方坯连铸出坯系统液压改造
朱绪征 皇埔雅志
（安阳钢铁集团有限责任公司）
摘要 本文介绍了安钢第一炼轧厂连铸出坯系统改造中液压部分的设计，根据各部位不同的情况，做了相应的改进和设计，并利用了原有液压站。以最少的投资，获得较好的效益。
关键词 液压系统 液压缸 流量
REDESIGN HYDRALIC SYSTEM ON RECONSTRUCTION OF CONTIUOUS CASTING ZHU XUZHENG WANG RONGHUI （Anyang Iron & Steel Group Co.,Ltd）
SUMMARY This article mainly introduces the rebuild of hydraulic system on reconstruction of continuous casting machine. It gives out the hydraulic system design through the change of rebuild technology, it uses the capacity of the original hydraulic station completely, calculates out the total flux ,and meets the requirement. This design can save investment and bring good effect indeed. KEY WORD hydraulic system hydraulic cylinder flux
安阳钢铁公司第一炼轧厂原有100吨电炉
两台翻转冷床，共长23米，靠液压缸推动，现改
一台，方坯连铸和板坯连铸机各一套。根据安为一台，长 17米，行程缩短1/4，液压缸数量减钢发展需要，新增100吨转炉一台及附属设备，少一半，缸径增粗，推力增大。 为适应扩大规模后的生产(100万吨/年的生产规翻转冷床仍沿用了原来的设计原理(见图二)，模)，需对连铸系统进行改造。改造的重点是方通过节流阀来调整液压缸的上升速度，通过单向坯连铸机出坯系统，包括六流辊道延长，增加-Q-节流阀来调整液压缸的下降速度，同时起缓冲一部快速横移冷床，供热送，增加活动升降挡作用。对于翻转冷床液压缸来说，下降时由于设板，改造翻转冷床、翻钢机等等。其中牵涉到备重60吨，加上满载时钢坯重量约120吨，总重液压部分改造，要求尽量利用原有设备。 180吨，再加上液压力的作用，将产生很大的动量。1 液压系统构成 当活塞运动到缸筒终端时，会与端盖发生机械碰
原液压系统由泵站、阀块、管路、液压缸撞，产生很大的冲击压力和噪声[1]，容易引发破组成。由泵站提供一定压力的液压油分别供给坏性的事故。另外在换向时也容易产生冲击，若两部翻转冷床和翻钢机，每部翻转冷床由两个不采取措施是很危险的。缓冲方式一是采用带缓横移缸和两个抬升缸构成，翻钢机有两个抬升冲装置的液压缸，一是设计上采取一定的方式避缸。改造后这两部分根据生产工艺的变化须重免冲击。这次改造两者都采用了。通过控制单向新选择液压缸。此次改造还添加升降挡板，由-Q-节流阀开口度来调节回油速度，节流阀开口度液压缸提供升降动力。 小，则回油速度慢，反之，则快。
改造后的液压系统构成如图一所示。
φ220/φ125-550φ125/φ70-430 图一 液压系统框图
改造要尽量利用原有的泵站和阀台，以降
低成本。
2 液压系统的改造
原有液压站含两个大的回路，一是液压回路，一是冷却回路，前者是此次改造的重点。液压回路的液压泵有三台，每台的额定流量Q=250L/min，P=160bar，用二备一。泵站能达到的额定总流量Q=500L/min，压力P=160bar。原有
图二 翻转冷床液压原理图
为适应扩大的生产能力，翻钢机也做了相应改造。由于生产工艺要求，翻钢机翻转半径增大，原来为R1010mm，现改为R1312mm。原设计有8个翻臂，每个由一整块钢板切割而成，设备笨重，
液压缸受力大，若继续采用这种装置，将导致液压缸直径增大，不利于节能降耗。此次设计改变了翻臂的结构，在中央开了三个减重孔，从而降低了设备重量，并通过改变液压缸的位置，减轻液压缸的受力。根据生产工艺所需时间，计算出大致行程。根据计算及现场经验液压缸活塞直径/活塞杆直径由原来的φ90/φ50，改为φ110/φ63，Q=π/4×（D2—d2）×V×10 3；
Q：流量，L/min；
V：活塞速度，m/min； D：活塞直径，m； d：活塞杆直径，m，
所得理论流量、活塞速度见下表。
再结合生产工艺，找到系统流量的最大值，活塞行程由545mm增大到696mm，使改造后翻缸机能稳定运行。此次改造还采用了出口节流调速，保证液压缸的所需工作速度。基本原理见图三。
新增的升降挡板有三台,每台挡两流的钢坯,当升降挡板下降时，钢坯通过快速横移冷床供热送，翻转冷床和翻钢机停止工作。
新增的三台升降挡板也靠液压推动，由三组独立的液压缸构成，每组含二个相同的液压缸同时工作（原理见图三）。升降挡板采用带液控单向阀的平衡回路。由于液控单向阀是锥面密封，泄露量极小，其锁紧性能较好，能使活塞长时间保持在某一位置上。在回路中串入节流阀的作用，是为了防止活塞下行时的冲击，控制流量，起到了调速作用。
翻钢机液压缸单组升降挡板液压缸φ110/φ63-696φ50/φ36-220
图三 翻钢机及升降挡板液压原理图
3 液压系统参数计算
主要是估算原有系统的流量是否满足现在的设计要求。
翻转冷床由抬升缸和横移缸组成，抬升缸活塞直径/活塞杆直径现改为φ220/φ125，行程550mm，横移缸活塞直径/活塞杆直径改为φ125/φ70，活塞行程430mm，新增升降挡板液压缸3组，每组含2个相同的液压缸，活塞直径/活塞杆直径为φ50/φ36，活塞行程220mm。其计算，见下列公式（忽略系统阻力影响）。
V=S/T
V：活塞速度，m/min； S：活塞行程，m； T：时间，min；
来校核泵站的能力。当翻转冷床下降及向左横移时,翻钢机液压缸向上升。当翻转冷床向上升及向右横移时,翻钢机液压缸向下降。 翻转冷床横移与升降顺序动作,不会同时发生。升降挡板的开启频率远远低于前两者。由表看出，翻转冷床抬升缸对系统的影响比横移缸大，系统流量最大时刻发生在抬升缸动作时：1、翻转冷床抬升缸上升时，翻钢机下降，假设此时升降挡板液压缸在上升（实际上这种可能性非常小），瞬时能达到的流量峰值为Q=2×（140+44+4×3）=392L/min；2、翻转冷床抬升缸下降,翻钢机上升时,能达到的流量峰值为Q=2×（121+66+4×3）=398L/min。两者均小于泵站的额定流量500L/min，此时的最大理论容积效率η=398/500=79.6%，因此原有泵站能满足所需要求，可以利旧。
表
4 实施效果及总结
本次改造利用原有泵站，增加或更换了部分阀块，使原来的设备充分发挥作用，达到了改造目的，节省了投资。安装使用后，工作稳定可靠，能够满足生产使用要求。证明本次液压系统改造是成功的。
总结此次设计改造主要采取的措施：
1. 通过对影响整个液压系统最大因素的计算，判断流量是否满足生产要求。
2．不单纯改造液压系统。还合理地改造了翻钢机的结构和液压缸的位置。
5 参考文献
[1] 成大先 机械设计手册 第四卷,2002年1月 第一作者简历：朱绪征，男，1971年生，1994年毕业于燕山大学，现为安阳钢铁公司设计院机械工程师。