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【摘 要】介绍了加热炉炉门升降装置的结构特点,对该设备存在的问题与缺点进行了分析,并提出了相应的改进措施,通过对加热炉升降装置及相关设备的改造,取得了良好的效果。
【关键词】加热炉 升降装置 存在问题 改进措施
中图分类号:TG307
1 前言
安钢第二轧钢厂2800mm生产线采用的是推钢式连续加热炉,加热炉炉门上升、下落由炉门升降装置实现。每出一次坯料,炉门就需完成一次升降。随着产能的加大,炉门升降频率的增加,炉门升降装置原设计承载能力已不能满足当前生产需要,故障频发。同时,加热炉炉门升降装置位于出炉位置,长期处于高温、高湿烘烤状态,受出炉辊道冷却水蒸汽的腐蚀,炉口处氧化铁皮的卡阻等原因,导致传动装置故障率较高。严重影响加热炉正常使用。
2 升降装置工作原理
2.1 升降装置组成
加热炉炉门升降装置是由配重轮、轴承座、驱动链轮、升降轴、提升链轮、联轴器等部件组成。
2.2 工作原理
炉门升降装置通过提升链轮与炉门相连接,实现炉门升降行程,工艺过程是:液压缸→驱动链→轮升降轴→提升链轮→炉门升降。其工作原理是液压缸活塞下降,带动驱动链轮顺时针旋转,使驱动链轮链条随之上升,同时升降轴随之顺时针旋转,带动与升降轴相连接的提升链轮转动,链轮链条随之上升,同时拉动加热炉门上升,完成坯料出炉;液压缸活塞上降,带动驱动链轮逆时针旋转,使驱动链轮链条随之下降,同时升降轴随之逆时针旋转,带动与升降轴相连接的提升链轮转动,链轮链条随之回落,加热炉门下降。
3 存在问题及分析
3.1 传动装置
原炉门升降装置投入使用后,故障主要集中在传动装置上,多次出现链轮链条连接销轴断裂、升降大轴断裂事故,造成炉门升降传动系统故障, 严重影响3#加热炉正常出钢,甚至被迫停产检修。经统计,每年因炉门升降故障造成加热炉停炉待温的时间累计达30h,而且由于该传动系统故障高,单纯更换一套炉门升降需要5小时,年备件消耗大,并且每次小修都要检查更换传动系统链条销轴,需投入大量的人力物力。
原炉门升降装置在设计过程中舍弃了大小炉门方案,直接采用大炉门装置,虽然封火设计达到了标准要求,但是炉门升降装置连接件的强度设计,只参照了大炉门7t重量进行尺寸校核,忽略了在实际使用过程中因炉门烘烤变形、氧化铁皮堆积造成卡阻等附加扭矩。原升降轴直径为?100mm,链轮链条联接销轴直径?14mm,承载能力不足,达不到当前生产使用要求,其升降轴采用滑动轴承支撑润滑,受炉口高温烘烤常出现轴瓦缺油磨损现象[1]。
3.2 液压系统
3#加热炉炉门升降液压系统采用的是电液拉杆装置,它是一种单独供油系统,每一个液压缸都由一套油泵电机组供给压力油,并有机的结合在一起[2]。由于其直接安装在炉门旁边,该装置直接受到高温烘烤,使缸体内的油液温度很高,液压阀芯受热膨胀,极易卡死,造成液压缸无动作或无法保压自动掉落。另外高温还造成系统中密封部件的损坏,引起润滑油内泄露,系统压力下降,无法正常保压。液压缸长时间频繁动作和长时间的高压保压,导致系统内双向液压锁的弹簧断裂,无法保压,升起的炉门出现自由掉落现象。驱动系统安装位置不合理,液压缸系统压力不稳定,造成炉门升降装置的运行极不平稳;而且液压缸使用寿命缩短,备件费用高。
4 改进方案
4.1 升降机构改进
对升降轴参照炉门自重和变形、摩擦等附加扭矩重新进行校核,将原升降轴轴径由?100mm改为?150mm,如图1所示,这能使转速有效的、平稳的从驱动链轮传递到提升链轮,不至于发生传递过程中升降轴故障。将链轮链条联接销轴由?14mm改为?16mm,如图2所示,这使链条的使用寿命大大增加,很大程度的降低了故障率。采用23228轴承取代原轴瓦设计,优化了工作环境,减小了摩擦阻力,提高传动走轮轴承及升降链条高温状态下的负荷能力,减少设备零事故发生,如图3所示。
图1 传动轴改造前后示意图
图2 链条联接销轴 图3 轴承座
4.2 液压系统改进
改变液压系统供油方式,由原来的单独供油系统改为集中供压式液压系统。这种供压式液压系统是由六个液压缸、一个控制阀组、一个供给液压站组成,油箱与控制阀组远离热源,系统中配有循环冷却装置。系统远离了热源,液压缸中的密封件、液压阀芯等不再受高温烘烤,减少对关键零部件的损坏。同时,循环冷却装置的配备,使液压缸动作时带回的热油能够迅速冷却下来。液压油得到及时冷却,油的粘度、流量、油压得到了保障,液压系统压力稳定,炉门升降装置运行得到了保证。
5 实施效果
1)该改造投入使用后,彻底解决了原炉门升降传动装置因设计使用能力不足,造成的传动装置及液压缸等故障隐患,提升了设备运行质量,为加热炉高效生产提供了有力保障。改进前后设备故障频率对比见表1。
表1 改造前后设备的故障频率对比
升降轴/
(次/年)
联接销轴/
(次/年)
轴承/
(次/年)
液压缸/
(次/年)
改造前
3
8
4
6
改造后
1
2
1
1
2)采用滚动轴承代替原滑动轴承,既减少了摩擦阻力,又保障轴承的润滑效果,提高了轴承使用寿命。
3)减少了维修人员的劳动强度。改造前每月因炉门升降突发故障需停车抢修2~3个小时,改造后整套设备运行平稳,仅需正常的定期润滑。
6 结语
设备稳定、高效的运行,是保障正常生产的基本条件,是保证产品质量、为企业创效的基础,对减轻工人劳动强度、降低生产成本起着关键作用。第二轧钢厂3#加热炉升降装置改造后,解决了原来升降装置设计使用能力的不足,其性能稳定,运转可靠,最大限度的提高了设备的使用寿命,同时维护检修成本也大大降低,确保了轧制生产连续、稳定、高效。
参考文献
[1] 成大先. 机械设计手册.北京.化学工业出版社.1999
[2] 濮良贵.纪明刚.北京.机械设计.北京.高等教育出版社.2001
【关键词】加热炉 升降装置 存在问题 改进措施
中图分类号:TG307
1 前言
安钢第二轧钢厂2800mm生产线采用的是推钢式连续加热炉,加热炉炉门上升、下落由炉门升降装置实现。每出一次坯料,炉门就需完成一次升降。随着产能的加大,炉门升降频率的增加,炉门升降装置原设计承载能力已不能满足当前生产需要,故障频发。同时,加热炉炉门升降装置位于出炉位置,长期处于高温、高湿烘烤状态,受出炉辊道冷却水蒸汽的腐蚀,炉口处氧化铁皮的卡阻等原因,导致传动装置故障率较高。严重影响加热炉正常使用。
2 升降装置工作原理
2.1 升降装置组成
加热炉炉门升降装置是由配重轮、轴承座、驱动链轮、升降轴、提升链轮、联轴器等部件组成。
2.2 工作原理
炉门升降装置通过提升链轮与炉门相连接,实现炉门升降行程,工艺过程是:液压缸→驱动链→轮升降轴→提升链轮→炉门升降。其工作原理是液压缸活塞下降,带动驱动链轮顺时针旋转,使驱动链轮链条随之上升,同时升降轴随之顺时针旋转,带动与升降轴相连接的提升链轮转动,链轮链条随之上升,同时拉动加热炉门上升,完成坯料出炉;液压缸活塞上降,带动驱动链轮逆时针旋转,使驱动链轮链条随之下降,同时升降轴随之逆时针旋转,带动与升降轴相连接的提升链轮转动,链轮链条随之回落,加热炉门下降。
3 存在问题及分析
3.1 传动装置
原炉门升降装置投入使用后,故障主要集中在传动装置上,多次出现链轮链条连接销轴断裂、升降大轴断裂事故,造成炉门升降传动系统故障, 严重影响3#加热炉正常出钢,甚至被迫停产检修。经统计,每年因炉门升降故障造成加热炉停炉待温的时间累计达30h,而且由于该传动系统故障高,单纯更换一套炉门升降需要5小时,年备件消耗大,并且每次小修都要检查更换传动系统链条销轴,需投入大量的人力物力。
原炉门升降装置在设计过程中舍弃了大小炉门方案,直接采用大炉门装置,虽然封火设计达到了标准要求,但是炉门升降装置连接件的强度设计,只参照了大炉门7t重量进行尺寸校核,忽略了在实际使用过程中因炉门烘烤变形、氧化铁皮堆积造成卡阻等附加扭矩。原升降轴直径为?100mm,链轮链条联接销轴直径?14mm,承载能力不足,达不到当前生产使用要求,其升降轴采用滑动轴承支撑润滑,受炉口高温烘烤常出现轴瓦缺油磨损现象[1]。
3.2 液压系统
3#加热炉炉门升降液压系统采用的是电液拉杆装置,它是一种单独供油系统,每一个液压缸都由一套油泵电机组供给压力油,并有机的结合在一起[2]。由于其直接安装在炉门旁边,该装置直接受到高温烘烤,使缸体内的油液温度很高,液压阀芯受热膨胀,极易卡死,造成液压缸无动作或无法保压自动掉落。另外高温还造成系统中密封部件的损坏,引起润滑油内泄露,系统压力下降,无法正常保压。液压缸长时间频繁动作和长时间的高压保压,导致系统内双向液压锁的弹簧断裂,无法保压,升起的炉门出现自由掉落现象。驱动系统安装位置不合理,液压缸系统压力不稳定,造成炉门升降装置的运行极不平稳;而且液压缸使用寿命缩短,备件费用高。
4 改进方案
4.1 升降机构改进
对升降轴参照炉门自重和变形、摩擦等附加扭矩重新进行校核,将原升降轴轴径由?100mm改为?150mm,如图1所示,这能使转速有效的、平稳的从驱动链轮传递到提升链轮,不至于发生传递过程中升降轴故障。将链轮链条联接销轴由?14mm改为?16mm,如图2所示,这使链条的使用寿命大大增加,很大程度的降低了故障率。采用23228轴承取代原轴瓦设计,优化了工作环境,减小了摩擦阻力,提高传动走轮轴承及升降链条高温状态下的负荷能力,减少设备零事故发生,如图3所示。
图1 传动轴改造前后示意图
图2 链条联接销轴 图3 轴承座
4.2 液压系统改进
改变液压系统供油方式,由原来的单独供油系统改为集中供压式液压系统。这种供压式液压系统是由六个液压缸、一个控制阀组、一个供给液压站组成,油箱与控制阀组远离热源,系统中配有循环冷却装置。系统远离了热源,液压缸中的密封件、液压阀芯等不再受高温烘烤,减少对关键零部件的损坏。同时,循环冷却装置的配备,使液压缸动作时带回的热油能够迅速冷却下来。液压油得到及时冷却,油的粘度、流量、油压得到了保障,液压系统压力稳定,炉门升降装置运行得到了保证。
5 实施效果
1)该改造投入使用后,彻底解决了原炉门升降传动装置因设计使用能力不足,造成的传动装置及液压缸等故障隐患,提升了设备运行质量,为加热炉高效生产提供了有力保障。改进前后设备故障频率对比见表1。
表1 改造前后设备的故障频率对比
升降轴/
(次/年)
联接销轴/
(次/年)
轴承/
(次/年)
液压缸/
(次/年)
改造前
3
8
4
6
改造后
1
2
1
1
2)采用滚动轴承代替原滑动轴承,既减少了摩擦阻力,又保障轴承的润滑效果,提高了轴承使用寿命。
3)减少了维修人员的劳动强度。改造前每月因炉门升降突发故障需停车抢修2~3个小时,改造后整套设备运行平稳,仅需正常的定期润滑。
6 结语
设备稳定、高效的运行,是保障正常生产的基本条件,是保证产品质量、为企业创效的基础,对减轻工人劳动强度、降低生产成本起着关键作用。第二轧钢厂3#加热炉升降装置改造后,解决了原来升降装置设计使用能力的不足,其性能稳定,运转可靠,最大限度的提高了设备的使用寿命,同时维护检修成本也大大降低,确保了轧制生产连续、稳定、高效。
参考文献
[1] 成大先. 机械设计手册.北京.化学工业出版社.1999
[2] 濮良贵.纪明刚.北京.机械设计.北京.高等教育出版社.2001