很容易造成頂坯、停澆、系統(tǒng)停機等生產事故;切割機運行不平穩(wěn),還會出現(xiàn)回槍劃傷等鑄坯質量缺陷。安鋼二煉方坯連鑄機現(xiàn)使用的FG-3E型火焰切割機,是目前專為國內小方坯連鑄機設計的典型切割設備。在方坯高效生產中因火焰切割機故障率高,在線維修困難,制約了生產正常運行。因此,對火焰切割機進行技術改造,顯著地降低了備件、能源消耗和維修勞動強度,延長了使用壽命、保障了切割設備正常運行,對提升連鑄技術經(jīng)濟指標起到了強有力的設備支撐作用。1勞動原則和結構1.1火焰切割系統(tǒng)方坯連鑄自動火焰切割機切割的基本原理是利用預熱氧與燃氣混合火焰的熱能將鑄坯切割處預熱到燃點后,噴出高速切割氧流,使金屬燃燒并吹走熔化的金屬,形成割縫而實現(xiàn)切割的方法。火焰切割機由切割機械系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和能源介質系統(tǒng)三部分組成。切割機械系統(tǒng)主要由夾坯氣缸、夾鉗、切割臂、道軌、車輪、車架、切割導板、導輪連桿、機架和返程氣缸組成。改造前火焰切割機械結構如圖1所示:1.2調整切割動作方坯連鑄FG-3E型火焰切割機,電控系統(tǒng)按預定程序控制火焰切割機的動作順序為:接受紅外線攝像定尺信號→夾緊氣缸動作、夾鉗夾鑄坯開始行走,煤氣和預熱氧電磁閥同時打開預熱鑄坯→預熱鑄坯兩秒后、切割氧電磁閥打開切割鑄坯→切割鑄坯結束小車接觸行程開關,煤氣、預熱氧和切割氧氣電磁閥關閉,夾緊氣缸動作夾鉗打開、切割小車停止運動→間隔兩秒管道內切割氧余壓降下后,返程氣缸動作將切割小車推回原位。2當前問題及分析2.1密封少,強度大火焰切割機返程氣缸距離輸坯輥道1.2m,氣缸在高溫環(huán)境下運行,它的活塞和缸桶之間的密封,氣缸桿和端蓋之間的密封老化快、磨損快、漏氣嚴重,造成能源(壓縮空氣)消耗大,在線維修困難,勞動強度高。2.2車輛容易脫落和折斷由于火焰切割機返程氣缸推力作用于切割小車車身側面,設備運行過程中容易發(fā)生切割小車走斜掉道和車輪啃道現(xiàn)象。2.3火焰保留了車輪部分火焰切割機小車返回原位時擋頭直接碰闖車輪,沖擊力通過車輪軸直接作用于小車車輪軸承上,造成車輪軸承損壞頻繁?；鹧媲懈顧C小車車輪一側為圓柱踏面無輪緣式,一側為圓柱踏面雙輪緣式,易產生啃道和軸串動現(xiàn)象。在鑄坯橫向跑動時對切割小車產生橫向力,造成車輪和端蓋受力經(jīng)常脫落,在高溫環(huán)境下軸承更換和車輪安裝困難,影響到鑄坯的正常切割。3改革方案和實施3.1切割槍葉片問題的改進方案經(jīng)過多年設備運行,針對返程氣缸密封損壞頻繁故障率高,切割小車易發(fā)生掉道啃道事故,繩輪部件在線維修和拆卸困難,車輪軸承壽命短及車輪經(jīng)常脫落,切割槍回程時劃傷鑄坯等問題,制定下列改進方案:1)設計無動力返程裝置代替返程氣缸,降低能源消耗及勞動強度。2)從新設計繩輪及支架構造,解決繩輪部件在線維修難題。3)改造車輪和車輪軸構造,增強擋蓋螺栓的承載強度,解決車輪脫落問題。4)去掉切割小車限位擋頭,設計安裝緩沖裝置延長車輪使用壽命。5)避免切割槍回程劃傷鑄坯更改PLC程序保證方案成功實施。3.2重力行程裝置將小車返程使用的氣缸拆除,在火焰切割機尾部機架下部與上部各增加一個繩輪部件,配制重量合適的重錘,通過鋼絲繩繞在繩輪上一頭連接配重、一頭連接在小車尾部中間,利用重錘的自重通過鋼絲繩將切割機小車拉回原位形成重力返程裝置(如圖2所示)。實現(xiàn)了無動力驅動返回,減少了備件和能源(壓縮空氣)的消耗,消除了切割小車走斜掉道和車輪啃道現(xiàn)象。3.3在線難以更換拉伸為了避免繩輪部件長期在高溫、冷卻水大的環(huán)境下使用時,造成繩輪部件維修和拆卸困難,同時又造成在線難以更換鋼絲繩。將繩輪軸與支架配合設計為承插式結構,不用維修工具5s內可更換一個繩輪部件、30s內可成套更換上下兩個繩輪部件和一根鋼絲繩,提高了維修效率,降低了勞動強度,實現(xiàn)了免拆卸在線快速更換部件(如圖3所示)。3.4延長火焰粉碎機使用壽命將火焰切割機小車返程到原位時撞擊車輪的擋頭拆除,在行走小車車身尾部焊接防撞座、尾部機架焊接防撞支架,并在防撞支架上安裝緩沖橡膠構成緩沖裝置,對整體火焰切割機起到了有效的保護,延長了火焰切割機各部件的使用壽命。返程防撞緩沖裝置如圖4所示:3.5車輪軸統(tǒng)一構造原火焰切割機小車車輪一側為圓柱踏面無輪緣式、一側為圓柱踏面雙側緣式。重新設計車輪和車輪軸統(tǒng)一構造,改造成圓錐踏面單側緣式車輪。利用圓錐踏面車輪自動找正的特點避免了車輪啃道現(xiàn)象,兩側同時安裝圓錐踏面單側緣式車輪并將原擋蓋螺釘M14更改為螺栓M20,有效地避免了鑄坯橫向跑動時對小車產生的橫向力使車輪易脫落的現(xiàn)象(如圖5所示)。3.6切割煙氣余壓使用重力返程裝置后,切割鑄坯完畢后小車接觸行程開關、夾緊氣缸動作夾鉗打開,在管道內切割氧氣余壓未降下時重力返程裝置使切割小車迅速返程,切割氧氣余壓對鑄坯面造成劃傷。為了保證鑄坯產品質量并解決切割氧氣余壓對鑄坯面造成劃傷問題,將控制火焰切割機預定工作的順序改為:接受紅外線攝像定尺信號→夾緊氣缸動作、夾鉗夾鑄坯開始行走,煤氣和預熱氧電磁閥同時打開預熱鑄坯→預熱鑄坯兩秒后、切割氧電磁閥打開切割鑄坯→切割鑄坯結束小車接觸行程開關,煤氣、預熱氧和切割氧氣電磁閥同時關閉→延時兩秒管道內切割氧余壓降下后,夾緊氣缸動作夾鉗打開、重力返程裝置將切割小車拉回原位。4減少了仿真的因素和設備方坯連鑄自動火焰切割系統(tǒng)改造后,大幅度減少了切割設備事故,有力的促進了生產運行,主要效果表現(xiàn)在以下方面:1)重力返程裝置的應用,減少了備件和能源(壓縮空氣)的消耗,降低了成本及設備事故的發(fā)生。2)承插式繩輪合理的設計減少了維修強度,提高了維修效率和設備的使用壽命。3)切割小車車輪改造減少了備件的種類便于備件的管理,并解決了車輪經(jīng)常脫落的難題和車輪啃道現(xiàn)象。4)返程擋頭的改造,避免了返程作用力對車輪和軸承造成的損壞,對整體切割設備的正常使用功能起到了決定性保護作用。經(jīng)過一年多