鋼坯去毛刺機(jī)的設(shè)計

鋼坯去毛刺機(jī)的設(shè)計

板塊在連鑄機(jī)上形成后，必須按照一定的固定尺長度將其切割，然后進(jìn)入輸出輥。由于火焰切割時鋼坯切口下邊粘連有一條呈冰柱狀鋼渣帶(簡稱鋼坯毛刺),這種氧化鋼渣的硬度較大,如果不清除掉,軋鋼時可能嵌入鋼板中,導(dǎo)致鋼板的表面質(zhì)量不符合要求,產(chǎn)生廢次品,尤其是在生產(chǎn)高檔板坯產(chǎn)品時,對最終產(chǎn)品的質(zhì)量影響將會更大。因此,各鋼廠都采取措施,除去板坯頭部和尾部的毛刺。如何有效、快速地將鋼坯毛刺鏟去,以防止對軋鋼成品的表面質(zhì)量造成影響,保證軋鋼質(zhì)量,是連鑄工藝中一直在研究的課題在鋼坯移動過程中鏟除鋼坯毛刺,通常采取的方法有:人工火焰切割、飛刀除毛刺法、鏟刀移動刮毛刺法,錘式旋轉(zhuǎn)切除法等。除了工效很低的人工切割方式已經(jīng)基本不再使用外,其他的方式各有其優(yōu)缺點(diǎn),在馬鋼高效合金板坯連鑄機(jī)上使用了德國LENZING公司的旋轉(zhuǎn)錘式去毛刺機(jī),采用這種設(shè)備,首先可以保證有較高的毛刺去除率,其次是設(shè)備結(jié)構(gòu)相對簡單,電氣控制容易,對保證連鑄坯的質(zhì)量具有重要作用。1毛刺機(jī)的結(jié)構(gòu)去毛刺機(jī)由機(jī)架、去毛刺旋轉(zhuǎn)軸(帶旋轉(zhuǎn)錘)、液壓設(shè)備、毛刺廢物接收設(shè)備、電氣系統(tǒng)設(shè)備及位置檢測開關(guān)等組成。(1)包括基礎(chǔ)框架、懸掛支架、驅(qū)動電機(jī)和萬向軸、防護(hù)外罩和冷卻水嘴、防護(hù)擋板等設(shè)備。(2)旋轉(zhuǎn)軸的去除過程包括液壓驅(qū)動油缸升降裝置、主旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)錘等設(shè)備,旋轉(zhuǎn)錘由耐熱特殊鋼制造,可以單獨(dú)更換。(3)包括液壓缸、閥臺、液壓附件、連接油管等。(4)毛刺接收設(shè)備包括擋板、溜槽、廢毛刺接收料斗等。(5)設(shè)備包括傳動和PLC控制柜、就地操作臺、限位開關(guān)、板坯檢測光電開關(guān)等。去毛刺機(jī)總體布置見圖1,去毛刺旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)見圖2。2消極開展去毛刺機(jī).去毛刺機(jī)工作原理非常簡單,整個裝置沿著輸出輥道布置在板坯的底部,去毛刺旋轉(zhuǎn)軸的四周附帶有可以靈活擺動的鏈接擺錘,當(dāng)去毛刺旋轉(zhuǎn)軸在電機(jī)的拖動下以一定速度高速旋轉(zhuǎn)時,由于離心力的作用,鏈接擺錘以旋轉(zhuǎn)軸為圓心張開,調(diào)整好旋轉(zhuǎn)軸和鑄坯之間的距離,當(dāng)鑄坯到達(dá)旋轉(zhuǎn)軸位置時,由兩側(cè)的液壓缸提升旋轉(zhuǎn)軸,使鏈接擺錘升起的位置正好敲擊在毛刺的根部,這樣就可以徹底切除鑄坯切割后殘留的毛刺去毛刺機(jī)工作時分為頭部和尾部兩個步驟,具體過程如下:(1)準(zhǔn)備位置:鋼坯經(jīng)過火焰切割機(jī)后,由輥道送至去毛刺機(jī)前。這時旋轉(zhuǎn)軸處在鋼坯前方最低點(diǎn)的準(zhǔn)備位置尚未啟動。(2)頭部起始位置:鋼坯頭部經(jīng)過光電開關(guān)①,光電開關(guān)發(fā)出一個下降沿“0”信號到PLC,PLC發(fā)出指令控制去毛刺機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的電機(jī)開始順時針啟動加速,見圖3。(3)去除頭部毛刺:當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸加速到額定轉(zhuǎn)速,鋼坯頭部經(jīng)過光電開關(guān)②時,提升液壓缸動作,旋轉(zhuǎn)軸抬起,鏈接擺錘敲擊鑄坯的頭部,切除的毛刺順著溜槽進(jìn)入廢毛刺接收料斗,見圖4。當(dāng)鋼坯頭部去毛刺過程全部結(jié)束后,液壓缸帶動旋轉(zhuǎn)軸降到初始位置,同時旋轉(zhuǎn)軸停止旋轉(zhuǎn),整個去毛刺的工作時間大約在1.2s。(4)尾部起始位置:鋼坯尾部離開光電開關(guān)①,光電開關(guān)發(fā)出一個上升沿“1”信號到PLC,PLC發(fā)出指令控制去毛刺機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的電機(jī)開始逆時針啟動加速,見圖5。(5)去除尾部毛刺:當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸加速到額定轉(zhuǎn)速,鋼坯尾部離開光電開關(guān)②時,提升液壓缸動作,旋轉(zhuǎn)軸抬起,鏈接擺錘敲擊鑄坯的尾部。切除的毛刺順著溜槽進(jìn)入廢毛刺接收料斗,見圖6。當(dāng)鋼坯尾部去毛刺過程全部結(jié)束后,液壓缸帶動旋轉(zhuǎn)軸降到初始位置,同時旋轉(zhuǎn)軸停止旋轉(zhuǎn)。(6)工作周期完成:當(dāng)去毛刺尾部動作結(jié)束后,設(shè)備處于準(zhǔn)備狀態(tài),等待著下一個鋼坯的到來。(7)工作周期安全時間:出于安全因素的考慮,在去毛刺機(jī)PLC機(jī)柜的西門子OP7操作面板上可以設(shè)定一個安全時間,這個時間是正常工作循環(huán)周期加上幾秒鐘,當(dāng)達(dá)到安全時間后,如果去毛刺機(jī)由于故障無法停止,可以自動強(qiáng)行停止去毛刺機(jī)動作,同時設(shè)備回到原始位置。去毛刺機(jī)控制系統(tǒng)PLC為西門子公司S7-300型,整個工作過程設(shè)定為自動工作方式,去毛刺機(jī)接收出坯輥道的運(yùn)行速度后連同前后段出坯輥道一并聯(lián)動,完成去毛刺工作自動循環(huán)。操作人員啟動去毛刺機(jī)并設(shè)定操作工藝后,去毛刺機(jī)通過光電檢測開關(guān)自動檢測連鑄板坯位置,自動完成頭部、尾部的去毛刺工作。3去毛刺和液壓系統(tǒng)本機(jī)去毛刺程序設(shè)計的周期時間不超過5min(板坯長12m),一般為4min左右。去毛刺軸的旋轉(zhuǎn)速度為900rpm(可以調(diào)節(jié)),去毛刺的輥徑約為480mm,每塊板坯之間的距離保持在最小鑄坯長度加上1m。去毛刺的液壓系統(tǒng)使用Quintolubric888-46(TypHFD4,150VF46)液壓油,消耗量約為50L/min,壓力為12MPa(最大為21MPa),由鑄機(jī)本體主液壓站供油。去毛刺的水冷系統(tǒng)使用過濾干凈的工業(yè)水,消耗量約為30L/min,壓力為150～200kPa(最大為600kPa),水溫要求低于35℃。4控制裝置電氣控制部分主要包括控制柜、操作臺、液壓缸行程檢測開關(guān)和鋼坯位置光電檢測開關(guān)等部分。(1)去毛刺機(jī)控制方案控制柜安裝在控制室內(nèi),控制柜內(nèi)包括PLC控制、變頻器、液壓站控制、直流電源、外部連鎖等部分。PLC選用西門子公司S7-300系列可編程序控制器,去毛刺機(jī)主要控制功能全部由PLC完成,PLC點(diǎn)數(shù)128DI/DO。操作人員選擇去毛刺機(jī)工作方式后,去毛刺機(jī)可以根據(jù)檢測開關(guān)和光電開關(guān)信號,控制板坯動作,自動完成板坯的去毛刺工作。柜內(nèi)變頻器使用Lenze公司8200VECTOR系列變頻器實(shí)現(xiàn)去毛刺旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制。(2)障診斷和復(fù)位操作在中央操作面板上可以設(shè)定去毛刺的周期時間和安全時間、旋轉(zhuǎn)方向和速度的顯示,故障診斷和復(fù)位操作。在就地操作箱上可以進(jìn)行遠(yuǎn)程和就地的選擇,以及手動操作液壓站開關(guān)、冷卻水的開關(guān)、去毛刺軸的升降、去毛刺軸的正反向啟動和停止。(3)去毛刺機(jī)液壓缸升降檢測液壓缸行程檢測開關(guān)和鋼坯位置光電檢測開關(guān),限位開關(guān)采用西門子公司PXI200型感應(yīng)開關(guān),完成去毛刺機(jī)液壓缸升降動作檢測。鋼坯位置檢測光電開關(guān)選用SickWL45光電開關(guān),發(fā)射光源為紅外線光,抗干擾性能好。5冷卻軸承去毛刺機(jī)的機(jī)架外部安裝有獨(dú)立的水冷裝置,通過噴嘴來冷卻去毛刺旋轉(zhuǎn)軸的軸承,保證軸承不被高溫?fù)p壞。電氣PLC可以通過管路上的電磁閥控制水的啟停。6毛刺機(jī)兩側(cè)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)工況在調(diào)試和試車中,經(jīng)常出現(xiàn)的故障主要有:(1)在鑄流二冷室內(nèi),由于內(nèi)外弧冷卻不均勻?qū)е妈T坯頭部略有下垂,這樣會造成旋轉(zhuǎn)擺錘動作時敲擊位置不在毛刺的根部,直接打在鑄坯表面,這時負(fù)載阻力會很大,變頻器故障報警,同時,鑄坯表面產(chǎn)生很深的凹痕。當(dāng)毛刺機(jī)兩側(cè)旋轉(zhuǎn)軸固定座的固定絲桿出現(xiàn)松動時,也會造成類似上述現(xiàn)象,這時需要調(diào)節(jié)絲桿,使旋轉(zhuǎn)軸上升時能到達(dá)合適的位置。(2)由于液壓油清潔度問題,液壓閥臺過濾器常常堵塞,此時會在操作面板0P7上顯示報警,需要處理過濾網(wǎng)。(3)現(xiàn)場光電開關(guān)位置偏移或者信號不對,在去除頭部和尾部毛刺時,旋轉(zhuǎn)軸上升動作時間不準(zhǔn)確,需要調(diào)整光電開關(guān)的位置。(4)液壓缸升降的感應(yīng)開關(guān)出現(xiàn)故障時,會導(dǎo)致整個去毛刺的工作周期出現(xiàn)混亂。7板坯去毛刺率合格通過對馬鋼板坯連鑄去毛刺機(jī)的調(diào)試使用,現(xiàn)場使用的