離心鑄管機(jī)高溫作業(yè)區(qū)氣路改造

李 杰，張 研，樊永輝

（安鋼集團(tuán)永通球墨鑄鐵管有限責(zé)任公司，河南 安陽455133）

安鋼集團(tuán)永通球墨鑄鐵管有限責(zé)任公司（以下簡稱永通）于2018年投產(chǎn)4臺DN80-DN300高效離心機(jī)。該離心機(jī)生產(chǎn)線采用高架式生產(chǎn)，離心機(jī)生產(chǎn)在10 m高平臺生產(chǎn)，拔出的高溫鑄管通過升降機(jī)運(yùn)送到零米地面，通過三組可升降的輥?zhàn)訉⒏邷毓茏舆\(yùn)送到自動運(yùn)輸鏈，再由運(yùn)輸鏈輸送給退火爐。

1 設(shè)備現(xiàn)狀及存在的問題

離心鑄管生產(chǎn)中，1 450℃的高溫鐵水在極短時間之內(nèi)隨著離心機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)，在管模內(nèi)壁形成6 mm壁厚的鑄管，離心鑄管在1 min內(nèi)完成整個澆注、離心、拔管過程，從提升機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到運(yùn)輸鏈的鑄管溫度在700～800℃。

離心機(jī)運(yùn)輸鏈由三組可升降的輥?zhàn)油ㄟ^各自連接的氣缸的伸縮實(shí)現(xiàn)舉升回落動作，如圖1所示。

圖1 離心機(jī)運(yùn)輸鏈

如圖2，原裝設(shè)備中，氣缸通過部件1旋轉(zhuǎn)調(diào)壓接頭（型號SL10-04）與部件2 PE氣管（Φ10 mm）連接。當(dāng)有鑄管需要輸送到主運(yùn)輸鏈上時，通過氣路系統(tǒng)的氣控?fù)Q向閥（4V410-15）的作用向氣缸底部的氣管輸送壓縮空氣，此時3臺氣缸同時舉升，將輥?zhàn)优e過軌道；當(dāng)輥?zhàn)拥竭_(dá)最高點(diǎn)，啟動電機(jī)減速機(jī)，帶動傳動鏈條轉(zhuǎn)動，輥?zhàn)与S即向前轉(zhuǎn)動，將成型的鑄管輸送至主運(yùn)輸鏈；管子到達(dá)預(yù)先設(shè)定好的位置后，紅外線感應(yīng)器感應(yīng)，向氣控?fù)Q向閥發(fā)出換向信號，此時氣控?fù)Q向閥便向氣缸上部的氣管輸送壓縮空氣，3臺氣缸同時下降，管子落在主運(yùn)輸鏈條上，經(jīng)主運(yùn)輸鏈條輸送至退火爐。氣缸上下接頭處安裝旋轉(zhuǎn)調(diào)壓接頭，其作用是調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的壓縮空氣的流量，從而控制氣缸舉升與下降的速度。下部調(diào)壓接頭氣流調(diào)大，可以提高輥?zhàn)优e升速度，從而提高生產(chǎn)效率；然而隨著下部調(diào)壓接頭氣流量的增加，輥?zhàn)酉陆禃r的排氣量會增加，從而會導(dǎo)致輥?zhàn)酉陆颠^快損壞設(shè)備。同理，如果上部調(diào)壓接頭氣流調(diào)大，會加快輥?zhàn)酉陆邓俣?，雖然可以提高生產(chǎn)效率，同樣會對設(shè)備造成不可修復(fù)的損壞；如果將上部調(diào)壓接頭氣流量減小，可以減小輥?zhàn)酉陆禃r的沖擊力從而保護(hù)設(shè)備不受損傷，但減小上部其流量的同時又會降低輥?zhàn)优e升時的速度，降低設(shè)備的生產(chǎn)效率。綜上所屬，上下旋轉(zhuǎn)調(diào)壓接頭調(diào)節(jié)需相互平衡，氣流量調(diào)節(jié)最終達(dá)到的效果是在滿足生產(chǎn)節(jié)奏的前提下，3臺氣缸同步舉升下降，且輥?zhàn)优e升下降平穩(wěn)高效。

圖2 Ⅰ局部放大

在實(shí)際生產(chǎn)中，舉升棍子運(yùn)輸由升降機(jī)送下的高溫鑄管時，鑄管承口仍殘存著高溫砂芯，最高溫度可達(dá)400℃，高溫砂芯在管子運(yùn)動過程中由于震動會從鑄管承口脫落，有時鑄管澆注的插口殘鐵環(huán)也會掉落。氣缸通過塑料調(diào)氣接頭與Φ10PE氣管連接，高溫砂芯經(jīng)常掉落在不耐高溫的PE氣管上，瞬間將氣管燒穿，造成氣管漏氣，氣壓降低造成氣缸無法正常舉升，而在感應(yīng)限位的控制下無法自動運(yùn)管，而另外兩個輥?zhàn)诱Ｅe升，限制整條運(yùn)輸鏈運(yùn)轉(zhuǎn)。由于拉出的管無法正常輸送，平臺的4臺離心機(jī)被迫待機(jī)。不僅氣管容易燒穿，連接氣缸的調(diào)壓接頭也常常燒壞漏氣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每班8 h生產(chǎn)中對氣路系統(tǒng)的維修平均要進(jìn)行10次，嚴(yán)重影響了高效生產(chǎn)。

2 改造過程

永通想通過加強(qiáng)防護(hù)的方法來應(yīng)對高溫砂芯和殘鐵環(huán)對氣路系統(tǒng)的破壞。永通嘗試過線纜防護(hù)皮包裹，嘗試過穿風(fēng)壓管防護(hù)。這兩項(xiàng)措施雖然能夠?qū)Υ蟛糠謿夤苓M(jìn)行防護(hù)，但是無法將氣管和調(diào)壓機(jī)頭百分百與外界隔離。塑料調(diào)壓接頭仍然會被燒壞漏氣，氣管與調(diào)壓接頭連接處因無法包裹仍然會被砂芯燒穿，而且高溫砂芯破碎后的細(xì)沙極具流動性，它能夠從防護(hù)端口進(jìn)入到防護(hù)中間，對防護(hù)中間的氣管造成破壞，恰恰是這些漏氣點(diǎn)無法第一時間進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，要對其維修更需將防護(hù)拆除，這對及時維修制造了困難。

生產(chǎn)效率亟待提高，永通意識到必須對氣缸的供氣系統(tǒng)進(jìn)行徹底地改造，杜絕跑冒滴漏的發(fā)生，降低舉升輥?zhàn)拥墓收下?，提高離心機(jī)生產(chǎn)線的生產(chǎn)率。

最終，永通提出了改造方案，如圖3。為了應(yīng)對高溫砂芯和殘鐵環(huán)，選用了部件4外編鋼絲油管替代原來的PE氣管（見圖4）；選用相應(yīng)的部件3油管接頭與氣缸連接，放棄了原先不耐高溫的塑料材質(zhì)的旋轉(zhuǎn)調(diào)壓接頭，在油管前端增加了單向節(jié)流閥以代替旋轉(zhuǎn)調(diào)壓接頭的調(diào)節(jié)氣流的功能。改造后的氣路，不僅具備了原先的氣流調(diào)節(jié)功能，保證了運(yùn)輸輥的平穩(wěn)運(yùn)行，并且系統(tǒng)中的所有零部件均為耐高溫的金屬材質(zhì)，即使是400℃的砂芯，甚至是600℃高溫的殘鐵環(huán)直接掉落在系統(tǒng)上也不會有絲毫的燒穿漏氣。

圖3 改造后的離心機(jī)運(yùn)輸鏈

圖4 Ⅱ局部放大

3 結(jié)語

通過此次改造，運(yùn)輸輥的不耐高溫的氣路系統(tǒng)完全由耐高溫的金屬氣路系統(tǒng)所代替。此項(xiàng)改造實(shí)施以來，沒有一根“鎧甲氣管”被燒穿，因供氣原因的故常徹底解決，大大提升了離心機(jī)的生產(chǎn)效率。