飞锤式去毛刺机在连铸机中的应用

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【摘 要】本文主要介绍了日钢第二炼钢厂连铸车间应用的飞锤式去毛刺机的结构和工作原理，并对飞锤式去毛刺机的优点和使用过程中积累的一些经验做了简要阐述。

【关键词】去毛刺机；板坯；飞锤；刮刀

0.引言

在大型板坯连铸生产中，板坯在连铸成形后，一般采用火焰切割的方式将铸坯按照定尺进行切割分段，在切割过程中产生的氧化渣往往会随着熔渣水流到铸坯的下沿，形成毛刺，带毛刺的铸坯若输送到下一道工序会对轧辊等设备造成损伤，并且影响钢材的质量，甚至产生废次品，因此，去毛刺过程成为板坯生产过程中不可缺少的工序，进而诞生了去毛刺机。去毛刺机能快速有效的将铸坯上的毛刺去除。

在日钢第二炼钢厂连铸车间采用了飞锤式和刮刀式两种去毛刺机，其中6#、10#连铸机采用的是飞锤式去毛刺机， 7#、8#和9#连铸机采用的是气动刮刀式去毛刺机。飞锤式去毛刺机具有结构简单，工作可靠，故障率低，比较适应于板坯宽度不大于2600mm的场所，是本文主要介绍的内容。刮刀式去毛刺机对于板坯宽度大于2600mm的场所，有其优越性，但是它的故障率较高。

1.飞锤式去毛刺机结构及原理

1.1飞锤式去毛刺机结构和工作原理

飞锤式去毛刺机结构简单，主要由电机，万向轴，锤刀，升降装置，光电开关，罩子，溜槽等部分组成。其中飞锤挂在沿去毛刺辊圆周上等角度分布的6根飞锤轴上，当电机带动主轴旋转时由于离心力的作用飞锤向外张开，去刺辊的高速运动在很短的时间内飞锤会连续击打毛刺多次，毛刺被清除。工作原理如图1所示：

1.2飞锤式去毛刺机自动控制过程

1.2.1自动控制系统

PLC选用SIEMENS公司S7-300系列可编程序控制器，毛刺机主要控制功能全部由PLC控制自动完成。操作人员选择自动工作方式后，毛刺机可以根据检测开关和光电开关信号，控制去毛刺辊的动作，自动完成板坯去毛刺工作。设备硬件组态如图2所示：

1.2.2工作流程

（1）准备位置：铸坯经过火焰切割后输送到去毛刺机，此时去毛刺机处于待机状态。

（2）起始位置：当去毛刺辊前方约3米处的1#光电开关检测到铸坯信号时，经过延时后，电机带动去毛刺辊旋转，旋转方向同铸坯前进方向，同时发出辊道减速信号，去毛刺过程开始。

（3）去除头部毛刺：当铸坯头部到达去毛刺辊前方约500mm的光电开关2时，经过5.1S的延时，油缸驱动去毛刺辊第一次上升，经过7.2S（自铸坯头部到达2#光电开关开始计时）的延时油缸第一次上升停止，接着开始去除铸坯头部毛刺，去头部毛刺时间为0.8S，去毛刺完成后去毛刺辊下降到原来位置，去除头部毛刺的工作过程结束。自动去除头部毛刺的工作过程控制程序如图3所示：

（4）去除尾部毛刺：当铸坯尾部经过光电开关1时，去毛刺辊开始反向转动，当铸坯尾部到达光电开关2时，经过定时器T8和T11的延时，油缸驱动去毛刺辊再次上升，再经过定时器T6的延时后去毛刺辊停止上升，开始去除尾部毛刺。去完毛刺后，液压缸控制去毛刺辊下降，同时电机断电、发出辊道恢复信号，此时一个去毛刺周期结束。去尾部毛刺控制程序如图4所示：

本套设备的突出特点：在运动中清除毛刺，而且不需要调转铸坯方向就可以完成尾部清理；采用飞锤清理毛刺，主轴部件与铸坯没有直接接触，去刺辊寿命较长；传动简单，工作可靠，维护量小，备品备件少，除刺效果理想，去毛刺率达到98%以上。

2.与气动刮刀式去毛刺机相比的优点

2.1维护方便

飞锤式去毛刺机运行稳定、去除毛刺速度快，毛（下转第143页）（上接第136页）刺去除率大于98%，维护较方便，易损件飞锤出现磨损影响去毛刺效果时可直接将飞锤整体更换，半年更换一次即可。而刮刀式去毛刺机刀头与毛刺梁依靠内六角连接，去毛刺过程易造成内六角螺栓损坏，更换刀头时只能将内六角螺栓两端用割枪扫掉后再用大锤慢慢打出，更换刀头非常困难，且去毛刺过程中去毛刺梁经常承受铸坯带来的巨大的冲击力。

2.2故障率低

由锤式去毛刺机主轴部件与铸坯没有直接接触，所以故障率较低，而刮刀式去毛刺机的去毛刺梁出现经常出现变形、开焊、漏水、刀头磨损严重、气缸降落不同步等问题，造成去毛刺梁升起后刀头与坯子接触面积小，去毛刺效果较差，故障率高。

3.使用过程中积累的经验

（1）在6#机的使用过程中，辊道的喷淋水高温产生水汽，在机壳内部水汽尤其严重，对2#光电开关产生影响造成误动作，不能正常去毛刺。针对此问题，改进去毛刺机光电开关位置，将2#光电开关移动到机壳外面减少水汽对光电开关的影响，并且更换使用WL45-P260光电开关，水汽对这种光电开关影响较小。在这次改进后去毛刺机的性能更加稳定，去毛刺率得到保证。

（2）由于现场环境较差、操作人员走动等因素，容易影响光电开关造成去毛刺机误动作。针对此问题，在控制程序中将原有光电开关设定的时间加长，由原来的100ms加长到1s，减少了外部因素对光电开关影响造成的误动作，保证去毛刺的稳定。

（3）在生产送坯子时，有时会出现两只坯子连送或者在去毛刺过程中坯子停止的情况，这样就不能保证去掉坯子两端毛刺。因此需对操作及工艺人员作出两点要求：a、从铸坯头部到达1#光电开关到这只坯子去毛刺结束，坯子不能停止；b、坯子在经过去毛刺机时不能两只连着，前一只坯子去毛刺结束前，后一只必须在1#光电开关前停下，否则无法去掉两端的毛刺。

4.结语

飞锤式去毛刺机在国内外连铸设备中被广泛应用，一般都能达到去毛刺率的要求，锤刀式因其工作周期短、结构简单、易维护、费用低等原因得到更为广泛的应用。 [科]

【参考文献】

[1]崔坚.西门子S7可编程序控制器-STEP7编程指南[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]郭爱民.冶金过程检测与控制[M].北京：冶金工业出版社，2004.