淺談板坯連鑄火焰切割機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

周紅梅

（揚(yáng)州宏誠冶金設(shè)備有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225200）

板坯連鑄火焰切割是板坯連鑄的尾部工序，把矯直的連鑄熱坯切割成所需的固定長度。能在高溫連續(xù)生產(chǎn)條件下，快速完成定尺切割。該切割機(jī)由切割車大車架、大車行走傳動、割槍小車、同步機(jī)構(gòu)、?；b置、配管系統(tǒng)、行程控制系統(tǒng)、拖鏈、切割車防熱裝置、能介控制系統(tǒng)等主要部件組成。火焰切割機(jī)是通過位于切割機(jī)大車架下部，能夠控制伸縮的下壓機(jī)構(gòu)，接觸流動的凝固鑄坯，帶動整個(gè)火焰切割機(jī)同鑄坯同步運(yùn)動。位于大車架前部布置兩臺能夠水平移動的割槍小車，割槍小車上各配備一把水冷重型割槍與割嘴，通過與鑄坯的相對水平運(yùn)動完成切斷鋼坯的任務(wù)。

1 與火焰切割機(jī)相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)

鑄機(jī)參數(shù)：1機(jī)2流；流間距：6500mm。鑄坯斷面規(guī)格：厚度：210、230mm；寬度：900～1650mm；鑄坯切割溫度：≥800℃；切割鋼種：普碳鋼，低合金鋼，彈簧鋼；鑄坯拉速：0.8～1.8m/min；切割燃?xì)饨橘|(zhì)：液化石油氣。

2 火焰切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）大車架是板坯火焰切割機(jī)的主體承載車體，所有的設(shè)備部件都安裝在此。車架上。該車架需要承載5噸以上的設(shè)備重量，并且長期位于高溫鋼坯上方。將大車架設(shè)計(jì)成能夠水冷循環(huán)的水冷箱，用厚鍋爐鋼拼焊，中間布置多排立板，與若干圓鋼支撐加固，形成獨(dú)立的水循環(huán)通道。車架采用整體回火處理。進(jìn)出水口位置設(shè)計(jì)高差，給循環(huán)水面至箱頂留有部分的空間，防止高溫下斷流時(shí)蒸汽爆裂車箱，與低溫下結(jié)冰凍裂車箱。

（2）大車行走傳動共兩套，左右對稱，各由帶制動的交流變頻電機(jī)（制動器 DC24V）和直聯(lián)型斜齒輪、螺旋錐齒輪減速器組成。其輸出軸為空心軸，套裝在切割機(jī)的兩個(gè)主動車輪軸上。并有法蘭與車輪箱連接，起支承及抗扭轉(zhuǎn)作用配置交流變頻器來實(shí)現(xiàn)切割機(jī)的快速及慢速運(yùn)行。兩臺減速機(jī)帶動大車架前面兩個(gè)主動車輪行走，左邊為槽形輪，右邊為平輪。大車架后面裝有兩個(gè)從動車輪。左邊為槽形輪，右邊為平輪。槽形輪用來導(dǎo)向切割機(jī)行走。

（3）割槍小車。在大車架的前面兩邊分別布置2臺割槍小車，由小車架體、割槍行走減速機(jī)、行走導(dǎo)輪、割槍支架、柔性邊緣探測器、割槍、割嘴等組成。

（4）同步機(jī)構(gòu)。由夾緊架、鉸座支架、雙行程氣缸、活塞桿、耐熱壓頭、防熱板等構(gòu)成。雙行程氣缸通過氣缸絞座固定在大車架上，可更換的耐熱壓頭固定在夾緊架的底端與鋼坯接觸的位置，氣缸的伸縮桿與活塞桿連接，活塞桿通過自潤滑軸承與夾緊架連接轉(zhuǎn)動。夾緊架的后部通過鉸座支架與大車架連接。氣缸頭伸出第一個(gè)行程時(shí)，耐熱壓頭接觸到鑄坯，伸出第二個(gè)行程時(shí)，耐熱壓頭壓緊鑄坯，使大車架與鑄坯同步運(yùn)動。

（5）?；b置。由?；堋⒘；畾饪亻y、?；畤娮斓冉M成，安裝在割槍的外側(cè)。?；畾饪亻y與切割氧同時(shí)啟閉，切割開始后，常溫的高壓水通過粒化水噴嘴沖向鑄坯割縫下部，將高溫切割熔渣沖成顆粒狀落入渣溝中。噴嘴的噴射角度靈活可調(diào)。

（6）配管系統(tǒng)；大車架左側(cè)布置有大拖鏈，鋼廠的燃?xì)?、氧氣、壓縮空氣、冷卻水、?；ㄟ^高壓膠管有序布置在大拖鏈內(nèi)，使各氣、水源管路與火焰切割機(jī)順利移動。①氧氣管路經(jīng)過大拖鏈后分成兩路，一路為切割氧管路，一路為預(yù)熱氧管路。由于割槍小車上分別布置切割槍與取樣槍，割氧管路和預(yù)熱氧管路通過能介控制箱后，分別分成4路控制對應(yīng)的割槍。②燃?xì)饪偣茉诳傔M(jìn)管上安裝過濾器，燃?xì)膺^大拖鏈后進(jìn)入能介控制箱后分成4路，每路管路上配有球閥、帶旁路的電磁閥和減壓閥，分別控制相應(yīng)的4把割槍。③壓縮空氣進(jìn)入能介控制站后，在站內(nèi)經(jīng)過濾器、減壓器、油霧器三聯(lián)件處理后出能介站，由軟管送往同步機(jī)構(gòu)的氣缸。④冷卻水管路：冷卻水上切割車分為兩路，一路經(jīng)大拖鏈上切割車后從車架前部左側(cè)進(jìn)入車架進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，然后從車架后部右側(cè)出車架后進(jìn)入欄桿（一）、壓頭、欄桿（二），再通過流量開關(guān)進(jìn)入回水管，回水管經(jīng)大拖鏈上的回水軟管（通徑1）送回車間回水管。另一路經(jīng)小拖鏈送往試樣槍和主割槍，割槍回水經(jīng)小車架后，通過小拖鏈內(nèi)軟管經(jīng)流量開關(guān)并經(jīng)大拖鏈上回水軟管（通徑1）送到車間回水管。

（7）行程控制系統(tǒng)。①切割機(jī)相對原點(diǎn)的位置控制；是由切割機(jī)位置判斷裝置上的光電編碼器計(jì)數(shù)發(fā)訊并控制。②切割機(jī)在切割過程中相對于切割區(qū)內(nèi)任一輥道的位置控制。是由切割機(jī)位置判斷裝置上的光電編碼器計(jì)數(shù)、發(fā)訊并控制。③割槍小車原位和極限位控制。割槍小車的外側(cè)各裝有一個(gè)接近開關(guān)，與安裝在小車導(dǎo)軌上的感應(yīng)片相配合，作為小車后退至原點(diǎn)和前行至極限位的限位。④割槍跟蹤控制；割槍小車傳動裝置的電機(jī)聯(lián)軸器外殼上裝有一個(gè)接近開關(guān)感應(yīng)塊在聯(lián)軸器上，電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，接近開關(guān)發(fā)一個(gè)脈沖信號。⑤壓頭上位；同步氣缸處裝有一個(gè)接近開關(guān)，當(dāng)壓頭處于上位時(shí)，向主控室發(fā)出信號，以便進(jìn)行送引錠桿操作。

（8）拖鏈。①大拖鏈，一套，拖鏈選用TL125Ⅲ型結(jié)構(gòu)，內(nèi)置隔條位置可隨意調(diào)節(jié)。拖鏈內(nèi)共布置了6根橡膠軟管，其中氧氣、燃?xì)?、壓縮空氣軟管各1根，冷卻水進(jìn)水、冷卻水回水和?；浌芨?根，并有連接機(jī)上電氣元器件接線的電纜穿過。②小拖鏈，兩套，拖鏈選用TL95Ⅲ型結(jié)構(gòu)，內(nèi)置隔條位置可隨意調(diào)節(jié)。拖鏈內(nèi)共布置了5根橡膠軟管，其中割槍切割氧、預(yù)熱氧、燃?xì)廛浌芨?根，冷卻水進(jìn)水和冷卻水回水軟管各1根，并有連接機(jī)上電氣元器件接線的電纜穿過。

（9）切割機(jī)防熱裝置，由水冷系統(tǒng)和非水冷系統(tǒng)兩部分組成。其中水冷系統(tǒng)由水冷大車架、水冷同步壓頭、水冷小車體、水冷割槍、等密封的鋼結(jié)構(gòu)組成。非水冷系統(tǒng)是用鋼板和不銹鋼板制成的防熱板，其中切割機(jī)行走車輪箱防熱板、割槍小車拖鏈防熱板、同步氣缸防熱板、能介閥站及機(jī)上接線端子箱防熱板均用碳鋼板制成，而割槍小車下導(dǎo)軌防熱板及水冷同步壓頭下部的防熱板則用不銹鋼板制成。

3 火焰切割機(jī)主要性能、參數(shù)

（1）運(yùn)動參數(shù)。切割車運(yùn)行速度：2.5～20m/min（VVVF）；割槍小車行走速度 0～3.2m/min（VVVF）；割槍標(biāo)準(zhǔn)切割速度 250～450m/min（VVVF）。

（2）結(jié)構(gòu)參數(shù)。軌距：5800mm；輪距：1300mm；輥道面至軌道面高差：340mm；鑄流中心至導(dǎo)向軌距離：3400mm（左右對稱）；切割車行程：8500mm；割槍行程：3000mm；割槍數(shù)量：4把（2主/2試樣）；割縫：≤4mm。

4 切割機(jī)的能介控制系統(tǒng)

（1）簡述

板坯連鑄火焰切割能介控制系統(tǒng)就是將鋼廠的氣源通過過濾、減壓、調(diào)整到火焰切割槍正常切割鋼坯所需氣體的工作壓力與要求。用一套能介控制站控制一臺切割車上的四把割槍和一個(gè)氣缸；為立式框架結(jié)構(gòu)。

（2）主要參數(shù)

表1

（3）結(jié)構(gòu)與組成

1）結(jié)構(gòu)：能源介質(zhì)控制系統(tǒng)由各種閥類、各種管路以及割槍、割嘴所組成。

2）閥類共有七種類型：①在能源介質(zhì)各進(jìn)氣總管和分路管道上的都安裝有球閥，用來手動控制本管路的開閉；②在割槍預(yù)熱氧進(jìn)氣管和燃?xì)膺M(jìn)氣管上裝有各自的止回閥。用來防止割槍回火，型號分別為Z073和Z075；③在切割氧、預(yù)熱氧氣和燃?xì)夥止苌?，分別裝有各自的氣體減壓閥，用來減壓、調(diào)節(jié)、穩(wěn)定本管路的氣源壓力。其中切割氧減壓閥為YQJ-16；預(yù)熱氧減壓閥為YQJ-5；燃?xì)鉁p壓閥為RQJ-4。④在氧氣和燃?xì)夥止苌?，分別裝有各自的二位二通電磁閥，用來自動控制每一路氣源的開閉，切割氧電磁閥型號為0927300，預(yù)熱氧與燃?xì)怆姶砰y的型號都為0927200；⑤在預(yù)熱氧和燃?xì)夤茈姶砰y的旁路上的裝有旁路氣體調(diào)節(jié)閥，用來開啟割槍點(diǎn)火預(yù)熱氧與燃?xì)猓湫吞枮镈P5；⑥在壓縮空氣總管路上裝有的氣源處理裝置三聯(lián)件，起著過濾、減壓、油霧的作業(yè)，其型號為399.293；⑦在同步氣缸控制管路上的二位三通和二位五通電磁閥，二位三通用來控制一次下壓，其型號為9857MFN-3-1/2，二位五通電磁閥用來控制二次下壓，其型號為6420MFN-5-1/2。

5 結(jié)語

板坯連鑄火焰切割機(jī)在冶金連鑄設(shè)備中，屬于自動化程度較高的機(jī)電一體化設(shè)備，隨著科技的發(fā)展與冶金連鑄技術(shù)的不斷提升，部分結(jié)構(gòu)在不斷的改進(jìn)中，我們也在不斷的學(xué)習(xí)與引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)，為該領(lǐng)域的創(chuàng)新而努力。