铝扁锭加热炉翻转机构液压系统的改进

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目前我国存在很多中小型铝加工企业，这些厂家场地及生产能力有限，采用的设备技术相对落后、产品能耗高。世界上发达国家铝板带材的生产情况表明，大铸锭热连轧是铝加T行业的发展方向之-，随着国民生活水平的提高 ，为适应和满足这-使用要求，我国铝加工产品需求量的不断增加，与之相对应的各种铝加工设备的加工能力也在不断提高。国内热连轧生产线加热设备，也在向高效率、大吨位的方向发展，其单块铸锭现在已经达到30 t，总装炉量达到了860 t，而整个轧制周期则要求更短 ，要求与之相配套的设备运行速度必须更快，才能满足企业对生产效率的要求，这不仅是因为大铸锭可减少在铣面、轧制过程中的损耗，提高几何成品率，还是实现热连轧高速化的基础条件。作为热连轧机组的主要配套设备，铝扁锭加热炉的性能发展和技术更新对提高铝板带材生产率、产量以及成品率，充分发挥热连轧机组主体的生产能力，对我国铝加工工业的发展和装机水平的提高都具有重大意义。而作为铝扁锭加热炉的核心部件铝扁锭翻转机构，其工作的稳定性是铝扁锭加热炉正常工作的必要条件。笔者所在公司设计了四套 860 t铝扁锭加热炉，该翻转机构翻转臂的长度达到7 m，为了提高机构的安全性和稳定性，在机构设计中增加了支撑缸，所以在翻转机构液压系统的设计中翻转缸和支撑缸同时下降时如何保证两组液压缸不出现干扰而引起的机构损坏是需要解决的问题。

1 翻转机构的工作过程用车间的天车将铝扁锭吊运到上料机构，经过对中，立锭翻转，开启铝扁锭加热炉进料炉门，把料推进收稿日期：2013-叭-31作者简介：简富明(1971.)，男，高级T程师，主要从事液压系统的设计和生产制造铝扁锭加热炉内加热 ，铝扁锭加热完毕，开启铝扁锭加热炉出料炉门，出料机构前行到炉内取出铝扁锭，放料翻转，运送到铝热轧机进行轧制。其中翻转机构工作过程如图l所示。

l-铝扁锭；2-翻料架；3-支撑缸；4-El转支座；5-支撑座；6-翻转缸图 1 翻料机构示意图翻料架首先处于初始位置，料架与热轧辊道水平线为90。便于接料，加热炉处理后的铸锭被放人料架又内，此时支撑缸支撑臂全部伸出，翻料缸返回至接料位，其活塞杆全部伸出。翻料架由初始位置绕回转轴翻转45。至等待位置，等待热轧机给料信号，此过程翻料缸快速翻转。热轧机发出给料信号，翻料架液压缸快速翻转至支撑缸支撑位置，这时料架与热轧辊道的角度为5。。翻料架保持在支撑位置不动，铝扁锭沿料架移动至与热轧辊道中心线对齐，支撑缸活塞腔压力逐渐增大。然后支撑缸与翻料缸同时动作，翻料缸慢速翻转，支撑缸支撑臂继续缩回，直至铸锭与料架完全分离，铸锭沿热轧辊道中心线纵向运动至轧2013年5月 简富明，等：铝扁锭加热炉翻转机构液压系统的改进 第 49页制位置，轧制进料完成后翻料架返回至初始位置开始下-工作循环。

2 液压系统设计工作原理从翻转机构的工作过程可以看出，在料架与热轧辊道的角度为5。到铸锭与料架完全分离的翻转过程中，支撑缸与翻转缸需要配合起来保证同时动作 ，并且速度配合要协调-致。但是实际调试时由于生产厂家-般都有多种铸锭规格，每种铸锭的重量及大小都不-样，还有随着翻转角度的变化负载也将发生变化 ，所以很难调节好节流阀的速度来保证两只缸配合起来的运行速度-致，如果翻转缸翻转过快，其缸头轴承座固定螺栓极易损坏。翻转缸如果翻转过慢，导致料架承重时支撑缸支撑臂悬空，支撑缸起不到支撑作用 ，料架回转轴固定轴承座或者轴承座固定螺栓将受到损坏。如果翻料机构液压系统还按以往的平衡调节结构来设计 ，将会给液压调试工作带来很大的麻烦，-旦没调好就会引起设备和人身事故。所以为了达到安全生产设备的设计要求，必须消除因调节所引起的各种干扰，在液压系统的设计中采用随动的设计方案，在支撑缸支撑臂缩回的同时，保证翻转缸 自由的随着支撑缸运动而运动，只要调好支撑缸的速度就可以了，翻转缸则自由下降，这样就可以解决以上问题。

其液压控制原理图如图2所示 ，铝轧机线发出轧制信号，铝扁锭加热炉出料炉门开启，油泵电机1、17启动，取料动作完成后 ，电磁换向阀BYV8，BYVIO，BYV11，BYV12同时得电，液压油通过油泵 1、单向阀3、电磁溢流阀5、电磁换向阀9和 12、单 向节流阀10的节流阀和双电磁球阀13、单向平衡阀11的单向阀和单向节流阀l4的单向阀、进入翻转缸16活塞腔，翻转缸 16活塞杆腔回油经单向节流阀14的节流阀和单向平衡阀 11的平衡阀、双单向电磁球阀13和单向节流阀10的单向阀，电磁换向阀9和12回油箱20，翻转缸快速翻转到45度等待位置。电磁换向阀BYV6得电，液压油通过油泵 1、单向阀3、电磁溢流阀5、电磁换向阀6、单向节流阀7的节流阀、单向平衡阀8的单向阀、进入支撑缸 l5的活塞腔，支撑缸 15活塞杆腔回油经单向平衡阀8的平衡阀、单向节流阀7的单向阀，电磁换向阀6回油箱 20，翻转缸快速翻转到支撑位置，铝扁锭沿料架移动至与热轧辊道中心线对齐，这时翻转缸和支撑缸将同时翻转向下，BYV5，BYV11，BYV12同时得电，液压油通过油泵1、单向阀3、电磁溢流阀5、电磁换向阀6、单向节流阀7的节流阀、单向平衡阀8的单向阀、进入支撑缸 15活塞杆腔，支撑缸15活塞腔回油经单向平衡阀8的平衡阀、单向节流阀7的单向阀，电磁换向阀6回油箱20，翻转缸此时则处于浮动状态随着支撑缸下降，下降速度由单向节流阀7的节流阀调节，翻转缸 16活塞腔的油液经单向节流阀14的节流阀、双电磁球阀 l3、电磁换向阀 12的中位，其中-部分油经电磁球阀13、单向节流阀14的单向阀到翻转缸 l6的活塞杆腔对其进行补油，多余的油液回油箱2O。

通过现场的调试工作及实际生产后-段时间的使用情况看 ，该设计方案调试简单而实用，只需调好支撑缸的下降速度及平衡阀的负载平衡力就可以了，运行过程平稳无干扰，翻转机构液压系统整体运行效果良好，上述改进方案既没有增加额外的成本，又能够显著提高设备的稳定性及可靠性，证明所设计的随动控制设计方法是可行的。

进料机构出料 支撑 翻转机构 液压缸 液压缸15 I61-柱塞泵；2-柱塞泵；3-单向阀；4-单向阀；5-电磁溢流阀；6-电磁换向阀；7-单向节流阀；8-单向平衡阀；9-电磁换向阀；10-单向节流阀；l1-单向平衡阀；12-电磁换向阀；13、双电磁球阀；14-单向节流阀；15-支撑液压缸；16-翻转液压缸；17.循环泵；18-冷却器；19-回油过滤器；20-油箱图2 翻转机构液压系统原理图3 结 语大吨位立推式加热炉是热轧机组规模化生产的必要加热设备，也是当前大扁锭加热采用设备的趋势。随着铝板带材的大力发展，而能源的日益紧缺，国家节能减排政策的实施 ，在新技术的不断开发应用，推动着立推式铝扁锭加热炉向着大吨位、高性能、高生产率、高效率、低污染、低能耗的方向发展↑年来国内最大的装炉量已经达到860 t，每块锭的重量达到30 t以上，所以对加热炉的进出料机构的设计也提(下转第52页)第52页 溢体钴幼 揎纠 2013年第3期根据实验结果最终选定0.8 mil的节流孔，因为节流孔过小对油液的清洁度要求较高，在满足使用要求的同时尽量选融流孔较大的阻尼孔作为先导阻尼，防止在使用过程中出现先导口的堵塞问题。

表 1 实验数据及结果衡管片拼装的旋转回路建模仿真，为生产中-些关键参数的设定提供参考依据 ，以便于理论指导生产 ，生产实验验证理论的正确性。由仿真结果可知，平衡阀先导阻尼孔的大小影响马达变负载旋转过程的稳定性，阻尼孔过大或者过小都会在使用过程中出现问题，合理的选择阻尼对于平衡阀的稳定性非常重要，否则就会出现平衡阀流量的波动，表现在管片机上就是旋转的抖动现象。