摘要：分析唐鋼二煉鋼廠3#連鑄車間使用的火焰切割機(jī)切割完成率與定尺率偏低的原因，采取有效的改造措施，*滿足了產(chǎn)品的技術(shù)要求。
　　
　　一、概述
　　
　　唐鋼二煉鋼廠3#連鑄采用六機(jī)六流形式，其鑄坯（135mm×135mm）的定尺切割采用火焰切割機(jī)。火焰切割機(jī)主要由機(jī)械、介質(zhì)控制、電器控制、冷卻幾大主要系統(tǒng)構(gòu)成。切割時(shí)，通過定尺裝置發(fā)送信號控制夾緊氣缸動(dòng)作，使夾鉗抱緊鑄坯，并使切割小車與鑄坯同步運(yùn)行，切割機(jī)擺臂按速度要求沿斜導(dǎo)板的弧面做圓弧擺動(dòng)，固定在切割臂上的切割槍沿鑄坯垂直方向進(jìn)行既定長度的自動(dòng)切割，在一次切割完畢后由頂回氣缸將切割小車頂回初始位置，預(yù)備進(jìn)行下次切割。同機(jī)械剪切相比，火焰剪切特點(diǎn)很明顯：設(shè)備輕，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，易于制造，投資少，切割速度快，割縫質(zhì)量好，不受鑄坯斷面和溫度限制，靈活易維修，因此火焰切割也成為當(dāng)今小方坯連鑄機(jī)采用的主要切割形式。
　　
　　二、存在的題目
　　
　　兩臺(tái)火焰切割機(jī)在安裝運(yùn)行了一段時(shí)間后，經(jīng)常出現(xiàn)不能剪切或切不斷的現(xiàn)象，不得不改為人工氣割，勞動(dòng)強(qiáng)度大。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)主要原因如下：
　　
　　1．工作環(huán)境溫度高，氣缸密封圈易損壞。火焰切割機(jī)位于拉矯機(jī)前方5m左右，鑄坯從拉矯機(jī)出來后僅經(jīng)過三十幾秒鐘就到達(dá)切割機(jī)位置，溫度高達(dá)800～1000℃。而氣缸水冷的不銹鋼軟管及銅質(zhì)噴淋水噴嘴易堵塞，造成氣缸經(jīng)常在無冷卻環(huán)境下工作，致使活塞桿上密封圈受熱高溫變質(zhì)氣缸密封不嚴(yán)漏氣，使夾鉗不能夾緊鑄坯，切割小車不能行走，整個(gè)切割過程無法進(jìn)行。
　　
　　2．非接觸式自動(dòng)定尺控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)失靈。原設(shè)計(jì)中自動(dòng)定尺切割控制系統(tǒng)采用攝像機(jī)取像，數(shù)字圖像處理技術(shù)，具有控制精度高，操縱方便可靠的特點(diǎn)。但是由于工作環(huán)境熱輻射高，操縱工人技術(shù)基礎(chǔ)薄弱等原因，系同一直不能正確運(yùn)轉(zhuǎn)。很多時(shí)候由人工目測定尺，定尺正確率極低。
　　
　　3．預(yù)熱時(shí)間短，預(yù)熱門位置不準(zhǔn)。該火焰切割機(jī)原設(shè)計(jì)切割行程為1800mm，在2.5m/min拉速下答應(yīng)切割時(shí)間為36s，割槍的橫向切割速度要求達(dá)到0.25m/min，切割速度較低，經(jīng)常出現(xiàn)鑄坯不能*切斷現(xiàn)象。同時(shí)，火焰切割對預(yù)熱門位置正確度要求比較高，而拉坯過程中鑄坯橫向移位、上下抖動(dòng)、拉坯方向的竄動(dòng)等經(jīng)氣缸夾緊同步機(jī)構(gòu)傳遞給割嘴，使割嘴與鑄坯內(nèi)弧面角部的相對位置經(jīng)常發(fā)生變化，使預(yù)熱門難以固定在一個(gè)位置上。
　　
　　4．電器元件、介質(zhì)閥門和管道易損壞。原設(shè)計(jì)電器元件及介質(zhì)閥門箱位于連鑄線左側(cè)，間隔鑄坯僅2m左右，受熱輻射影響，經(jīng)常在高溫環(huán)境下工作，運(yùn)行不穩(wěn)定。同時(shí)向割槍提供各種介質(zhì)的管道為坦克鏈布置，火焰切割機(jī)切割小車作往返運(yùn)行時(shí)，特別是切割末期介質(zhì)管道因重力向下彎曲，以及剛返回時(shí)介質(zhì)管道向上提升，使管道因疲憊破損產(chǎn)生漏氣，影響切割效果。
　　
　　三、改進(jìn)措施
　　
　　由于以上種種原因，火焰切割機(jī)的切割完成率和定尺率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到生產(chǎn)要求，對生產(chǎn)的影響很大。根據(jù)現(xiàn)場的工作環(huán)境，結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過不斷的實(shí)踐，采取了種種措施對切割機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，效果良好。總結(jié)起來，主要措施包括：
　　
　　1．加強(qiáng)冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。由于火焰切割機(jī)在高溫下工作，所以冷卻系統(tǒng)在火焰切割中起著極為重要的作用。針對冷卻噴嘴堵塞造成氣缸無法冷卻的題目，對水冷系統(tǒng)進(jìn)行了改造。為夾緊氣缸和頂回氣缸設(shè)置了水槽和隔熱板，原來氣缸上側(cè)、左右兩側(cè)受到冷水噴淋后直接流走，現(xiàn)增加的水槽可貯存噴淋的冷卻水，當(dāng)水槽的水量達(dá)到一定水位經(jīng)過導(dǎo)管流出，這樣可負(fù)氣缸整體位于水槽中，增強(qiáng)了氣缸的冷卻效果。此外，當(dāng)噴嘴堵塞時(shí)，水槽內(nèi)的水可暫時(shí)冷卻氣缸。在水槽下設(shè)置了隔熱板，有效地阻止了鑄坯向氣缸的高溫輻射。而冷卻水通過導(dǎo)管流出，避免了直接流到鑄坯上影響鑄坯質(zhì)量，并改善冷卻水質(zhì)量和適當(dāng)增加噴嘴直徑。這樣氣缸的冷卻得到保證，延長了使用壽命，保證了切割小車的行走和頂回。
　　
　　2．改進(jìn)定尺系統(tǒng)。原非接觸式定尺系統(tǒng)設(shè)計(jì)是*的，但不適應(yīng)高溫環(huán)境，因此改為機(jī)械式定尺系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)為在一個(gè)兩端支承的長軸上懸掛一個(gè)鋼球，球的高度和水平位置是可調(diào)的，通過導(dǎo)線給鋼球輸進(jìn)一微量電流。由于長軸的軸承與支架間是盡緣的，所以鋼球上并沒有電流通過；當(dāng)鑄坯通過剪口向前行進(jìn)，撞到鋼球時(shí)，鑄坯在鋼球與鑄機(jī)機(jī)架間形成通路，則發(fā)出信號，控制電磁閥給夾緊氣缸供氣，并進(jìn)行整個(gè)剪切過程。由于鋼球的高度和位置是可調(diào)的，這種裝置可適應(yīng)不同斷面和不同定尺的鑄坯。該系統(tǒng)無強(qiáng)電器件，靠低電壓電器控制，工作穩(wěn)定。固然技術(shù)含量低，但在實(shí)踐中效果很好，定位尺寸誤差在土lcm左右，滿足了要求。
　　
　　3．延長預(yù)熱和切割行程。要切斷鑄坯的條件是火焰必須將鑄坯預(yù)熱到在其邊角部出現(xiàn)鋼液滴。原設(shè)計(jì)200mm長的預(yù)熱行程在2.5m/min（42mm/s）拉速時(shí)預(yù)熱時(shí)間僅為5s，后將預(yù)熱行程延長到320mm，預(yù)熱時(shí)間延長到8s，保證了充分的預(yù)熱時(shí)間。同時(shí)原設(shè)計(jì)切割行程為1800mm，切割時(shí)間短，致使少數(shù)鑄坯不能*切斷，需要人工用割炬切斷。為解決此題目，在保持切割行程斜板高度差不變的情況下，切割行程增加至2000mm，減緩割槍橫移速度，進(jìn)步了切斷率。
　　
　　4．調(diào)整了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。火焰直徑約10mm，正常切割應(yīng)使火焰橫斷面的1/2～1/3落在鑄坯角部邊沿進(jìn)行預(yù)熱，切割嘴在切割結(jié)束返回后始終能靠在鑄坯邊角部。但生產(chǎn)過程中鑄坯橫向移位、上下抖動(dòng)、拉坯方向的竄動(dòng)使原設(shè)計(jì)的切割小車兩側(cè)斜導(dǎo)板和直導(dǎo)板導(dǎo)向長度不夠，切割嘴在切割周期中無法到達(dá)預(yù)定位置，致使切割時(shí)發(fā)生鑄坯不能*切斷的現(xiàn)象。為解決這一題目，對原設(shè)計(jì)中切割小車兩側(cè)斜導(dǎo)板和直導(dǎo)板的弧度和角度進(jìn)行了調(diào)整，使斜導(dǎo)板和直導(dǎo)板導(dǎo)向長度增加，切割小車的兩側(cè)導(dǎo)臂沿導(dǎo)板弧度運(yùn)動(dòng)更加，保證了切割的進(jìn)行。
　　
　　5．改造電器介質(zhì)箱和介質(zhì)管道布置。將介質(zhì)箱在原位置后側(cè)2m處重新布置安裝，并在間隔鑄坯一側(cè)加裝了隔熱壁。各種介質(zhì)管道原為坦克鏈水平彎折布置，由于切割時(shí)作周期性往返運(yùn)動(dòng)彎折導(dǎo)致管道破損漏氣，影響切割。后改為高架懸掛縱向布置，管道彎折角度從180°改為45°，減少管道破損，使火焰切割機(jī)切成率更穩(wěn)定。
　　
　　四、結(jié)束語
　　
　　經(jīng)過多次的改進(jìn)調(diào)整，兩臺(tái)火焰切割機(jī)都達(dá)到了生產(chǎn)要求，切割完成率在95%以上，定尺正確率也超過了原定的85%，而且鑄坯斷面平整，切口不變形，介質(zhì)和備件的消耗大大減少，檢驗(yàn)和操縱工人的勞動(dòng)強(qiáng)度極大降低。同比設(shè)備運(yùn)行初期，每年可為車間節(jié)約用度60萬元左右。