鑄坯翻轉(zhuǎn)冷床的設(shè)計(jì)與研究

王 鑫

（陽(yáng)春新鋼鐵有限責(zé)任公司，廣東 陽(yáng)春 529600）

在連鑄機(jī)系統(tǒng)中，鑄坯翻轉(zhuǎn)冷床是至關(guān)重要的一個(gè)構(gòu)成部分。這種設(shè)備不僅結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，對(duì)運(yùn)行軌跡的精準(zhǔn)度要求也相對(duì)較高。在實(shí)際的鑄坯工作中，工作人員應(yīng)該做好設(shè)備的冷卻工作。這樣才能降低設(shè)備出現(xiàn)變形或者是彎曲的現(xiàn)象。對(duì)于長(zhǎng)定尺的方坯來(lái)說(shuō)，需要經(jīng)過(guò)輥道的運(yùn)輸以及移鋼機(jī)的推動(dòng)，否則就會(huì)產(chǎn)生一定的彎曲變形的現(xiàn)象。

1 翻轉(zhuǎn)冷床的類型

從總體上看，翻轉(zhuǎn)冷床主要分為兩種類型，分別是方坯翻轉(zhuǎn)冷床和圓坯翻轉(zhuǎn)冷床兩種。雖然在其他的領(lǐng)域中也會(huì)涉及到不同類型的冷床，但是從現(xiàn)如今國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中可以看出，這兩種是相對(duì)比較常見(jiàn)的。這兩種類型的冷床之間存在著一定的差異性，對(duì)于方坯翻轉(zhuǎn)冷床來(lái)說(shuō)，主要是以機(jī)械傳動(dòng)的形式為主；圓坯翻轉(zhuǎn)冷床則是以液壓傳動(dòng)的形式為主。方坯翻轉(zhuǎn)冷床從其傳送方面上看可以分為單傳動(dòng)和雙傳動(dòng)兩種不同的類型。其中單傳動(dòng)就是指鑄坯的橫移、升降等主要是通過(guò)單套偏心傳動(dòng)的形式來(lái)進(jìn)行，如圖1所示。所謂的雙傳動(dòng)就是指鑄坯通過(guò)雙傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)運(yùn)行。另外，圓坯翻轉(zhuǎn)冷床的傳動(dòng)主要是通過(guò)兩套液壓系統(tǒng)相互配合而成。

2 設(shè)計(jì)與研究

對(duì)于鑄坯翻轉(zhuǎn)冷床來(lái)說(shuō)，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

2.1 齒條的設(shè)計(jì)

圖1 方坯翻轉(zhuǎn)冷床單傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行圖

齒條在翻轉(zhuǎn)冷床設(shè)備里面起到了至關(guān)重要的作用。因此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)和研究中，應(yīng)該對(duì)齒條結(jié)構(gòu)加強(qiáng)重視。主要是根據(jù)齒條的齒形來(lái)對(duì)鑄坯的規(guī)格、尺寸等進(jìn)行控制和優(yōu)化，其中主要的支點(diǎn)或者是重心的參數(shù)都應(yīng)該符合設(shè)備運(yùn)行的需要。另外，在齒條的設(shè)計(jì)工作中，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)齒條的厚度進(jìn)行選擇。而且，齒條和熱鑄之間如果長(zhǎng)期接觸、移送必然會(huì)造成嚴(yán)重的烘烤。嚴(yán)重地就會(huì)對(duì)齒條的性能和工作效率造成影響。因此，在對(duì)齒條進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)厚度值加強(qiáng)重視。但是要綜合考慮齒條重量增加對(duì)傳送系統(tǒng)的影響。

圖2

2.2 傳動(dòng)形式的確定與研究

在實(shí)際傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中，單傳動(dòng)是比較常見(jiàn)的傳動(dòng)類型。其優(yōu)點(diǎn)比較明顯，一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)搭配一套雙偏心機(jī)構(gòu)。這種運(yùn)行方式準(zhǔn)確性比較強(qiáng)。另外，在實(shí)際的運(yùn)行中也無(wú)需利用其它類型的信號(hào)裝置來(lái)進(jìn)行控制。在電機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，主要是按照一個(gè)相對(duì)比較科學(xué)和合理的方向來(lái)進(jìn)行運(yùn)行，在保證裝置運(yùn)行高效性的基礎(chǔ)上，最大限度地降低磨損。單傳動(dòng)的形式主要是為了提升設(shè)備加工裝備的精準(zhǔn)度，降低維修的難度。在整個(gè)冷床工作中，冷床身上的鑄坯量以及冷床動(dòng)齒面的重量都是由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)承受。在這一過(guò)程中，單傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的尺寸以及承受的力矩都是需要掌握和重點(diǎn)計(jì)算。雙傳動(dòng)形式主要是通過(guò)兩套傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行工作。在這一過(guò)程中主要是應(yīng)用偏心套來(lái)實(shí)現(xiàn)鑄坯的橫移和升降。其軌跡主要為矩形的結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)裝置主要是受到總命令的控制，經(jīng)過(guò)各種命令信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)科學(xué)的橫移以及升降。雙傳動(dòng)裝置在工作中，其主要的優(yōu)點(diǎn)為加工難度低，裝配方式比較簡(jiǎn)單，后期的維修工作也比較明顯。但是缺點(diǎn)也比較突出，無(wú)論是哪種類型的傳動(dòng)裝置，在開(kāi)啟和制動(dòng)的過(guò)程中應(yīng)該對(duì)電機(jī)，制動(dòng)器以及其他類型的控制器等設(shè)備提出更高的要求。其中電動(dòng)機(jī)在傳動(dòng)的過(guò)程中，應(yīng)該被控制在標(biāo)準(zhǔn)的角度和范圍內(nèi)。要嚴(yán)格地控制齒輪運(yùn)行的平衡性。

2.3 齒條的定位及安裝

工作人員在對(duì)冷床設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，齒條裝置的定位設(shè)計(jì)是重中之重。在設(shè)備使用和運(yùn)行的過(guò)程中，齒條的排列距離要達(dá)到一定的精準(zhǔn)性，同時(shí)還應(yīng)該相互對(duì)齊。在負(fù)載的過(guò)程中，不可出現(xiàn)錯(cuò)位的現(xiàn)象，否則在傳動(dòng)裝置運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一定的危險(xiǎn)。同一種齒形的齒條要求齒形完全一致，這是翻轉(zhuǎn)冷床設(shè)計(jì)、制造中非常重要的一點(diǎn)。如果同一種齒條的齒形不完全一致，安裝在冷床床身上，鑄坯在齒條上翻轉(zhuǎn)，會(huì)發(fā)生冷床與鑄坯互相別勁。

2.4 電機(jī)功率的確定

無(wú)論是單傳動(dòng)形式還是雙傳動(dòng)形式的鑄坯翻轉(zhuǎn)冷床，在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，傳動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)功率的計(jì)算與最終確定是一個(gè)難點(diǎn)。一方面，其負(fù)載大，這里包括鑄坯的重量及冷床床身的重量。另一個(gè)方面，在對(duì)其進(jìn)行力學(xué)分析、簡(jiǎn)化模型過(guò)程中，需要考慮許多工況條件，不僅要考慮設(shè)計(jì)的強(qiáng)度、傳動(dòng)原理等，還要涉及到動(dòng)負(fù)荷、運(yùn)動(dòng)加速度等許多運(yùn)動(dòng)力學(xué)理論。

結(jié)語(yǔ)

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，冶金行業(yè)的改革及調(diào)整，對(duì)鑄坯的質(zhì)量及規(guī)格等方面提出更高的要求，鑄機(jī)要求生產(chǎn)的鑄坯規(guī)格范圍不斷擴(kuò)大，要求能同時(shí)生產(chǎn)方坯、圓坯和矩形坯，這些工藝要求同時(shí)也對(duì)連鑄機(jī)翻轉(zhuǎn)冷床的適應(yīng)性能提出了更高的要求。

[1]李福秀.新型高速連鑄機(jī)[J].上海鋼研，2012（01）.

[2]國(guó)外兩家公司攜手建造帶鋼連鑄機(jī)[J].鋼鐵研究學(xué)報(bào)，2011（02）.

[3]張漢榮.新疆八一鋼廠連鑄機(jī)鑄流順次關(guān)閉計(jì)算方法[J].冶金自動(dòng)化，2011（03）.