模拟胎具在连铸弯曲段配管中的应用

2011-08-02金华林

中国新技术新产品 2011年13期

金华林

（中国第一重型机械股份公司重型装备事业部表处管线分厂，黑龙江齐齐哈尔 161042）

近年来，随着经济的快速增长，特别是工业和基建建设的加速，促进了钢铁工业的发展。我国已成为世界上钢铁消费和钢铁生产大国，粗钢产量和消费量占世界总量的比例不断上升。由于连铸技术具有显著的高生产率、高成材率、高质量和低成本的优点，近二三十年已得到迅速发展，导致连铸设备近年需求量大增。而连铸产品中弯曲段的配管工作一直以来是制约其产品质量和装配进度的瓶颈，其管路复杂繁多，配制难度极大。尤其是在外方监制人员提出同一型号、同一批次的连铸弯曲段其配管喷淋架要能够实现任意进行互换的要求后，喷淋架的预制和装配难度更是大大的提高。下面就对模拟胎具在喷淋架预制过程中应用加以分析讨论。

1 方案的提出

连铸设备国外监制人员在检查弯曲段配管喷淋架时提出，每一个喷淋架都要与其它同一型号喷淋架在装配时能够互换。由于喷淋架是由很多个支管及喷嘴组成，故将其预制到完全一样的理想状态有很大的难度。以往的喷淋架预制是由预制钳工在预制平台上将喷淋架的主进水管用压板按图纸的尺寸及位置要求进行固定，然后在主管路的下方配制支管及喷嘴。预制过程中用钢线、角度尺等传统辅助工具来校对喷淋架的实际尺寸与图纸中理论尺寸的符合程度，如有偏差则需要钳工逐一进行调整。由于喷淋架的支管及喷嘴存在许多空间角度，如图1所示，故使用传统方法预制的喷淋架存在着费时、费力、且精度无法保证等诸多问题。为解决上述问题，顺应公司快节奏的发展形式及越来越严格的国际化检验标准，使喷淋架的制造向专业化生产发展，我们提出了使用模拟胎具作为弯曲段喷淋架的预制辅助工具来代替传统的预制辅助工具的设想。

2 模拟胎具的设计

每一台连铸弯曲段的配管都由若干个喷淋架组成，而各个喷淋架之间又有许多不同。因此要针对不同的喷淋架特点和尺寸设计相应的模拟胎具。下面就其中一个喷淋架胎具的设计过程简要加以说明。首先要认真熟悉图纸找到喷淋架上支管及喷嘴的角度及分布规律，然后在计算机中使用Solidworks等三维制图软件模拟出胎具的外形轮廓和定位每个喷嘴的直孔和斜孔，孔的直径只需要略大于喷嘴的直径，使喷嘴能够顺利插入又不至于左右窜动即可，另外还需设计出用于固定喷淋架的支架。模拟胎具主要是由一张厚度约40-50mm的方形钢板及焊接在其上的支架组成。钢板的外形尺寸要略大于喷淋架最外侧喷嘴的尺寸，以保证让所有的喷嘴都在钢板的范围内。厚度方面则要保证固定喷嘴用的斜孔加工后不会从钢板后面露出，以确保模拟装配后喷淋架在高度方向上完全符合图纸尺寸。钢板加工完毕后要按照图纸尺寸在钢板的适当位置焊接支架，用于固定喷淋架上的把合钢板，以达到模拟真实装配过程的目的。支架的焊接位置及方向要以不挡住喷嘴用孔，不影响喷淋架上支管及喷嘴的装配为前提条件。如图2所示

图1

图2

3 模拟胎具在实际生产中的作用

在使用模拟胎具对喷淋架进行模拟装配过程中，使喷淋架的预制准确性大幅度提高，而且还大大缩短了生产周期，保证了产品的生产进度。下面就使用了模拟胎具后，喷淋架的预制工序进行简要说明：(1)将主管按图进行预制，焊接，焊接后进行校型。(2)预制支管，并焊接在主管上。(3)将喷淋架酸洗，磷化。(4)将喷淋架放置于模拟胎具上，对管路进行校型，调整。(5)压力试验。通过以上说明，我们可以清楚地看到，使用了模拟胎具后，喷淋架的预制速度及产品质量得到了极大的提升。以往图纸中出现的错误和干涉情况只有在装配过程中才能发现，现在采用模拟胎具对喷淋架进行模拟装配后，这些问题在预制过程中就得以解决，缩短了装配周期。预制完成的喷淋架无论从横、竖、斜哪个方向上看去都在一条直线上，无论从外观还是实际性能上都达到了外方的可互换性要求，得到外方专家的肯定，被定为免检产品。不仅节省了预制时间而且提高了装配效率。目前产品销往俄罗斯、比利时、乌克兰、美国、英格兰等国，得到了用户的一致好评。