圆坯连铸拉矫机液压系统分析

     连铸的概念早在1857年就由贝塞麦(H·Bessemer)提出，直到1946年才在美国建成第一台实验性连续铸造装置。从60年代后连续铸钢得到普遍的应用和迅速的发展。
　　我厂的连铸设备是20世纪80年代世界上最先进的连铸设备之一，采用弧形多点矫直方一圆坯连铸机。经过几次大的改造后，年产量翻了一番。拉矫机作为连铸机的重要设备之一，其作用是拉出圆坯并将其矫直。装引锭时，利用拉矫机的传动辊将引锭杆送入结晶器。经技术改造后，我厂能生产φ210、φ270、φ310、φ350四种断面规格，由于尺寸范围较大，要求压力调节范围相对较大。每流浇铸弧形线上分布5架拉矫机，铸坯在这5个矫直点处的矫直力不相同。圆坯对椭圆度和表面压痕都有一定的要求，所以各架拉矫机压力都是可调且稳定的。
　　一、动力部分
　　该回路与回转台、脱引锭、引锭杆存放、升降辊道等共用一个压力源，由两台变量柱塞泵提供动力源，系统的调定压力为210bar。从泵过来的压力P2由蓄能器吸收系统压力脉动起稳压作用，蓄能器还充当事故动力源，以避免事故停泵时铸坯或引锭杆下滑事故发生。
　　二、压力调节部分

 

　　上引锭时，需用约150bar压力压紧引锭杆，而生产时热坯压力小于60bar，两种压力差别很大。系统采用二级减压设计，用换向阀切换这两种压力。并且二级压力可调，满足不同断面规格的压力需求。
　　1．一级调压
　　采用DR30型单向减压阀1，此阀的先导级供油从减压阀口的出口引入，该供油压力是经减压阀稳定后的压力，波动不大，有利于提高先导级的控制精度。如果减压阀出口压力出现冲击，旁通单向阀将迅速开启卸压，使阀出口压力通过安全阀2实现卸压保护；压力恢复到调定值后，单向阀重新关闭，起压力缓冲作用。P2经阀1减压到170bar。
　　2．二级减压
　　阀1出口的压力分为两路：一路由三通减压阀4减至150bar作为每流上引锭的引锭压力；第二路由三通减压阀7.1和7.2减至不同的热坯压力。每流的各架拉矫机处的热坯压力不相同，要求各架拉矫机缸的压力能单独调节，每架配单独减压阀调压。以避免产生内裂纹，椭圆度和压痕超标。三通减压阀还能够起限压作用，当引锭杆通过拉矫机或事故状态铸坯不能矫直时，液压缸的行程会随引锭杆的关节而变化或铸坯弧度而变化，使减压阀出口压力出现较大冲击，通过阀内部控制油路使阀芯移动，阀出口与回油接通，起到限压保护作用。
　　3．系统保压
　　当液压站事故停泵时，拉矫机液压系统靠蓄能器保压一段时间，能够为拉出铸坯或引锭杆提供充裕的时间。为了减少拉矫机液压回路的泄漏，延长保压时间，本系统特在三通减压阀的先导阀的泄漏口与油箱间串接外控顺序阀3。减压阀是靠先导阀不断的溢流来保持阀出口的压力。进油压力低于调定压力时，减压阀不起减压作用。此系统中导阀溢流液压油通过泄漏口经顺序阀3回油箱。外控顺序阀3的外控压力引自210bar的系统压力，开启压力调为120bar。泵工作时，阀3完全打开三通减压阀起减压作用。事故停泵后，蓄能器保压一段时间后，系统压力下降。当压力低于120bar时，阀3关闭，切断三通减压阀阀口经先导阀和外泄口流回油箱的通路。减少泄漏从而延长保压时间。此时减压阀不起减压作用，系统压力直接进入液压缸，铸坯会被压扁，变成废品。但相对漏钢造成的损失要小的多。
　　三、拉矫机动作   
　　φ310规格以上的园坯连铸机的拉矫机动作及其电磁铁得电情况如下表：  (参见系统图，不包括阀7.4、16.4、7.2)

 

　　伞310规格以下的园坯连铸机的拉矫机动作及其电磁铁得电情况如下表(参见系统图2)。由于热坯压力比较小，考虑到减压阀可调最低压力(加上拉矫机自重)可能大于铸坯所需压力，所以在回路中另加入一路减压回路(图中虚线部分，阀11、16.4、7.2)。其动作与电磁铁状态如下表：

 

　　换向阀8、10、11采用无弹簧复位带定位的换向阀，其特点是电磁铁突然失电时阀能保持原状态，从而保证拉矫机的工作状态。球阀18.1、18.2和18.3为方便更换缸和软管而设，开18.3闭18.2、18.1还可以进行循环冲洗。但须注意事故跳泵时，利用液压缸压差能够压住铸坯。
　　四、日常维护需注意的问题
　　1．注意检查蓄能器的气压，以稳定系统压力，保证事故时起到保压足够时间的作用。
　　2．做好液压缸和软管的热防护，定期检查软管。
　　3．定期检查液压缸动作状态和运动速度。
　　4．经常观察铸坯表面压痕和椭圆度，及时调整热坯压力，并形成规范。
　　5．合理分布拉矫机，前3架拉矫机能够起到软压卜作用，后架拉矫机能够起到拉矫作用。