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第一章引言1.1 概述手动火焰清理设备一直是钢铁企业的常用设备。
这项艰苦的工作经常是在高温，高粉尘及噪声污染的恶劣环境中进行的。
为了改善手工作业环境以及由于手工作业带来的低效率，高成本等问题，如今钢铁行业逐渐重视对钢坯清理的机械作业的研发。
所谓钢坯火焰清理就是利用高温火焰的气割和熔除作用将钢坯表面缺陷烧除的工序。
该工序能有效提高钢材的轧制质量，为了生产高质量的优质钢材提供了必要的保证。
钢坯火焰清理按工作温度分为热钢坯火焰清理和冷钢坯火焰清理；钢坯火焰清理按操作方式分为手工作业和机械作业方式。
其中实现机械作业的装置称火焰清理机，他是通过专门烧嘴将氧气和炼焦煤气进行混合，燃烧火焰预热连铸钢坯，然后利用高压纯氧流与钢坯表面产生氧化反应，对钢坯火焰清理机需要采取机械作业方式，冷钢坯火焰清理机即可采用手工作业方式，又可采用机械作业方式。
冷钢坯火焰清理即可采用手工作业方式，又可采用计息作业方式，但由于我国目前非常缺乏专门的火焰清理机的设计、制造研发能力，国内钢坯火焰清理主要采用手工作业冷钢坯清理方式。
1.2 钢坯火焰清理机的发展概况钢坯火焰清理技术起源于美国，成熟于韩国，是全球冶金行业率先进行批量化检验板坯皮下缺陷的先进手段，目前正风靡于世界冶金业。
而随着我国钢铁工业对钢种质量的需求进一步提高，钢坯的火焰表面清理技术显得越来越重要，实践证明利用火焰清理钢坯缺陷，能有效地提高钢材的轧制质量。
近几年来国内高度重视钢坯火焰清理技术在国内冶金业的应用，如2006年宝钢分公司炼钢厂4号连铸机工程配套改造项目：二炼刚火焰清理机技改工程热负荷试车一次成功，顺利投入运行。
改造后，二炼钢火焰清理机清理铸坯的最大宽度可从1450毫米增至1750毫米，年清理能力也将由60万吨扩大到120万吨。
又如2010年迁钢公司板坯火焰清理机热试成功，设计年处理板坯190万吨，为该公司低成本生产高端高效产品，尤其是高品质汽车板、加点板提供了技术保证，迁钢成为国内继宝钢之后第二家投入火焰清理机的企业。
翻板装置中各数据计算一、双臂曲柄摇杆式翻板机设计1.1 概述翻板机是中厚板车间精整工段不可缺少的辅助设备之一。
其作用是将钢板翻转 180°，用来检查钢板上、下表面的质量。
本次钢坯火焰清理机设计中，对钢板上、下 两表面进行清理，采用的翻板机构为双臂曲柄摇杆式翻板机构。
双臂曲柄摇杆式翻板机 由电机、减速机、曲柄连杆机构组成。
电机、减速机提供低速大扭矩的动力，由两个曲 柄连杆机构分别带动翻板臂和接板臂的旋转，从而实现翻板的动作。
1.2 工作原理和结构特点图1.1为双臂曲柄摇杆式翻板机的机构示意简图。
电机经减速机减速后，由减速机 的低速轴分别带动两套曲柄四连杆机构，两个曲柄 a1、a2 有一定的角度位置差，两摇 杆轴上有若干个翻板臂和接板臂。
低速轴带动曲柄做逆时针转动，曲柄a1带动连杆b1， 连杆 b1 带动摇杆 c1 做逆时针转动；同时曲柄a2 带动连杆 b2，连杆 b2 带动摇杆 c2 做 顺时针转动。
为了满足空载启动，在初始位置翻板臂（送料拨杆）先向下偏转 5°，接 板臂也位于水平面以下偏5°，翻板臂逆时针旋转托起钢板直到与水平位置成85°，与 此同时，接板臂（接料拨杆）由水平位置顺时针旋转处于与翻板臂平行和接近平行的位 置。
然后两臂加持钢板一起转动，开始钢板的交接（如图2）。
当它们共同转过10°后， 翻板臂开始返回到水平位置。
此时接板臂也托起钢板返回，当处于水平位置时，钢板落 到辊道上，完成180°翻面。
而此时接料臂仍继续向下偏转5°，最后再回到水平位置。
从而完成一次翻板，完成一次翻板的时间是21s。
图1.1 转动角度初始位置图图1.2 接送位置角度图结构特点：1、两翻臂的摆动角度 100°，从水平线下 5°摆到过垂直位置 5°，当减速器输出轴的曲柄回转 360°，通过两连杆带动两摇杆在 105°来回摆动一次，两翻臂则在 100° 来回摆动一次， 两曲柄相位差22°8′14″， 故主动翻臂以-5°摆动托起钢板到85° 时，从动翻臂摆动100°过垂直线5°。
摘要钢坯清理厂目前所用的设备为老式的清理机，它是上世纪九十年代产品，设备老化，维修困难，加工零件精度低，加工范围小，功能已很难适应新的工艺及船用工件，所以改造时主要从以上几方面考虑。
经过与工厂协商，在改造中主要解决这些问题，改装割炬升降装置，进而适应钢坯厂大型钢坯的加工。
改造后应达到通用性好，可进行直线及任意曲线的清理，可配置任何形式的割炬。
精度高，改造后的数控火焰清理机运行精度、定位精度及转角处精度均要得到保证。
清理质量好，清理机运行平稳，定位精度高。
自动化程度高，切割全过程自动控制。
数控系统功能齐全。
本论文的工作重点是数控火焰清理机机械本体的改造，通过对机械本体的不合理地方重新设计和计算机数字控制技术应用，完成了数控火焰清理机的改造，并且在实际中进行了运行和调试．本论文的工作及贡献主要有下面几个方面；1．进行了机械方案设计、计算与分析，其主要内容包括机械本体，传动系统及加装的自动调高，和割炬升降装置改装等。
2．对改造后的数控火焰切割机进行了调试和运行，参数设置，诊断分析以及精度检测。
’关键词：数控火焰清理机、改造、机械本体、电气控制加工ABSTRACTBillet cleaning plant equipment currently used to clean up the old machine, it is the nineties of last century products, equipment aging, maintenance difficulties, low precision machining parts, machining range of small, function has been difficult to adapt to the new technology and marine artifacts, so transformation of the above areas is a major consideration. After consultation with the factory, in the transformationMainly to solve these problems, the modified torch lifter, and then adapt to large-scale billet steel billet plant processing. After transformation, should reach common good, can be straight and clean up any curves that can be configured to any form of cutting torch. High precision CNC flame transformed cleaning machine running accuracy, positioning accuracy and precision of the corner have to be guaranteed. Clean-up of good quality, clean machine running smoothly, high positioning accuracy. High degree of automation, automatic control of the whole process of cutting. Numerical control system fully functional.Focus of this paper is the numerical control flame cleaning machine mechanical body transformation, by mechanical body to re-design and unreasonable where technology computer numerical control, CNC flame cleaning machine to complete the transformation, and carried out in practice running and debugging . Work and contribution of this paperThere are the following aspects;1. For the mechanical design, calculation and analysis, which mainly include mechanical body, transmissionSystem and the installation of the automatic increase, and other torch lifter conversion. .2. After the transformation of CNC flame cutting machine debugging and running, parameter settings, diagnostic analysisAnd the accuracy. 'Key words: CNC flame cleaning machine, transformation, mechanical body, the electrical control processing引言1.1概述所谓钢坯火焰清理就是利用高温火焰的气割和熔除作用将钢坯表面缺陷烧除的工序。
摘要钢坯火焰清理(searfing of billet)利用高温火焰的气割和熔除作用将钢坯表面缺陷烧除。
在钠坯生产中，它是保证钢坯质量的重要工序。
火焰清理是一种生产率高、成本低的表面清理方法。
用火焰清理1t钢坯的成本比用风铲清理便宜一半以上，为砂轮磨削的十分之一。
清理速度比风铲高10 ~15倍，广泛用于碳钢、低合金钢及部分合金钢的清理。
火焰清理有人工清理和机械清理，可进行在线热清理及钢坯冷却后的补充清理。
人工火焰清理通常用作钢坯的冷清理，但对于一些导热性差的高碳钢及合金钢钢坯，一般不适用于常温清理，通常在钢坯未冷却到150~300°C之前进行人工抢温清理。
(人工火焰清理的工具为带引火器的火焰枪，清理时喷嘴在钢坯表面上移动速度为6~9m/min)。
机械火焰清理为改善钢坯表面质量和减轻繁重的手工操作，在初轧机和大剪机之间的生产线上安装火焰清理机(又称在线火焰清理机)，将轧后的钢坯在热状态下同时进行四面(方坯)或两面(板坯)的在线火焰清理。
一般一次清理深度为0.8~4.2mm，清理速度是可调的。
经在线热清理的钢坯表面仍有10%~40%的清理量要在钢坯库进行补充冷清理，其中中碳钢约占10%，合金钢约占40%。
关键词：钢坯表面火焰清理改善质量AbstractSearfing flame of billet clear (the billet) with high-temperature flame cutting and melt in addition to burn surface defect role will billet except. In sodium billet production, it is to guarantee the important process quality of steel. Flame cleanup is a kind of productivity high, low cost surface cleaning method. Use flame 1t billet cost clear with FengChan cleaning cheaper than more than half, for grinding wheel grinding tenth. Cleaning faster than FengChan high 10 ~ 15 times, widely used in carbon steel, low alloy steel and part of the alloy steel cleanup. Flames are artificially clean and clear mechanical cleaning, can undertake online hot cleaning and billet supplementary after cooling cleaning up.Artificially flame clean commonly used as billet cold clear, but for some poor thermal conductivity of high carbon steel and alloy steel billet, generally does not apply to clean, usually at the billet not cooled to 150 ~ 300 ° C temperature artificial rob before cleaning up. (artificially flame cleanup tools for the flame with lead firearm gun, when clearing nozzle movement speed on the surface of the billet for 6 ~ 9m/min).For improving mechanical flame cleaning the surface quality and reduce billet heavy manual operation, in the beginning mills and large shear machine production line between install flame cleaning machine (also called online flame cleaning machine), will be rolling in the billet hot state after next simultaneously all (billet) or two (slab) online flame cleaning. Generally a cleaning depth for 0.8 ~ 4.2 mm, clean up the speed is adjustable. The online hot cleanup billet surface still have 10% ~ 40% cleaning in billet library amount, which can add cold clear about medium-carbon steel, alloy steel 10% about 40%.Keywords: billet surface cleaning improve quality flame第一章引言1.1概述所谓钢坯火焰清理（searfingofbillet）就是利用高温火焰的气割和熔除作用将钢坯表面缺陷烧除的工序。
专利名称：一种用于钢板切割面熔渣及氧化皮清理的装置专利类型：实用新型专利
发明人：盛卫青
申请号：CN202022830513.9
申请日：20201130
公开号：CN215613767U
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型是一种用于钢板切割面熔渣及氧化皮清理的装置，包括滚筒安装架、清理氧化皮滚筒、减速机安装架、电机Y132M‑4、减速机、皮带轮、三角带、传动轴和联轴器，所述的滚筒安装架上部设有清理氧化皮滚筒，所述的清理氧化皮滚筒采用采用八边型结构表面开设进出料通孔通过钢制折页连接密封盖，滚筒采用八边型结构，内壁焊接长条板用于增加摩擦力，可以在保证安全性的情况下大大降低人工成本提升工作效率。
申请人：徐州维尔德科技发展有限公司
地址：221000 江苏省徐州市徐州工业园区徐轮路以西,和昌益以南
国籍：CN
代理机构：北京中政联科专利代理事务所(普通合伙)
代理人：李延峰
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摘要钢坯清理厂目前所用的设备为老式的清理机，它是上世纪九十年代产品，设备老化，维修困难，加工零件精度低，加工范围小，功能已很难适应新的工艺及船用工件，所以改造时主要从以上几方面考虑。
经过与工厂协商，在改造中主要解决这些问题，改装割炬升降装置，进而适应钢坯厂大型钢坯的加工。
改造后应达到通用性好，可进行直线及任意曲线的清理，可配置任何形式的割炬。
精度高，改造后的数控火焰清理机运行精度、定位精度及转角处精度均要得到保证。
清理质量好，清理机运行平稳，定位精度高。
自动化程度高，切割全过程自动控制。
数控系统功能齐全。
本论文的工作重点是数控火焰清理机机械本体的改造，通过对机械本体的不合理地方重新设计和计算机数字控制技术应用，完成了数控火焰清理机的改造，并且在实际中进行了运行和调试．本论文的工作及贡献主要有下面几个方面；1．进行了机械方案设计、计算与分析，其主要内容包括机械本体，传动系统及加装的自动调高，和割炬升降装置改装等。
2．对改造后的数控火焰切割机进行了调试和运行，参数设置，诊断分析以及精度检测。
’关键词：数控火焰清理机、改造、机械本体、电气控制加工ABSTRACTBillet cleaning plant equipment currently used to clean up the old machine, it is the nineties of last century products, equipment aging, maintenance difficulties, low precision machining parts, machining range of small, function has been difficult to adapt to the new technology and marine artifacts, so transformation of the above areas is a major consideration. After consultation with the factory, in the transformationMainly to solve these problems, the modified torch lifter, and then adapt to large-scale billet steel billet plant processing. After transformation, should reach common good, can be straight and clean up any curves that can be configured to any form of cutting torch. High precision CNC flame transformed cleaning machine running accuracy, positioning accuracy and precision of the corner have to be guaranteed. Clean-up of good quality, clean machine running smoothly, high positioning accuracy. High degree of automation, automatic control of the whole process of cutting. Numerical control system fully functional.Focus of this paper is the numerical control flame cleaning machine mechanical body transformation, by mechanical body to re-design and unreasonable where technology computer numerical control, CNC flame cleaning machine to complete the transformation, and carried out in practice running and debugging . Work and contribution of this paperThere are the following aspects;1. For the mechanical design, calculation and analysis, which mainly include mechanical body, transmissionSystem and the installation of the automatic increase, and other torch lifter conversion. .2. After the transformation of CNC flame cutting machine debugging and running, parameter settings, diagnostic analysisAnd the accuracy. 'Key words: CNC flame cleaning machine, transformation, mechanical body, the electrical control processing引言1.1概述所谓钢坯火焰清理就是利用高温火焰的气割和熔除作用将钢坯表面缺陷烧除的工序。
该工序能有效提高钢材的轧制质量。
为了生产高质量的优质钢材提供了必要的保证。
钢坯火焰清理按工作温度分为热钢坯火焰清理和冷钢坯火焰清理；钢坯火焰清理按操作方式分为手工作业和机械作业方式。
其中实现机械作业的装置称火焰清理机，他是通过专门烧嘴将氧气和炼焦煤气进行混合，燃烧火焰预热连铸钢坯，然后利用高压纯氧流与钢坯表面产生氧化反应，对钢坯火焰清理机需要采取机械作业方式，冷钢坯火焰清理机即可采用手工作业方式，又可采用机械作业方式。
冷钢坯火焰清理即可采用手工作业方式，又可采用计息作业方式，但由于我国目前非常缺乏专门的火焰清理机的设计、制造研发能力，国内钢坯火焰清理主要采用手工作业冷钢坯清理方式。
1.2 火焰清理机的发展概况钢坯火焰清理技术起源于美国，成熟于韩国，是全球冶金行业率先进行批量化检验板坯皮下缺陷的先进手段，目前正风靡于世界冶金业。
而随着我国钢铁工业对钢种质量的需求进一步提高，钢坯的火焰表面清理技术显得越来越重要，实践证明利用火焰清理钢坯缺陷，能有效地提高钢材的轧制质量。
近几年来国内高度重视钢坯火焰清理技术在国内冶金业的应用，如2006年宝钢分公司炼钢厂4号连铸机工程配套改造项目：二炼刚火焰清理机技改工程热负荷试车一次成功，顺利投入运行。
改造后，二炼钢火焰清理机清理铸坯的最大宽度可从1450毫米增至1750毫米，年清理能力也将由60万吨扩大到120万吨。
又如2010年迁钢公司板坯火焰清理机热试成功，设计年处理板坯190万吨，为该公司低成本生产高端高效产品，尤其是高品质汽车板、加点板提供了技术保证，迁钢成为国内继宝钢之后第二家投入火焰清理机的企业。
但该板坯火焰清理机主体设备均由日本KBK公司和美国L-TEC公司联合设计制作。
可见，国外钢坯火焰清理技术现处于极度保密的状态，国内需要花费巨大的外汇来进口国外的钢坯火焰清理机的整机和关键核心部件，而且维修服务费用昂贵。
基于我国目前火焰清理机研发十分落后的局面，注定我国民族冶金企业必须走自主创新、产学研相结合的道路，通过对钢坯火焰清理机研发中的整体方案设计、结构分析、制造与装配等关键技术进行校企联合公关，我国才能够较快较全面掌握钢坯火焰清理技术，为我国冶金企业长期发展注入强劲的活力。
因此，钢坯火焰清理机的设计项目具有十分深远的现实意义和工程应用价值1.3 火焰清理机的特点.1、能清理厚度大的钢块，最大可达1000mm。
炼钢厂产生的钢坯钢块大小不等，清理钢坯的方法也有很多种，例如人工清理劳动强度大、效率低，国产的人工清理工具——直简式手动清理机在质量及效率上对大厚度的钢坯块还不能胜任，钢坯液压清理效率虽高，但设备庞大，投资亦大，且对大件的钢坯国内外均无法采用手工清理，所以本文所论及的自动火焰清理机是目前国内解决大厚度钢坯清理的唯一途径。
2、功能多。
火焰清理机能在铁轨上沿清理坑横向走形及横向清理，清理割喷嘴在伸臂的头部，能和伸臂同时纵向移动进行纵向清理，清理割炬还能根据钢坯工件大小上下移动。
而国内现有的连铸火焰清理机只能横向清理和纵向运行。
清理方式也可根据需要进行电动或手动的切换。
清理速度可根据工件大小进行调速。
采用交流电动机，通过变频控制方法达到清理速度能调节的目的3、国产化。
本火焰清理机以引进设备作为基础，在满足其结构功能的前提下，所有配件全部国产化。
例如清理割炬，点火枪、电动机、各类减速机等标准件、力矩限制联轴器、能源控制系统中的各种仪表及阀门等。
1.4火焰清理机清理装置的主要结构和功能1横向驱动装置。
电机通过摆线针轮减速机和涡轮减速机驱动车轮，使整台小车带动清理炬横向走形或横向清理，电动机通过变频控制可调节横向走形速度，即横向清理速度。
做做离合器手柄，可选择电动或手动横向走形方式。
手动时用手柄通过锥齿轮‘、减速机、链条驱动替代电机驱动车轮。
根据钢坯厚度的需要，清理机速度最慢可达到30mm/min。
传动装置减速比很大，i≈3450.2向驱动装置是驱动伸臂的装置，伸臂是由驱动轴，从动轴及导向轮支撑的。
电动机经过减速机、齿轮和离合器此轮驱动传动轴，使伸臂移动。
也可操作离合器手柄用手动方式驱动链轮传动驱动轴使伸臂作纵向移动3臂及割炬上下移动装置。
伸臂的头部有驱动部分有驱动部分能夹持清理炬，并通过涡轮蜗杆及齿轮齿条传动装置使清理炬上线移动。
伸臂的候补装有清理炬上线移动用的电机，经过减速机和力矩限制连轴器及长轴传给伸臂头部的清理炬上线驱动装置。
上下移动距离视钢坯厚度而定，一般清理炬喷嘴到被清理的钢坯的距离为50mm~80mm4理机距离和点火枪。
清理喷嘴通过预热焦炉煤气，预热氧气在喷处混合，形成混合气体火焰，清理用的氧气通过喷嘴中心喷出进行清理，管体及喷嘴均通水冷却。
为了能使清理炬点火，还装置了点火枪，点火枪装在割炬的管体上，通入的焦炉煤气在混合部吸入空气，混合气体从点火枪烧嘴喷出明火，可以点燃清理机的火焰。
第二章门式车架改造门式车架要在原有的基础上改单边驱动为双边驱动，要在导轨上加装齿轮齿条，车架右端加装驱动箱，主副基座中各装有驱动大车架运行的齿轮箱和电机，电机中装有编码器以保证两齿轮箱的同步运行。
