大型板坯连铸机液压润滑系统

新技术・新设备

大型板坯连铸机液压润滑系统

西安重型机械研究所　曹永福　郭星良　赵伶侠　郭力戎

摘要　论述了我国自行设计制造的现代化大型板坯连铸机液压润滑系统的主要性能、设计特点、

制造成套及安装调试等方面取得的经验。

叙词　大型板坯连铸机　液压　润滑　系统

Abstract　HereisanexpositionofthehydrauliclubricatingsystemoftheChinese2builtlarge2sizeslabconcastingmachine,amodernizedcaster,expoundingtheexperienceobtainedinitsperformance,designfeature,manufactureandsupplyofcompletesetofequipmentaswellasinstallationandcommissioning.

Descriptors　large2sizeslabconcastingmachine,hydraulic,lubrication,system

　　由西安重型机械研究所设计,立足国内制造的第一套大型板坯连铸机攀钢1350mm板坯连铸机于1993年10月18日投入生产以来,设备运行良好,1996年该机已超过年设计产量100万t。随主机投入运行的液压润滑系统良好的性能,有效地保证了该连铸机的正常生产。

继攀钢大型板坯连铸机顺利投产之后,西安重型机械研究所又成功地为上钢三厂设计了300mm×2000mm(国内最大断面)板坯连铸机。其液压润滑系统于1995年10月18日随主机顺利投产,设备运转情况良好。

这两套大型板坯连铸机液压润滑系统都是

由我国自主设计、制造成套、安装并调试成功的,使我国连铸机在液压润滑方面装机水平达到了一个新的高度。这两套连铸机的液压润滑系统规模完整,技术先进,运行可靠,为国内大型液压润滑系统的设计、制造、成套、安装调试等提供了成功的经验。

本文仅就上钢三厂300mm×2000mm板坯连铸机液压润滑系统的设计、制造、成套、安装和调试方面的特点进行较为系统的介绍。

1　液压润滑系统的设备总体布局

和流程

液压设备分为在线液压设备和维修区液压

　　(2)通用性多、专用性少、针对性差。没有针对企业特点的选型,实用性差。

(3)希望在一次性投资中解决一切问题,没有长远计划。有些企业因为CAD投资大,就希望一次投资就能解决所有问题。而不肯投资进行针对本企业特点的二次开发,获得的效益有—10—

限。

(4)对人员重视不够。特别是内陆省份,人

员待遇不高,企业好不容易培养的技术人才流向经济发达地区。这个问题需妥善解决。

(修改稿日期:199715126)

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设备两大部分。

在线液压系统设有主动力站,位于连铸机非传动侧切割机旁的地下,地面标高-6m,面积200m2。在线液压设备的控制部分分为3个系统,即大包回转台控制系统、本体控制系统和精整控制系统,这些系统的功能是由控制阀台实现的。主动力站和各控制系统的设备组成及流程见图1和图2。

大包回转台的大包加盖阀台VS1、VS2位于大包回转台门形框架之上;事故回转控制阀台VS3位于大包回转台下面的事故回转马达旁;大包提升液压装置LL1、LL2固定在大包提升油缸上。

本体液压控制阀台位于距离连铸机中心线5m处非传动侧的地下隧道内,安装地面标高-4m,隧道尺寸214m×214m×3115m,安装控制阀台18个(FS,VS4～VS20)。润滑设备分为4个的集中干油润滑系

统,即:

(1)大包回转台大轴承和大齿轮润滑系统(安装在大包回转台下的室内);

(2)结晶器-4#扇形段润滑系统;(3)5#～14#扇形段润滑系统;

(4)精整区集中干油润滑系统(在称量机旁的房间内)。

(2)、(3)两台集中干油润滑系统,布置在

二冷扇形段非传动侧距连铸机中心线10m的房间内。

维修区的4台小型单体液压装置分别放置在所服务的机械设备旁。它们是:扇形段试验台液压系统;QC台试验台液压系统;结晶器滑动水口试验台液压系统;中间罐废料台车液压系统。大包滑动水口液压系统和中间罐滑动水口液压伺服系统设置在+9m平台上。

精整液压控制阀台VS21、VS22设置在去毛刺机和称量装置非传动侧的0平面上。

图1　主动力站流程图

～ACC3—蓄能器装置　TF—回油滤油装置TAN—油箱　RF—循环过滤装置　ACC1

POA—本体事故保持压力　P3—大包回转台液压系统基本压力　T—系统总回油　L3—

大包回转台系统泄漏油　S,S1—主泵吸油口　T1—主泵泄漏回油　RP—循环泵装置～PU9—主泵装置　CH—冷却加热装置　PO—本体液压系统基本压力　P2—精整PU1

系统基本压力　P3A—大包回转台事故回转压力　LO—本体系统泄漏油　O—循环泵吸油口　TO—主泵卸荷回油　SO—循环油回油口

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图2　控制阀台流程图LL1,LL2—1大包,2大包提升装置　RJ—回转接头　VS1,2—大包加盖阀台　VS3—事故回转阀台　VS4—QC台控制阀台　VS5,7,9,11,13,15,16—扇形段1～14段夹紧阀台　VS6,8,10,12,14—驱动辊压下阀台　VS17—脱锭阀台　VS18—切割下辊道摆动阀台　VS19,20—本体调压阀台　VS21—去毛刺机、升降挡板、料头推出阀台VS22—称量阀台　FS—高压滤油装置　

～4段驱动辊压引锭杆压力　PI2—扇形段5～9段驱动辊PO1—扇形段框架抬起压力　PI1—扇形段2

压引锭杆压力　PI3—扇形段10～14段驱动辊压引锭杆压力　PII—正常拉坯时驱动辊压坯压力

#

#

2　液压润滑系统的设计选型及主

要性能参数

211　设计选型

(1)液压设备元件为REXROTH系列。(2)润滑设备元件为LINCOLN系列。

(3)液压缸选型为德国REXROTH系列,

　　　　　　送引锭压力(PI)3～18MPa。精整液压系统压力(PII)15～17MPa,流量250L󰃗min。

扇形段试验台液压系统压力18～20MPa,流量80L󰃗min。

滑动水口试验台液压系统压力10MPa,流量25L󰃗min。

～20MPa,QC台试验台液压系统压力18流量25L󰃗min。

中间罐废料台车液压系统压力14～16MPa,流量25L󰃗min。

4个润滑系统均选用40MPa双线集中干

密封为MERKEL系列产品。212　工作介质

除大包滑动水口液压系统使用水乙二醇外,其余各系统均使用矿物油。213　性能参数

大包回转台液压系统压力(P3)17～19MPa,流量250L󰃗min。

本体液压系统基本压力(PO)18～20MPa,流量250L󰃗min;

　　　　　　压坯压力(PII)3～18MPa;—12—

油润滑系统。

液压系统总功率超过400kW,设备总重约60t。

3　设计特点

311　主动力站

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主动力站由油箱、循环泵(2台螺杆泵)装置、主泵装置(9台)、蓄能器装置(3台)、冷却加热装置、回油滤油装置等17台设备组成,作为所有在线液压控制系统设备的总动力源。其特点是:

(1)9台主泵分为3组,分别和后面的控制阀台、油缸、管路组成了三个相对的子系统,可以工作和调整,互不干扰。三个子系统使用同一个油箱,共用一套循环泵装置、循环过滤装置、冷却加热装置及回油过滤装置。与三个完全单独设置的系统相比,减少了占地面积,节约了投资,也便于集中维护和管理。

(2)主泵采用压力供油方式,吸油口压力维持在012～015MPa,大大改善了主泵的吸油状况,明显降低了主泵的运转噪声,延长了泵的寿命。与此同时设置了供主泵自吸的备用通道,提高了主泵运转的可靠性。(3)采用循环过滤装置净化油箱中的油液,使压力供油的主泵吸油口有良好的油液清洁度,使系统清洁度保持在NAS8～9级。

(4)把冷却加热装置设置在油箱之外,便于维护;系统采用循环冷却加热方式提高了冷却加热效率。

(5)3台大容量活塞式蓄能器和18个气瓶组成的3组蓄能器装置使系统压力平稳,保压可靠,避免了采用皮囊蓄能器皮囊易破损漏气等弊端。该蓄能器装置可利用液压系统自身动力进行充氮,具有自充氮功能。

大包回转台事故回转蓄能器装置(ACC3)提供的P3A压力,在事故状态下可使大包回转台回转270°以上。

本体保压蓄能器装置(ACC2)提供的POA

压力,在系统发生停电事故时,可保持驱动辊压紧状态20分钟以上。

(6)对三个子系统的流量进行优化分配,合理地配置主泵和蓄能器装置,既满足了各子系统的流量要求,又使主泵和蓄能器容量和谐一致,减少了泵和蓄能器的规格品种,提高了各

装置的通用化程度。312　控制阀台

控制阀台用来实现各执行油缸或液压马达的控制功能,三个子系统共有25个阀台和装置。其特点有:

(1)大包提升装置和大包提升油缸组成缸阀一体化结构,采用了逻辑阀和FD阀集成阀块,孔系构思巧妙,使大包升降可靠性大为提高,大包升降速度平稳不受重力影响。

(2)扇形段夹紧、驱动辊压下、脱锭、去毛刺机、称量等控制均采用调速阀整流板构成的同步回路,性能可靠,现场调整方便,维护容易,通用化程度高。

(3)扇形段夹紧缸头阀块和夹紧油缸组成缸阀一体化结构,可在系统压力下降时油缸保压锁定框架,并在框架超载时(重拉坯时)安全溢流,保护设备不受损害。

(4)每个扇形段框架夹紧控制回路中设置了自行开发的泄油监测保护装置(专利号ZL9324051510),当阀台至油缸之间出现事故漏油时,自动切断压力供油并发出报警讯号。

(5)本体液压系统的压力控制分为PO、PO1、PI、PII四种压力,由调压阀台VS19、VS20进行调整或切换。其中压引锭杆压力或重拉坯时压冷坯压力PI按二冷扇形段不同区域的要求分为PII、PI2、PI3,使压力分配更趋合理;正常拉坯时驱动辊压坯压力PII,采用专门的电动远程调压阀在主控室或操作台上按工艺要求远程设定,压力变送器将压力讯号传送至主控室计算机监视器。

(6)脱锭和引锭杆移动的机旁操作点可在自动控制出现故障的情况下,紧急脱锭和前移引锭杆。

313　高压油缸

大型板坯连铸机油缸大多工作在高温、重载、高湿度、高粉尘的恶劣环境中,要求油缸工作可靠、不泄漏、长寿命。上钢三厂板坯连铸机共采用了25个规格品种的油缸,在线使用

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140台,缸径从40mm到480mm。不同品种油

缸额定压力为25MPa、35MPa、40MPa、63MPa。油缸密封件全部引进西德MERKEL公司系列产品。其特点是:

(1)大包回转台大包提升油缸活塞直径480mm,每台重411t,由西重所开发设计,韶

更为可靠。

(3)管路设计时,死角处考虑留有冲洗用的法兰、接头和堵头。有些管路上还安装有冲洗用的球阀或截止阀。

4　液压润滑系统的制造和成套

元件的可靠性是系统可靠性的基础。连铸机在线液压润滑系统的重要元件采用国外公司的原装件,设备由国内液压专业厂家制造并组装成套。这是当前大型板坯连铸机液压润滑系统配套较为有利的模式,既保证了系统良好的性能和运行可靠性,又可以降低成本,减少投资,促进我国液压行业的发展。正是按照这种模式,攀钢、上钢三厂两套大型板坯连铸机液压润滑系统进行了成功的实践,取得了良好的效果。(1)系统设计单位制定了严格的检查验收技术文件。系统制造完成后,在制造厂进行严格的性能测试,系统流程中的各种阀台和装置分别连接模拟油缸进行功能试验。

(2)设备出厂前,模拟现场布置,预制主要管路,连接各单体设备进行空运转和带负荷运转。

(3)保证系统中装置和管道的清洁度,是保证大型液压系统可靠运行最为重要的一环,为此应严格进行管道的预处理(管道内壁喷砂或酸洗),焊接采用氩弧焊,仔细冲洗液压设备和预制好的管道,检验冲洗油液清洁度,使之达到NAS8～9级。

(4)出厂试验完成后拆卸连接管路时,必须及时对液压装置的外接口和预制管路的两端可靠封堵,以防运输途中污物进入。

关液压件厂制造,这是国内自行设计制造大型大包回转台大包提升油缸的一个突破。该油缸投产后运转正常。

(2)扇形段夹紧油缸与缸头阀块之间采用无管连接方式,结构紧凑、可靠,连接操作简便。314　润滑系统的特点

(1)大包回转台大齿圈润滑系统采用干油喷射润滑和机械涂覆式联合润滑方式,正常情况下使用干油喷射润滑,当喷射阀发生故障时,机械涂覆式投入使用,使大齿圈一直处于良好的润滑状态。

(2)每个双线集中润滑系统的压力控制和传统的压差控制不同,直接采用系统压力进行控制,压力操纵阀的安装位置可以不用放在系统的末端,而是放置在易于观察、调整和维护的地方。

315　管路设计特点

大型板坯连铸机从大包回转台到推钢机、垛板台、热送辊道总长度约150m,机组管路异常复杂。特别是二冷扇形段,液压、润滑、水、气等不同介质管路都要在二冷密封室敷设,管网密布,既要使管道排列整齐美观,又要便于施工、检修和维护并非易事。需要对各种介质的管路统筹安排,合理确定走向,精心进行设计。

(1)连铸机不同区段和系统,管路材料可以有不同选择。如二冷密封室内液压润滑管路、大包滑动水口液压管路、结晶器液面控制伺服系统液压管路均采用不锈钢管,其余液压润滑管路可以采用碳素钢管(20号钢)。

(2)在使用中不需拆卸的地方,钢管对接宜采用焊接连接方式,减少可能出现的漏油点。需要拆卸的地方尽量采用法兰连接,这样密封—14—

5　液压润滑系统的安装施工和运

转

一般大型板坯连铸机液压润滑系统都是由专业冶金建筑公司的专业安装队伍进行安装施工的,他们的安装施工设备比较完善,施工经验比较丰富。例如攀钢板坯连铸机由冶金部第

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1750mm平整机组简介

洛阳矿山机械研究所　崔彦平

带卷内径　<508mm,<610mm最大卷重　31t

设计生产能力:75万t󰃗年最大延伸率:3%

轧制出成品精度:01006mm212　主要技术参数

最大轧制力:13MN最大轧制速度:1200m󰃗min穿带速度:40m󰃗min

2

穿带加速度:0183m󰃗s

最大弯辊力:016MN(每边)

轧辊规格:工作辊<520～<480×1750

(mm)支承辊<1360～<1260×1700(mm)

主电机:型号　EFFD

功率　1200kW转速　720󰃗1150r󰃗min

车、热负荷试车后,投入正常生产运行。运行

初始阶段也是液压润滑系统的故障多发阶段,需在运行中不断调整和维护,使其逐步进入稳定运行阶段。维持和提高系统工作介质清洁度始终是系统长期稳定工作的关键,应定期对系统中的介质取样检查,保证系统清洁度维持在

～9级。攀钢和上钢三厂大型板坯连铸机NAS8

液压润滑系统在使用、管理、维护等方面取得了可贵的经验,为酒钢连铸机和梅山钢厂连铸机的人员培训,提供了操作指导。

(修改稿日期:199715120)

1　概述

1750mm四辊平整机组是中信重型机械公

司与日本石川岛播磨重工业株式会社联合为泰国的TCRRS钢铁公司设计制造的板带精整机组。全套设备于1996年11月在中信重机公司装配试车成功,运往泰国。

2　机组简介

211　设计条件

轧制材料:低碳钢、退火后的低碳钢来料规格:厚度　012～3mm,最厚315mm

宽度　600～1550mm带卷外径　<914～2300mm带卷内径　<508mm,<610mm

成品规格:厚度　012～3mm

宽度　600～1550mm

带卷外径　<914～<2300mm

十九冶金建筑公司安装,上钢三厂板坯连铸机

由第十三冶金建筑安装公司安装,有力地保证了工期和施工质量。

一般情况下,现场安装施工的主要步骤为:单体设备安装就位→现场配制管道的预处理、切割、弯曲和焊接→管道的酸洗和冲洗→系统的压力试验→系统的调整和试运转。

以上各步骤应按照冶金部部颁YBJ207-85《液压、气动和润滑系统的施工及验收规范》进行施工和验收。

经过试运转合格的液压润滑系统,经由电气自动控制和连铸机机械设备配合进行联动试

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