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板材抛丸机作业效率低提升的改进措施

文章出处:未知 编辑:抛丸机发表时间:2018-8-2 9:59:43 浏览人数:1088,1,0
  摘要:针对特轧厂板材抛丸机的使用状况及存在的问题, 分析了抛丸器布置不合理、抛丸后钢板表面残留钢丸多、丸料中灰尘杂质较多等导致抛丸机生产效率低下的原因, 并提出了相应的改进措施。抛丸机经过改进, 作业效率得到有效地提升。

  0、前言:

  广东韶关钢铁有限企业特轧厂于2008年6月建成投产1条板材热处理生产线, 具有年产16万t成品钢板的能力。配套设备中的抛丸机主要用于对热处理钢板表面进行抛丸处理, 以及对部分钢板表面质量问题进行抛丸检查。随着近年来需要抛丸处理钢板数量的不断增加和新开发品种工艺要求的不断提高, 抛丸机存在的设计缺陷逐渐显露。当生产厂加大品种开发力度后, 其抛丸能力已无法满足生产需求。本文即针对抛丸机存在的问题进行了理论分析及研究, 并采取了相应的改进措施, 提高了设备稳定性, 取得了良好效果。

  1、抛丸机设备组成及工作原理:

  1.1、设备组成:

  特轧厂热处理线配套的抛丸机设备主要由前辅室、抛丸室、抛丸循环系统、清扫室、除尘系统、气控系统、电控系统等组成。其中抛丸循环系统主要包括抛丸器、下部横向螺旋输送器、下部纵向螺旋输送器提升机、上部横向螺旋输送器、下部供丸螺旋输送器、丸灰分离器、储丸斗和落丸控制器、流丸管等组件, 可实现钢丸的自动回收及反复使用。

  1.2、工作原理:

  抛丸机的工作原理是利用高速旋转的叶轮将钢丸以一定的角度抛射到钢板表面, 通过高速钢丸敲击钢板表面, 将附着在上面致密程度不同的氧化铁皮破碎, 达到去除氧化铁皮的目的。在配套吸尘设备产生的负压及本身撞击反弹作用下, 打击表面的钢丸和杂质一起被收集到设备自带分离系统并自动分离, 可使用的钢丸得到回收再利用。钢板经过抛丸处理后, 不但去除了表面氧化铁皮, 还消除了内应力, 增加了表面强度和抗疲劳强度, 在表面形成一定粗糙度, 增加了镀层、漆膜的附着力, 为钢板进入下道工序做好充分准备。

  2、制约抛丸机生产效率的主要因素:

  2.1、抛丸器布置不合理, 故障率高:

  现有抛丸器采用皮带传送方式, 转速慢, 效率低, 皮带易损;皮带为上下安装方式, 且均布置在一条直线上, 钢丸相互击打, 造成能量自耗, 钢板经抛丸后表面纵向出现不均匀条形纹;上下面抛打距离远, 抛丸效果不理想, 达不到sa2.5级, 且位置不统一, 造成受力不均衡, 上下表面抛丸等级不一致, 需要进行2次抛丸, 并且抛打薄钢板时易变形。

  随着使用年限的增加, 部分抛丸器的传动机构进入磨损恶化阶段, 抛丸时能量自耗大, 尤其是下表面抛丸质量无法满足工艺要求, 需要2次抛丸的钢板数量逐渐增多。据统计, 在2016年1月至2017年4月之间, 抛丸机共抛丸6 375块钢板, 其中需要进行2次抛丸的钢板数量达到1 912块, 1次抛丸合格率仅为70%。

  2.2、抛丸后钢板表面残留钢丸:

  清扫室设计长度偏短, 清扫设备选型和布置不合理, 抛丸后无法将钢板表面残留丸粒和粉尘彻底清除, 需要人工进行2次清扫, 效率低下, 且增加了劳动强度和作业安全风险;表面残留丸粒和粉尘的钢板进行热处理时容易使热处理炉炉辊表面形成积瘤, 进而划伤钢板下表面, 需要定期停炉降温, 由检修人员进入热处理炉内对炉辊进行打磨;部分热处理钢板下表面划伤也需要进行修磨, 严重时必须降级改判甚至判废;在天车吸盘吊运钢板过程中, 残留在钢板上表面的丸粒还会压伤钢板表面。

  2.3、落丸控制器易漏钢丸:

  每台抛丸器分别安装1套落丸控制器, 抛丸作业中落丸控制器通过电控系统控制气缸电磁阀得电或失电, 起到钢丸供应或关闭作用。在一个抛丸流程结束时, 由于落丸控制器经常出现气缸实行机构卡阻、铁屑顶住插板阀、气管脱落等现象, 导致落丸控制器无法完全关闭, 当操作人员不能及时发现和处理时, 落丸控制器始终处于泄漏钢丸的状态, 直到料仓钢丸漏空为止, 泄漏的钢丸落入下抛丸器, 导致抛丸器堵塞而无法启动。只有打开抛丸器底盖, 放空堵塞的钢丸, 并将钢丸清扫至横向螺旋输送器回收利用, 故障处理时间长, 不仅增加了劳动强度, 造成钢丸浪费, 而且严重制约着生产进程。

  2.4、丸料中灰尘杂质多:

  丸灰分离系统存在设计缺陷, 无法真正实现钢丸、丸渣及灰尘分离。现有装置设计为满幕帘式风选、脉动式卸丸, 在生产过程中大量丸灰快速倾泻而下, 没有充足的丸灰分离时间和空间。抛丸时, 钢丸、丸渣及灰尘混合物高速敲击在钢板表面, 无法一次性有效清理钢板表面的氧化铁皮, 成为导致钢板进行2次抛丸的重要原因。

  3、改进措施:

  3.1、大功率高效直联抛丸器选型:

  现有皮带传送式抛丸器主轴的密封结构为迷宫式, 这种密封结构存在进入钢丸导致轴承卡死的缺陷, 并且安装维护复杂, 故障率高。为了满足现场抛丸需求, 同时便于维护, 选择大功率高效直联式抛丸器代替原来的皮带传送式抛丸器。大功率高效直联式抛丸器主要具有以下优点。

  (1) 高效, 使用寿命长, 抛头电机转速达可到2 970转/min, 钢丸出口速度约100 m/s, 抛丸量仅为3 00 kg/min, 实现了抛射钢丸对处理钢板表面的有效击打, 减少了钢丸叠加现象, 同时可以减轻滚刷清扫和提升机提升丸粒的负担。

  (2) 抛丸器布置采用计算机仿真重新设计, 将上下抛丸器均布置成2排。如图1所示, 1#、3#抛丸器成一排, 2#、4#抛丸器成一排, 同方向的两排前后相互错开布置 (下抛丸器布置相似) , 并与抛丸室截面形成最佳夹角, 防止抛丸器钢丸相互击打, 可提高抛丸效率。上、下抛丸器一一对应, 一次抛打和二次反弹钢丸避开辊道, 钢丸覆盖均匀一致。保证最合理的抛射距离和角度, 发挥抛丸器的最佳工作效率, 不产生空耗。

图1 改进后抛丸器布置图

  图1 改进后抛丸器布置图

  3.2、延长清扫室, 增大吹扫风机功率:

  抛丸过程中高速敲击钢板表面钢丸, 除少部分因反弹到抛丸室进入横向螺旋输送器而被回收外, 其余大部分钢丸覆盖在钢板表面, 清扫流程首先从抛丸室开始, 再进入刮板室, 通过人字刮板将2/3的钢丸从钢板中心刮向两侧并落入纵向螺旋输送器回收, 然后进入一道滚刷清扫室, 将钢板表面残留的钢丸清扫干净, 最后进入吹扫室, 高压风将附着在钢板表面的灰尘及零星钢丸吹扫干净。

  现有抛丸机清扫室长度过短, 仅有2.2 m, 滚刷清扫直径覆盖范围为1 m, 当辊道选择较低速度2.3 m/min时, 表面残留的钢丸进入下一道工序, 由于高压风吹扫装置结构设计不合理, 出口压力低, 致使最终抛丸钢板表面残留大量钢丸。为解决钢板抛丸后表面残留大量钢丸的问题, 采取如下3个措施: (1) 现有清扫室尾部室体适当加长到1 200 mm。 (2) 原滚扫装置不动, 在吹灰和原滚扫装置中间增加1套上下对辊二级清扫装置 (升降装置与前面同步) 。 (3) 确保达到清洁度1级, 更换1台高压风机电机, 将功率37 k w的电机更换为功率55 k w电机, 同时清扫室尾部采用两道聚氨酯密封胶条封闭, 保证除尘同步。

  3.3、落丸控制器开闭状态实现过程跟踪:

  落丸控制器装配数量为8套, 每套控制器气缸有2条供气管, 总共有16条供气管在气源集控箱汇集。改进前的落丸控制器由于经常出现气缸实行机构卡阻、气管脱落、插板阀卡阻等情况, 落丸控制器开闭状态无法得到及时跟踪, 抛丸过程难以掌控。特别是在停机时, 如果没有及时发现落丸控制器泄漏钢丸的情况, 将会导致料仓钢丸漏空, 进而发生抛丸器堵塞的故障。

  经过改进, 落丸控制器的每台气缸实行机构增设1个检测点, 通过检测点信号反馈气缸实行机构的开闭状态, 最后将信号通过plc控制系统反馈到电脑操作界面和现场控制台的声光报警系统, 提醒操作人员及时处理和跟踪报警故障信号, 直到每台落丸控制器信号正常为止。

  每台落丸控制器增设检测点后, 其开闭状态得到跟踪反馈, 控制系统在抛丸过程中能够根据钢板宽度自由选择抛丸器, 避免抛丸器做无用功, 节省了钢丸消耗, 消除了抛丸器堵塞现象。

  3.4、选用多级丸灰分离器:

  选用1套风选式三级丸灰分离器, 从图2可以看出, 分离器内部可以细分为丸料分离器、丸料箱及渣灰箱, 将渣灰箱灰口数量由1个增加到2个。当钢丸混合物从螺旋输送机送入风选器进行筛分时, 风量增大至3 000 m3/h, 钢丸混合物在分离过程中, 较轻的灰尘由除尘系统吸入除尘管, 进入一级沉降箱, 再落入排灰桶, 重量稍大的碎丸及少量可用钢丸落入抛丸室, 并进入螺旋输送机回收利用, 最后将纯净钢丸送入丸料箱备用。

图2 丸料分离器、丸料箱及渣灰箱结构原理图

  图2 丸料分离器、丸料箱及渣灰箱结构原理图


  三级分离器两侧分别设置有调整挡板和节流阀, 可根据现场实际使用钢丸颗粒的大小及含杂质情况 (现场选用钢丸颗粒直径φ1.2 mm) , 自由调节钢丸流量和钢丸下落均匀度。从改进后现场使用效果看, 丸灰分离及除尘效果良好, 实现了钢丸、丸渣及灰尘的有效分离, 避免了钢板在抛丸过程中的二次污染。

  4、结语:

  通过实施改进措施, 避免了钢板抛丸质量不佳引起的热处理炉炉辊表面结瘤, 减少了人工修磨炉辊的工作量。钢板抛丸后表面无残留丸粒, 粉尘清扫彻底, 无需人工清扫, 降低检修人员的劳动强度和作业安全风险, 大大提升了抛丸机的作业效率, 钢板抛丸一次通过, 上下表面除锈等级达到sa2.5级, 实现了抛丸机稳定、可控、高效运行。
本文来源青岛华盛泰抛丸机:/jishu/1088.html
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