CN107906069B - 方圆结合小方坯拉矫机液压阀台及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种方圆结合小方坯拉矫机液压阀台及控制方法，每流两个阀台，拉、矫辊油缸均由独立阀台控制，每个流由原来4个24V控制点增加为14个控制点，通过优化控制实现了油缸差动放大功能，使红坯压力稳定性大幅提高，既可保证圆坯不压扁也可保证方坯不产生压痕，实现方圆结合稳定高质量生产。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域的一种小方坯方圆结合高效生产连铸机拉矫机液压阀台，具体的说是一种生产高品质特钢的小方坯连铸机方坯、圆坯多断面生产时用于控制拉矫机拉辊和矫辊油缸动作的液压控制阀台。
背景技术
连铸机方圆结合共同生产是难点，目前国内企业为保证圆坯生产时不因红坯压力波动产生滑坯和压扁问题，采用拉矫辊、导向辊开弧形槽，但高品质方坯生产时，拉矫辊、导向的弧形槽会在铸坯表面会产生压痕。解决的办法是换断面时更换拉矫辊或不开槽调低红坯压力，但红坯压力的低压稳定性很难保证。如更换拉矫辊。则换断面时间很长，严重制约生产顺行，总之目前方圆结合稳定高质量生产是重大难题。
本炼钢厂小方坯连铸机2013年以前一直以方坯断面为主，为适应市场变化需求，2013年开发了150、160、180、200等圆坯断面，但是在生产过程中发现圆坯椭圆度合格率一直处于90%以下，无法满足圆坯生产工艺质量要求。
本大型钢铁集团炼钢厂也尝试过拉矫辊、导向辊开弧形槽方式，但方坯表面会产生鼓肚压痕，质量不过关，只能在线更换拉矫辊，每次在线更换5个流共25个拉矫辊需停机48小时，换断面时间太长，严重制约生产顺行。
特钢生产对铸坯表面压痕要求较高，方圆结合稳定高质量生产是重大难题，既满足圆坯椭圆度要求，又满足方坯表面不产生鼓肚压痕，就必须保证红坯压力低压稳定性；现有液压系统红坯压力低压稳定性差，压力波动较大，压力低会产生滑坯生产事故，压力高圆坯椭圆度不合格，红坯压力稳定在0.6 Mpa在原液压系统中无法实现。
发明内容
本发明为克服现有技术缺陷，对液压系统进行优化和改造，提供一种方圆结合小方坯拉矫机液压阀台，能够方便地对压力进行调整，从而实现红坯压力低压稳定性，拉矫辊可以不开槽，换断面时不必更换拉矫辊，既可保证圆坯不压扁也可保证方坯不产生压痕，实现方圆结合稳定高质量生产。
本发明具体采用如下技术方案：
一种方圆结合小方坯拉矫机液压阀台，其特征在于所述液压阀台设置有第一、第二减压阀、第一-第四电磁换向阀、第一减压阀的进油口输入系统液压油，出油口连接第一电磁换向阀，第一电磁换向阀连接第二电磁换向阀，第二电磁换向阀连通油缸的有杆腔；第二减压阀的进油口输入系统液压油，出油口连接第四电磁换向阀，第四电磁换向阀连通油缸的无杆腔；第三电磁换向阀一端连接在第一、第二电磁换向阀之间，另一端连接在第二减压阀和第四电磁换向阀之间；第二换向电磁阀和第三换向电磁阀还连接至卸油油路。
本发明还提供一种方圆结合小方坯拉矫机，该拉矫机的液压系统每流设置两个液压阀台，分别用于控制拉、辊油缸和矫辊油缸；所述液压阀台采用前述的方圆结合小方坯拉矫机液压阀台。
上述方圆结合小方坯拉矫机液压阀台的控制方法，其特征在于拉圆坯红坯压下时，第一、二、三、四电磁换向器正向导通，此时，有杆腔和无杆腔同时供油，拉、矫辊压下，利用有杆腔和无杆腔内油压的差动原理，使红坯在同样受力下，系统红坯压力得到提高。
有益效果
本发明利用油缸差动放大功能使红坯压力稳定性大幅提高，实现了红坯压力低压稳定性在连铸机上的成功应用。拉矫辊可以不开槽，换断面时不必更换拉矫辊，即可保证圆坯不压扁，又可保证方坯表面不产生鼓肚压痕，能够实现方圆结合稳定高效、高质量生产，为高品质特钢生产提供了设备保证，有利于特钢品牌提升，带来较大的经济效益。
按全年累计生产圆坯10776.26吨计，大部分是150圆坯，吨钢降本增益154.8元/吨,直接经济效益166.8万元；累计生产新增断面175*220断面29992.14吨，吨钢纯利润按最低钢种30元/吨，直接经济效益89.98万元；与改造前液压系统相比，能减少因铸坯压痕产生的报废铸坯479.7吨，报废铸坯和成品铸坯吨钢最小差价800元/吨，直接经济效益38.4万元；改造后年生产直接经济效益估计达到295.2万元。
本发明实现了：
1、初期目标：满足国标标准避开扁平区椭圆度≤ 2.8%D；扁平区椭圆度≤ 4.5%D
2、最终目标：满足行业用户协议标准避开扁平区椭圆度≤ 2.5%D；扁平区椭圆度≤ 4.0%D；椭圆度合格率≥98%
附图说明
图1为原液压系统原理图；
图2为本发明液压系统原理图；
图3为原液压系统油缸的压力分布图；
图4为本发明液压系统油缸的压力分布图。
具体实施方式
通过理论计算和试生产实际数据测试，不断优化系统参数，满足生产工艺质量要求。
（1）、理论计算我厂小方坯连铸机作用铸坯压力在≥ 0.4MPa时铸坯不会出现滑坯；铸坯压力在≥ 0.8MPa时铸坯扁平度会超标，满足不了工艺质量要求；经生产试验测试，红坯压力为0.6MPa,较为合适。拉矫液压压力分为两种，红坯压力是指作用在炽热铸坯上的压力；与之相对的冷坯压力是指作用在引锭杆和冷态铸坯上的压力。
（2）、原系统如铸坯压力设定0.6MPa时，红坯压力就需要设定为0.6MP，液压系统压力在1 MPa以下时压力波动较大，会出现滑坯事故或铸坯椭圆度超标的质量问题，无法生产150圆坯。
（3）、本发明系统铸坯压力设定0.6MPa时，红坯压力根据差动原理可以放大2.12倍，设定为1.27MPa，红坯压力稳定性大幅提高，既可防止滑坯事故又可提高铸坯圆度合格率。经试验测试，系统压力在0.6MP时生产的150圆坯避开扁平区椭圆度≤ 2.5%D；扁平区椭圆度≤ 4.0%D，达到攻关目标。
本发明的目的是这样实现的：
通过液压系统的优化设计，实现油缸差动放大功能。实际作用在铸坯上的压力0.6Mpa时，系统红坯压力可以设定为1.27Mpa, 红坯压力超过1.0Mpa时，系统压力稳定性大幅提高。
（1）、原液压系统原理图
如图1所示，原液压系统红坯压力是系统压力通过直动式减压阀调整后实现的，通过电磁换向阀控制拉辊和矫辊升降，通过油缸作用到炙热铸坯上的压力和红坯压力一致，为保证圆坯椭圆度达标，原液压系统红坯压力要调整到0.6Mpa，目前液压系统减压阀在1.0Mpa以下时压力波动大，很难稳定。如图3所示。该系统直接通过减压阀将系统压力10Mpa一次减压到红坯压力0.6Mpa时压力波动较大，当红坯压力向上波动大时，会造成圆坯椭圆度超标；当红坯压力向下波动大时，会发生滑坯生产事故，不能满足工艺质量要求。
（2）、本发明液压系统原理图
如图2所示，通过对拉矫机液压系统进行优化设计，原系统一共5流，每流一个阀台，新系统优化为每流两个阀台，拉、矫辊油缸均由独立阀台控制，每个流由原来4个24V控制点增加为14个控制点，通过优化控制实现油缸差动放大功能，放大倍数为2.12。
具体的，每个阀台设置有第一、第二减压阀、第一-第四电磁换向阀、第一减压阀的进油口输入系统液压油，出油口连接第一电磁换向阀，第一电磁换向阀连接第二电磁换向阀，第二电磁换向阀连通油缸的有杆腔；第二减压阀的进油口输入系统液压油，出油口连接第四电磁换向阀，第四电磁换向阀连通油缸的无杆腔；第三电磁换向阀一端连接在第一、第二电磁换向阀之间，另一端连接在第二减压阀和第四电磁换向阀之间；第二换向电磁阀和第三换向电磁阀还连接至卸油油路。图2中，系统液压为P，第一减压阀阀后压力为液压系统红坯压力P1，第二减压阀阀后压力为液压系统冷坯压力P2。
其中第一、三、四电磁换向阀为双控阀，第二电磁换向阀为单控阀。第一电磁换向阀的两个控制点为1#、2#电磁铁（图2中1、2），第二电磁换向阀的一个控制点为3#电磁铁（图2中3），第三电磁换向阀的两个控制点为4#、5#电磁铁（图2中4、5），第四电磁换向阀的两个控制点为6#、7#电磁铁（图2中6、7），每个阀台一共7个控制点。
本发明方圆结合小方坯拉矫机液压阀台的控制方法如拉矫阀台控制表所示：
拉圆坯红坯压下时，第一、二、三、四电磁换向器正向（图2中电磁铁连通至油缸方向，箭头向上）导通，此时，有杆腔和无杆腔同时供油，拉、矫辊压下，利用有杆腔和无杆腔内油压的差动原理，使红坯在同样受力下，系统红坯压力得到提高。
当拉圆坯红坯压下时使用差动功能，油缸上下腔同时供油，这样上下腔油缸因有杆腔和无杆腔面积互相抵消一部分，使作用在炙热铸坯上的力减小，同样的受力，红坯压力不使用差动功能时需调整为0.6 Mpa，使用差动功能后红坯压力可调整为1.27Mpa（可以通过设计油缸上下腔面积差比值进行控制），液压系统压力在1Mpa以上时稳定性大幅提升。
拉方坯时，第一、二、四电磁换向器正向导通，第三电磁换向器反向导通，此时，有杆腔供油，无杆腔卸油，拉、矫辊抬起。
拉方坯冷坯压下时，第一、第二、第四电磁换向器反向导通，第三电磁换向器正向导通，此时，有杆腔卸油，拉、矫辊压下。
拉方坯红坯压下时，第一、三、四电磁换向器正向导通，第二电磁换向器反向导通，此时，有杆腔卸油，无杆腔供油，拉、矫辊压下。
拉圆坯时：第一、二、四电磁换向器正向导通，第三电磁换向器反向导通，此时，有杆腔供油，无杆腔卸油，拉、矫辊抬起。
拉圆坯冷坯压下时，第一、第二、第四电磁换向器反向导通，第三电磁换向器正向导通，此时，有杆腔卸油，拉、矫辊压下。
如图4所示为本发明液压系统油缸的压力分布，实际作用在铸坯上的压力0.6 Mpa时，红坯压力为0.6*2.12=1.27Mpa, 红坯压力稳定性大幅提高。
Claims (10)
1.一种方圆结合小方坯拉矫机液压阀台，其特征在于所述液压阀台设置有第一、第二减压阀、第一-第四电磁换向阀、第一减压阀的进油口输入系统液压油，出油口连接第一电磁换向阀，第一电磁换向阀连接第二电磁换向阀，第二电磁换向阀连通油缸的有杆腔；第二减压阀的进油口输入系统液压油，出油口连接第四电磁换向阀，第四电磁换向阀连通油缸的无杆腔；第三电磁换向阀一端连接在第一、第二电磁换向阀之间，另一端连接在第二减压阀和第四电磁换向阀之间；第二换向电磁阀和第三换向电磁阀还连接至卸油油路。
2.如权利要求1所述的方圆结合小方坯拉矫机液压阀台，其特征在于在第一、三、四电磁换向阀为双控阀，第二电磁换向阀为单控阀。
3.如权利要求1所述的方圆结合小方坯拉矫机液压阀台，其特征在于第一减压阀阀后压力为液压系统红坯压力，第二减压阀阀后压力为液压系统冷坯压力。
4.一种方圆结合小方坯拉矫机，其特征在于液压系统每流设置两个液压阀台，分别用于控制拉、辊油缸和矫辊油缸；所述液压阀台采用权利要求1-3任一所述的方圆结合小方坯拉矫机液压阀台。
5.如权利要求1-3任一所述方圆结合小方坯拉矫机液压阀台的控制方法，其特征在于拉圆坯红坯压下时，第一、二、三、四电磁换向器正向导通，此时，有杆腔和无杆腔同时供油，拉、矫辊压下，利用有杆腔和无杆腔内油压的差动原理，使红坯在同样受力下，系统红坯压力得到提高。
6.如权利要求5所述方圆结合小方坯拉矫机液压阀台的控制方法，其特征在于拉方坯时：
第一、二、四电磁换向器正向导通，第三电磁换向器反向导通，此时，有杆腔供油，无杆腔卸油，拉、矫辊抬起。
7.如权利要求5所述方圆结合小方坯拉矫机液压阀台的控制方法，其特征在于拉方坯冷坯压下时，第一、第二、第四电磁换向器反向导通，第三电磁换向器正向导通，此时，有杆腔卸油，拉、矫辊压下。
8.如权利要求5所述方圆结合小方坯拉矫机液压阀台的控制方法，其特征在于拉方坯红坯压下时，第一、三、四电磁换向器正向导通，第二电磁换向器反向导通，此时，有杆腔卸油，无杆腔供油，拉、矫辊压下。
9.如权利要求5所述方圆结合小方坯拉矫机液压阀台的控制方法，其特征在于拉圆坯时：第一、二、四电磁换向器正向导通，第三电磁换向器反向导通，此时，有杆腔供油，无杆腔卸油，拉、矫辊抬起。
10.如权利要求5所述方圆结合小方坯拉矫机液压阀台的控制方法，其特征在于拉圆坯冷坯压下时，第一、第二、第四电磁换向器反向导通，第三电磁换向器正向导通，此时，有杆腔卸油，拉、矫辊压下。
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| CN107906069A (zh) | 2018-04-13 |
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