离心铸管机高温作业区气路改造

2021-01-22樊永辉

山西冶金 2020年6期

李杰，张研，樊永辉

（安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司，河南安阳455133）

安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司（以下简称永通）于2018年投产4台DN80-DN300高效离心机。该离心机生产线采用高架式生产，离心机生产在10 m高平台生产，拔出的高温铸管通过升降机运送到零米地面，通过三组可升降的辊子将高温管子运送到自动运输链，再由运输链输送给退火炉。

1 设备现状及存在的问题

离心铸管生产中，1 450℃的高温铁水在极短时间之内随着离心机的高速旋转，在管模内壁形成6 mm壁厚的铸管，离心铸管在1 min内完成整个浇注、离心、拔管过程，从提升机转运到运输链的铸管温度在700～800℃。

离心机运输链由三组可升降的辊子通过各自连接的气缸的伸缩实现举升回落动作，如图1所示。

图1 离心机运输链

如图2，原装设备中，气缸通过部件1旋转调压接头（型号SL10-04）与部件2 PE气管（Φ10 mm）连接。当有铸管需要输送到主运输链上时，通过气路系统的气控换向阀（4V410-15）的作用向气缸底部的气管输送压缩空气，此时3台气缸同时举升，将辊子举过轨道；当辊子到达最高点，启动电机减速机，带动传动链条转动，辊子随即向前转动，将成型的铸管输送至主运输链；管子到达预先设定好的位置后，红外线感应器感应，向气控换向阀发出换向信号，此时气控换向阀便向气缸上部的气管输送压缩空气，3台气缸同时下降，管子落在主运输链条上，经主运输链条输送至退火炉。气缸上下接头处安装旋转调压接头，其作用是调节进入气缸的压缩空气的流量，从而控制气缸举升与下降的速度。下部调压接头气流调大，可以提高辊子举升速度，从而提高生产效率；然而随着下部调压接头气流量的增加，辊子下降时的排气量会增加，从而会导致辊子下降过快损坏设备。同理，如果上部调压接头气流调大，会加快辊子下降速度，虽然可以提高生产效率，同样会对设备造成不可修复的损坏；如果将上部调压接头气流量减小，可以减小辊子下降时的冲击力从而保护设备不受损伤，但减小上部其流量的同时又会降低辊子举升时的速度，降低设备的生产效率。综上所属，上下旋转调压接头调节需相互平衡，气流量调节最终达到的效果是在满足生产节奏的前提下，3台气缸同步举升下降，且辊子举升下降平稳高效。

图2 Ⅰ局部放大

在实际生产中，举升棍子运输由升降机送下的高温铸管时，铸管承口仍残存着高温砂芯，最高温度可达400℃，高温砂芯在管子运动过程中由于震动会从铸管承口脱落，有时铸管浇注的插口残铁环也会掉落。气缸通过塑料调气接头与Φ10PE气管连接，高温砂芯经常掉落在不耐高温的PE气管上，瞬间将气管烧穿，造成气管漏气，气压降低造成气缸无法正常举升，而在感应限位的控制下无法自动运管，而另外两个辊子正常举升，限制整条运输链运转。由于拉出的管无法正常输送，平台的4台离心机被迫待机。不仅气管容易烧穿，连接气缸的调压接头也常常烧坏漏气。据统计，每班8 h生产中对气路系统的维修平均要进行10次，严重影响了高效生产。

2 改造过程

永通想通过加强防护的方法来应对高温砂芯和残铁环对气路系统的破坏。永通尝试过线缆防护皮包裹，尝试过穿风压管防护。这两项措施虽然能够对大部分气管进行防护，但是无法将气管和调压机头百分百与外界隔离。塑料调压接头仍然会被烧坏漏气，气管与调压接头连接处因无法包裹仍然会被砂芯烧穿，而且高温砂芯破碎后的细沙极具流动性，它能够从防护端口进入到防护中间，对防护中间的气管造成破坏，恰恰是这些漏气点无法第一时间进行发现，要对其维修更需将防护拆除，这对及时维修制造了困难。

生产效率亟待提高，永通意识到必须对气缸的供气系统进行彻底地改造，杜绝跑冒滴漏的发生，降低举升辊子的故障率，提高离心机生产线的生产率。

最终，永通提出了改造方案，如图3。为了应对高温砂芯和残铁环，选用了部件4外编钢丝油管替代原来的PE气管（见图4）；选用相应的部件3油管接头与气缸连接，放弃了原先不耐高温的塑料材质的旋转调压接头，在油管前端增加了单向节流阀以代替旋转调压接头的调节气流的功能。改造后的气路，不仅具备了原先的气流调节功能，保证了运输辊的平稳运行，并且系统中的所有零部件均为耐高温的金属材质，即使是400℃的砂芯，甚至是600℃高温的残铁环直接掉落在系统上也不会有丝毫的烧穿漏气。