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压力剪切机的研制与应用

2017-11-13 03:00:48本网

  前言天津铁厂炼钢分厂自1994年8月5日投产以来至1998年2月,生产上所需引锭钩、U型钢多用人工火焰切割,用火焰加热后热煨的方法制成。此法工作效率低,工人的劳动强度大,氧气、乙炔燃烧产生的热浪废气造成环境污染,严重影响职工身体健康。而且每年消耗大量的氧气、乙炔,火焰切割同时造成所用材料圆钢的大量消耗。

  引锭钩由于是火焰切割,割口不平,易夹渣造成焊接质量差,易被拉断造成事故,制约炼钢的发展。

  1项目的提出背景引锭钩、U型钢是我厂连铸生产的自制常耗备件,消耗快,用量大。每月用引锭钩2400个,年用量2.88万个。U型钢月用500个,年消耗6 000个。针对制作引锭钩、U型钢等存在的问题,研制开发一台压力剪切机制作引锭钩、U型钢,可提篼工作效率,降低工人的劳动强度,改善职工的作业环境,同时又节约大量原材料,降低吨钢成本,提篼引锭钩的质量。避免或减少引锭钩拉断事故,提篼生产作业率。

  2方案的设计压力剪切机系统总图(见)28mm钢剪力计算我们根据第三强度理论计算28 mm螺纹钢剪断的剪力,根据公式=Q/FU―材料许用应力(MPa),Q一剪力(kg)F一横截面面积(mm2)经计算剪断28mm的螺纹钢的剪力必须>设备选型根据我厂情况选择一台544A,公称流量14L/min,额定压力12MPa,配备一台Y132M2-6,5.5kW电机作为动力源。为了节约费用,我们用两个罗可普拉矫机改造下来的机架做为机身和机头。配以连铸改造下来的脱锭油缸,装上剪刃采用液压原理将圆钢剪断。

  2.4系统剪力计算连铸改造下来的油缸缸径为160mm.经计算160mm的油缸额定压力在12MPa时的剪力为24 127.43kg,―个脱锭油缸剪不断28mm螺纹钢。我们决定采用2个脱锭油缸并联,并联后剪力为48254.86kg,满足了28mm螺纹钢剪切力的需要。解决了大油缸笨重不利检修,且减少了购买大缸的资金投入。

  3压力剪切机研制中的几个技术问题油缸与拆卸问题由于压力剪切机剪切28mm螺纹钢时的剪切力应在37560.88kg以上,这就要求两个油缸固定牢固且便于检修,我们设计了开式框架压力剪切机,机头、框架底盖可拆卸,我们加工了8条M30i180mm螺栓将两个油缸吊耳固定在框架上。拆下油缸吊耳螺栓,油缸可以从侧面移出解决了油缸固定检修等问题。

  压力剪切机的煨料问题由于压力剪切机剪切钢材量大,又有多尺寸要求,这就要求圆钢可轻易在床身上走动。我们根据滚动磨擦力小的原理在床身上设计制作了六个小托辊(见)。圆钢可随意在床上走动,很省力,解决了剪切机煨料难的问题。

  导向托辊图剪切机定尺问题由于引锭钩、U型钢所切圆钢的长度有多个尺寸,每个尺寸必须一致,这样我们设计了一个螺杆(见),可随意调节加工8~1200mm长度尺寸的圆钢。

  液压系统我们设计制作了带补油回路的液压传动系统及下料流槽,补油回路液压原理图(见),同时配制了一个单联控制按钮,简化了操作,使用方便安全可靠。

  带补油回路的双油缸串联同速回路投入使用后效果压力剪切机自1998年5月投人使用以来,效果良好。用它制作的引锭钩由于切处有坡口,无夹渣,焊接质量好,解决了引锭钩易拉断问题。表1是1996~1999年引锭钩拉断统计表。

  表1引锭钩拉断统计表年份拉断次数压力剪切机的研制成功提高了作业率,改善了工人的作业环境,减轻了工人的劳动强度,提高了工作效用火焰切割法制作引锭钩每100个需24个工时,而压力剪切机制作每100个只需8个工时,提高效率3倍。用旧法制作U型钢100个需32个工时,而压力剪切法只需21个工时,提高效率近52.4%.同时减少了原材料浪费,节约了大量能源。

  5经济效益分析5.1直接经济效益5.1.1研制开发压力剪切机后,不再用热弯法制作引锭钩、U型钢减少氧气消耗1632瓶,乙炔816瓶,一瓶氧气15元/瓶,乙炔75元/瓶,节约费用:632x15+816x75=85680元而且压力剪切法切割圆钢,年节约螺纹钢11 661.55kg,以每公斤2.8元计,减少原料投入776.16天铁3高炉改善技术指标冶炼实践天津铁厂炼铁分厂贺大鹏篼炉通过加重焦炭负荷、稳定压差、合理利用煤气、调整热制度及造渣制度等措施,使主要的生产技术指标达到了历史最好水平,其中利用系数、煤比、风温进人全国先进行列。

  1概况天津铁厂3高炉(600m3)第三代炉役于1997年6月开炉。大修后仍保持原有炉顶设备,水冷水封气密箱、国产无料钟炉顶、料车上料,有14个风口、2个渣口、1个铁口。开炉后始终以强化冶炼为中心开展各项工作,采取了各种措施,使得冶炼强度、利用系数逐年提高,生产形势良好。进人2000年后,高炉车间针对总公司的生产经营方针,对前几年不太理想的指标如焦比、煤比、铁水优质率等进行技术攻关,通过采取有效措施后,目前各项指标达到了3高炉有史以来的最压力剪切机液压站配备一台Y132M2-6,5.5kW电机,每天间断工作3h,以每月22个工作日计算,月耗电量为5.5x =4365kWh.我厂工业用电每kWh0.48元,年耗电费用为4356x间接经济效益5.2.1由于压力剪切机加工后的圆钢尺寸一致且有坡口,没有夹渣现象,焊接质量好,解决了引锭钩易被拉断事故,平均年可减少事故12次,少影响生产48h,多产131炉钢,提高产量4585t.以每吨合格钢坯效益106.03元计算,每年可减少损失5.2.2铸坯铜管造成报废,以每根铜管4 400元计算,减少备件损失4400x12=52800元,间接经济效益486147研制经费我们投入一台小液压站13液压油管4根570元,一次性液压油投人215元,共计年经济效益率=直接经济效益+间接经济效益- 6结束语总之,经过一年多的使用,研制开发压力剪切机是成功的。它不但取得了显著的经济效益,而且提高了生产率,减轻了工人的劳动强度,解决了环境污染等社会问题,取得了较好的社会效益。这一技术的应用成功,使炼钢连铸备件的制作步入了一个新的时代。

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