8_连铸机火焰切割机优化改进及故障处理

第26卷第3期 2010年5月昆明冶金高等专科学校学报Jour nal of Kun m i ng M etallurgy Co llege V ol 126N o 13M ay . 2010do:i 10. 3969/.j issn . 1009-0479. 2010. 03. 017

8#连铸机火焰切割机优化改进及故障处理

黄 静

(昆明工业职业技术学院冶金系, 云南昆明650302)

摘 要:针对昆钢炼钢厂8#连铸机生产过程中火焰切割机的故障率高及铸坯切割面质量问题, 分析了在操作及设备等方面的原因, 采取相应处理措施, 降低了火焰切割机的故障率, 提高了铸坯切割面的质量, 满足了连铸生产工艺要求。

关键词:火焰切割机; 铸坯切割面; 故障处理

中图分类号:TF34116 文献标识码:A 文章编号:1009-0479-(2010) 03-0072-04

Optim izati on and T roubleshooti ng of Fla m e Cutti ng

M achi ne of No 18B illet Caster

HUANG Ji n g

(Depart m ent o fM e tall urgy , K un m i ng V ocati ona l and T echno l ogy Co lleg e o f Industry , K un m i ng 650302, Chi na)

A bstract :To solve the proble m s of high fault rate of the fla m e c u tti n g m ach i n e and l o w quality of the cu-t ting surface o fNo 18billet caster i n Kun m ing Iron and Steel P la n, t causes o f the equ i p m ent and operation factors w ere ana l y zed and relevantm easuresw ere adopted . Thus reducing t h e fault rate o f the fla m e cutting m ach i n e and i m pr ov i n g the quality of the c utti n g surface , m eeti n g the de m ands of conti n uous casting process .

K ey words :fla m e cutting m achine ; c u tti n g surface ; troubleshooting

0引言

昆钢炼钢厂8#连铸机原铸坯切割方式为45b 机械液压斜剪, 由于设备复杂且老化, 剪切机容易出故障, 造成浇注流中断, 影响生产, 并且维护保养困难, 维护成本高。而火焰切割设备重量轻、结构简单、投资少、切割速度快、割缝质量好、不受断面及温度的影响, 切割过程中出现故障可以改为人工手动气割, 灵活性比机械剪切好, 基于以上原因, 将8#连铸机由机械剪切改为火焰切割。但在铸坯切割方式改为火焰切割的初期, 火切机故障率偏高, 直接影响到连铸机的连续生产; 铸坯切割面质量差, 定尺准确率低, 对连铸坯质量影响很大, 不能顺利完成切割任务。针对存在问题, 分析了故障产生原因, 对火切机进行了一定的优化改进, 提高操作人员生产现场操作调整水平, 在较短时间内使火切机达到了较好工作状态, 满足了连铸机浇铸工艺和铸坯质量的要求。

18#连铸机火焰切割设备情况介绍

8#连铸机火焰切割装置由机架(立柱、前后横梁、电缆软管拖链等) 、切割小车、切割枪、气动夹钳同步机构、铸坯定尺测量装置、切割枪横移装置、切割车返回气缸、切割机能源介质箱及配管组成, 火焰收稿日期:2010-04-14

作者简介:黄静(1970-), 女, 云南昭通人, 副教授, 工程硕士。主要从事冶金生产工艺控制和冶金技术专业理论与实践

教学。

切割设备示意如图1所示, 自动定尺测量装置布置如图2所示, 主要参数见表1。

8#连铸机火焰切割机的工作过程为当系统发出定尺切割信号后, 火焰切割机夹紧气缸电磁阀动作, 夹钳夹紧铸坯使铸坯带动切割小车运行, 夹钳臂同时将切割枪带至铸坯边缘, 切割枪预热氧自动打开, 对铸坯边缘开始预热, 延时3s 后, 切割氧自动打开, 开始切割, 割枪臂在斜导板作用下带动切割枪作弧线运行进行切割, 切割完毕, 同步夹钳电磁阀失电松开, 切割氧自动关闭, 延时2s 预热氧自动关闭, 又延时1s 后预热燃气自动关闭, 返回气缸电磁阀得电动作, 将切割小车推回原位, 原位信号来后延时3s , 返回气缸电磁阀失电,

返回气缸缩回等待下一次切割。

表1 8#连铸机火焰切割机的主要参数

28#连铸机火焰切割机故障原因分析

2118#连铸机火焰切割机存在的问题

8#连铸机火焰切割机在安装运行一段时间后, 经常

难以正常切割或割而不断, 只能被迫改为人工手动气割,

劳动强度大且铸坯定尺率及切割质量不稳定, 给安全生

产带来隐患。表2为8#连铸机火焰切割机在运行初期3

个月内的故障统计。

从表2统计数据可看出, 3个月内故障发生次数高达

375次, 其中由于设备因素造成的故障达293次, 人为操

作及其它因素造成的故障为82次, 分别占78113%和铸坯断面流数弧形半径流间距切割方式切割介质切缝预热氧压力切割氧压力焦炉煤气压力150mm @150mm 四机四流6500mm 1200mm 无动力切割小车+电视摄像加压焦炉煤气+氧气6~8mm 0125~0130M P a 1100~1120M P a 0110~0112M P a

0135~0140M P a 氮气压力21184%, 严重影响了8#连铸机的正常生产。

同时, 火焰切割故障也影响铸坯切割面质量指标, 造成各种切割面缺陷:(1) 切口不直; (2) 切口过宽; (3) 切口上缘塌边; (4) 切口凹陷; (5) 切纹过深; (6) 切割面有切口; (8) 切口下缘粘渣。在8#连铸机火焰切割机运行初期3个月内, 切割面质量合格率仅为8114%。

212火焰切割机存在问题的原因分析

通过现场观察及分析, 火焰切割机的故障主要体现在设备、工艺操作两方面。

21211设备方面的原因

1) 设备冷却不良

由于受弧形半径及改造场地的限制, 火焰切割机采用了短臂夹钳式, 夹钳气缸位于铸坯上方, 离铸坯仅113m 距离, 受铸坯高温

辐射严重, 造成气缸冷却不

良, 活塞杆上的密封圈受高温

作用变形, 导致气缸密封不严故障类型发生次数/次操作73表2 火焰切割机故障发生统计切割枪气缸夹钳顶回气缸电控系统896196定尺系统47其它9

产生漏气, 使气缸不能夹紧铸坯, 切割小车不能行走, 切割不能进行, 顶回气缸也无法正常运行。

另外, 电气元件及能源介质软管经常在高温环境下工作, 运行不稳定, 同时向切割枪提供各种介质的软管为坦克链布置, 切割小车在往返运行时使软管因热疲劳破损也会产生漏气。

2) 定尺系统误操作

火切机的定尺系统采用电视摄像录像红外线控制, 但由于工作环境中经常有人从切割定尺区域行走, 红外线监控被遮挡, 造成定尺自动切割短尺坯, 从而引起火焰切割机跳槽等故障。

3) 割嘴堵塞或烧坏

割嘴堵塞或烧坯后, 火焰对切口的加热作用减小, 造成了铸坯切而不断, 且切口下缘挂渣, 切缝宽度增大。

21212工艺操作的原因

由于火切机刚投入使用, 工作人员操作不熟练, 对火切机的各项工艺参数控制不准, 也是导致火切机故障及切割质量低的主要原因。

1) 预热氧压力控制不准

预热氧压力大, 使切口上缘产生连续珠状钢粒, 甚至熔化成圆角, 同时使铸坯表面粘附的熔渣增多而影响切割质量; 预热氧过小, 铸坯得不到足够的热量, 切割中断。

2) 切割氧压力的选取不当

切割氧气压力过大, 易使切口变宽、粗糙; 压力过小, 使切割过程缓慢, 易造成沾渣。

3) 预热点位置不准确

火焰切割对预热点位置准确度要求比较高, 而在实际拉坯过程中铸坯发生横向移动、上下抖动, 在拉动方向上的窜动, 经气缸夹紧同步机构传递给割嘴, 造成割嘴与铸坯内弧面角部的相对位置经常发生变化, 预热点难以固定在一个位置上, 使预热点不准确, 切割面有切口。

4) 切割速度控制不当

切割速度必须与切口内金属的氧化速度相适应。切割速度太慢会使切口上缘熔化, 太快则后拖量过大, 甚至割不透, 造成切割中断。

5) 切割枪与铸坯的垂直距离范围较大

在实际生产中, 8#铸机上的切割枪与铸坯的垂直距离的变动范围较大。距离过低会使切口上线发生熔塌, 飞溅时易堵塞割嘴, 甚至引起回火。切割枪与铸坯的垂直距离过高, 热损失增加, 且预热火焰对切口前缘的加热作用减弱, 预热不充分, 切割氧流动能下降, 使排渣困难, 影响切割质量。同时进入切口的氧纯度降低, 导致后拖量和切口宽度增大, 还会使切割速度降低。

3针对火焰切割机故障采取的措施

311设备方面

31111设备冷却不良而导致的故障

把8#铸机上火切机原先的细水管及软管换成粗管, 加大设备的冷却效果; 在坦克链导轨下及顶回气缸下增加一层冷却水槽板及隔热层, 这样, 切割机与铸坯之间有一层隔热层及一层冷却水槽板隔开, 从而保证切割小车、大小气缸及电气和能源介质导管等设备不受高温辐射。通过改进, 设备的冷却效果增强, 大大降低了设备引起的故障率。

31112定尺系统误操作而导致的故障

测量好定尺标志位置, 标出定尺标志, 使标志清晰, 并在1~4流标志周围1m 位置画出禁入线, 并悬挂警示标志。禁止人员从切割定尺区域行走, 避免人体挡住定尺标志, 或禁止有明亮颜色的物体, 如阳光、安全帽、切割火花等进入定尺线区域产生误动作。

31113割嘴引起的故障

在每次浇注前必须拆下割嘴, 仔细检查是否粘有冷钢及堵塞, 及时进行清理或更换。

312工艺操作方面

31211确定切割枪与铸坯的合适垂直距离

原来设定的切割枪离铸坯垂直距离为50~100mm, 变动范围比较大。通过摸索, 确定适合的8#机火焰切割枪与铸坯的最佳垂直距离为60~70mm 。

31212设定了合适的预热氧、切割氧、煤气流量压力范围

原来预热氧、切割氧、煤气流量压力的设定值过大, 常常造成铸坯切割飞溅, 堵塞割嘴和止回阀。通过在生产中不断试验, 确定了预热氧压力在0125~0135M Pa 、切割氧压力在110~112MPa 、煤气压力在0110~0112M Pa 时, 能充分保证火焰切割正常进行, 改善切割铸坯断面质量。

31213确定合适的切割氧压

在实际切割工作中, 最佳切割氧压力可用试放/风线0的办法来确定。对所采用的割嘴, 当风线最清晰、且长度最长时, 这时的切割压力即为合适值, 可获得最佳的切割效果。

31214保证准确的切割点

切割坯头时, 观察预热点的位置, 并调整好预热点, 在切割过程中根据铸坯的质量随时观察及时调整。这里有一个观察铸坯脱方的小窍门, 即如果在切割过程中, 预热位置已不准确时, 铸坯可能出现脱方, 火焰切割机最能体验到铸坯脱方。

31215控制正常的切割速度

在切割操作时, 根据熔渣火花在切口中落下的方向来掌握切割速度, 当火花呈垂直或稍偏向前方排出时, 即为正常速度。

4结语

针对火焰切割机在使用过程中常出现的问题和故障, 通过现场观察及分析, 查找产生原因, 从设备及工艺操作两方面加以改进后, 火焰切割机运行故障率大大降低, 改进后的3个月内故障发生次数为24次, 保证了连铸生产正常有序的进行。同时, 改善了铸坯切割面质量, 铸坯切割面合格率由8114%提高到9814%。

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[责任编辑:孟丽涛]