帶鋼剪切生產(chǎn)線上卷小車液壓系統(tǒng)改造

(首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司， 河北 唐山　063200)

引言

40萬噸帶鋼剪切生產(chǎn)線是目前國內(nèi)設備配置一流、自動化控制水平一流的帶鋼剪切線，主要用于熱軋鋼卷的后部精加工處理，是將熱軋鋼卷開卷、切邊、矯平、定尺剪切、包裝，然后發(fā)往終端用戶[1]。然而，隨著產(chǎn)量逐步提高，上卷小車液壓系統(tǒng)在運行中暴露出了一些問題，成為了生產(chǎn)順穩(wěn)的瓶頸，亟需解決。

1　問題分析

40萬噸帶鋼剪切生產(chǎn)線上卷小車的作用是將鋼卷從上料鞍座運至地輥站進行打捆帶拆除，經(jīng)測寬測徑裝置后再由上卷小車運至開卷機芯軸上進行開卷。上卷小車的上升過程由一套獨立的液壓系統(tǒng)驅(qū)動兩個液壓缸伸出實現(xiàn)(見圖1)，下降過程依靠其自重使液壓缸縮回實現(xiàn)。該液壓系統(tǒng)安裝在上卷小車固定底座尾部，在電機驅(qū)動下隨著上卷小車水平移動。上卷小車液壓系統(tǒng)由德國某公司設計，液壓站采用的是高壓定量泵直供的形式，選配了2臺REXROTH的AZPF-011型齒輪泵(上卷小車上升時，2臺齒輪泵同時啟動，上卷小車下降時，1臺齒輪泵工作)，單泵參數(shù)：流量16 L/min，壓力20 MPa，電機功率5.5 kW；油箱容積0.5 m3。

40萬噸帶鋼剪切生產(chǎn)線上卷小車液壓系統(tǒng)在運行過程中存在如下問題：

(1) 內(nèi)置油箱中的液壓泵間歇性工作，啟動方式為帶載啟動，對液壓泵的沖擊較大，故障頻繁，每次更換液壓泵需將油箱上蓋打開，油液全部排出后進行更換，耗時約3 h，嚴重影響生產(chǎn)；

(2) 液壓系統(tǒng)未設置冷卻裝置，當車間溫度大于25 ℃且連續(xù)上卷時，油箱油液溫度會逐步升高近60 ℃左右。油溫過高，將加劇油品老化變質(zhì)與液壓元器件磨損；

(3) 上卷小車升降由一套獨立的液壓系統(tǒng)控制，既增加了設備維護的工作量與難度，同時又增加了設備維護成本。

2　改造措施

為解決上卷小車液壓系統(tǒng)存在的問題，從40萬噸帶鋼剪切生產(chǎn)線另一個液壓系統(tǒng)、低壓液壓系統(tǒng)(見圖2)取油源， 該低壓液壓站配置了3臺(2用1備)REXROTH的A4VS0-180型恒壓變量軸向柱塞泵，單泵參數(shù)：流量255 L/min，額定壓力35 MPa，電機功率110 kW，油箱容積為6 m3。

1.電機+齒輪泵　2.單向閥　3.壓力表　4.壓力繼電器　5、14.溢流閥 6、11.電磁換向閥　7.平衡閥　8.雙單向節(jié)流閥　9.液控單向閥 10.液壓缸　12、15.電磁球閥　13、16.單向節(jié)流閥　17.空氣過濾器 18.液位控制器　19.溫度控制器　20.回油過濾器　21.油箱圖1　改造前上卷小車液壓原理

從低壓液壓系統(tǒng)引油源的主要依據(jù)： ① 滿足壓力要求。上卷小車自帶液壓系統(tǒng)的設計壓力為20 MPa，取油源的低壓液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力恒定為23 MPa，滿足上卷小車的動力要求； ② 滿足流量要求。上卷小車在上卷過程中，原自帶液壓系統(tǒng)提供的流量為32 L/min，低壓液壓系統(tǒng)可提供的最大流量為510 L/min，流量大小可通過節(jié)流閥實現(xiàn)調(diào)節(jié)控制，因此低壓液壓系統(tǒng)提供的流量滿足上卷小車升降速度要求。另外，上卷小車上卷過程是40萬噸帶鋼剪切生產(chǎn)線生產(chǎn)帶鋼時的第一道工序，不存在影響其他工序液壓流量的問題。具體改造措施如下：

(1) 制造一個集成式液壓閥塊。該液壓閥塊進油管與回油管分別與距上卷小車較近的低壓液壓系統(tǒng)的1#閥臺進油管與回油管通過氬弧焊連接，在閥塊上安裝一組通徑DN10 mm的REXROTH疊加式液壓閥

1.油箱　2.電機+恒壓變量泵　3.安全閥塊　4.高壓過濾器　5.電磁換向閥　6.電機+螺桿泵　7.加熱器 8.循環(huán)過濾器　9.板式冷卻器　10.回油過濾器圖2　低壓液壓站原理圖

(見圖3)，包括：電磁換向閥1 (型號：4WE10J3X/G24N9K4) ，其作用是控制油路換向[2]，實現(xiàn)控制上卷小車升降； 液控單向閥2 (型號：Z2S10A2-3X/V)，其作用是在運輸鋼卷過程中，鎖緊油路，確保上卷小車能夠在任意高度位置停留； 雙單向節(jié)流閥3 (型號：Z2FS10-5-3X/V) ，其作用是調(diào)節(jié)上卷小車下降速度； 雙單向節(jié)流閥 4(型號：Z2FS10-5-3X/V)，其作用是調(diào)節(jié)上卷小車上升速度；溢流閥5 (型號：ZDB10VA2-4X/315)，當控制回路壓力達到調(diào)定壓力(24 MPa)時開啟溢流，對控制回路起過載保護作用。

(2) 配制單程液壓管路。當上卷小車上升時，液壓油通過此管路驅(qū)動上卷小車液壓缸缸桿伸出實現(xiàn)；當上卷小車下降時，上卷小車自重約5 t，可依靠其自重將升降液壓缸缸桿縮回，液壓油通過此管路回油，實現(xiàn)上卷小車下降。所配置的液壓管路采用不銹鋼管，材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti， 規(guī)格為φ22×3 mm， 配管總長度

為25 m；

(3) 鋪設一條拖鏈。上卷小車在上卷過程中需將鋼卷從鞍座處運至地輥站處拆除捆帶，然后再運至開卷機芯軸上開卷，總行程為15 m?？紤]到行程與現(xiàn)場空間因素，鋪設一條長度為8.5 m、寬度0.18 m、彎曲半徑為0.2 m的鋁合金材質(zhì)拖鏈，在拖鏈中配置一根長8.5 m、壓力等級為35 MPa、通徑DN12 mm的液壓膠管。

(4) 完善控制方式。將原控制上卷小車自帶液壓系統(tǒng)電磁換向閥6(見圖1)的24VDC四芯0.5 mm2信號控制線引至與新增的電磁換向閥1(見圖3)的兩端電磁鐵相連，總長約為20 m，用以控制上卷小車升降動作。在液壓閥塊的A油路上設置一支壓力繼電器 (型號：EDS344-3-250-000，HYDAC)，當控制回路壓力達到壓力繼電器壓力設定值(25 MPa)時，發(fā)出報警信號，同時電磁換向閥1斷電，對控制回路起到保護作用。取消上卷小車自帶液壓站的電機啟停信號與油箱上的溫度控制器的控制信號。

3　結(jié)論

通過對40萬噸帶鋼剪切生產(chǎn)線上卷小車液壓系統(tǒng)存在問題的分析，制定了相應的改造措施并實施，取得顯著效果：

(1) 改造后的上卷小車液壓控制回路運行穩(wěn)定、可靠，完全替代了上卷小車自帶的液壓系統(tǒng)，不需要采購原液壓系統(tǒng)的電機、液壓泵、溫度傳感器等備件，降低了備件采購費用；

(2) 改造后的上卷小車液壓控制回路明顯簡化，有利于故障的查找與解決；

(3) 改造內(nèi)容來源于生產(chǎn)實際，對其他類似液壓系統(tǒng)的設計、改進有一定的參考意義。

參考文獻：

[1]李鵬來.精矯移動式輥盒齒輪箱稀油潤滑系統(tǒng)改造[J].液壓氣動與密封，2014,34(9) :47-48.

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