Ťažký hydraulický valec série UY pre upínacie segmenty kontinuálneho liatkového stroja

Linky pre nepretržité liatie pracujú za niektorých najnáročnejších výrobných podmienok na Zemi. Upínacie časti sú umiestnené v blízkosti roztavenej ocele s teplotou vyššou ako 1500 °C, čo spôsobuje intenzívne žiarenie a opakované tepelné rozťažovanie a zmršťovanie. Bežné hydraulické valce v takýchto kolísajúcich teplotách rýchlo trpia starnutím tesnení, ohýbaním pohyblivých tyčí a trvalými únikmi oleja.

Mechanicky každý segment odlievania vyžaduje upínaciu silu vyššiu ako 200 kN, navyše sa vyskytujú trvalé vibrácie a nárazy pohybujúcich sa oceľových drôtov. Zariadenie dokončí jeden upínací cyklus každých 40 až 90 sekúnd, čo sa ročne sčíta na viac ako 800 000 zdvihov. Aj najmenšia nesúhlasnosť osí oslabí upínaciu silu, čo má za následok posun polohy, kolísanie hladiny kvapalnej ocele a deformácie (vybíjanie) ingotov. Hydraulické valce vysokého zaťaženia musia odolať tepelnej únavosti, znášať bočné zaťaženia a udržiavať konzistentnú presnosť počas miliónov cyklov. Predstavujú základnú záruku stabilného odlievania a výroby ocelových ingotov vysokej kvality.

Porucha valca spôsobuje vážne straty v ocelárňach. Podľa priemyselných údajov z roku 2024 každá neplánovaná výpadková doba jedného kontinuálneho odlievača s ročnou kapacitou 2 milióny ton spôsobuje výrobné straty v rozmedzí od 10 000 USD do 20 000 USD za hodinu.

Nedostatočná a nerovnomerná upínacia sila spôsobuje praskliny v litinových doskách, vnútorné póry a nepravidelné prierezy. V priebehu 18 mesiacov môže nízka spoľahlivosť upínania zvýšiť podiel odpadu o 3 % až 5 %, čím sa znížia zisky výrobnej prevádzky. Bezpečnostné riziká tiež nesmú byť zanedbané. Hydraulický systém pracuje pod tlakom 25 MPa. V prípade prasknutia potrubia sa vysokotlakový olej rozstrieda a môže spôsobiť popáleniny alebo požiar. Poškodené upínacie tyče a akumulátory môžu vyvolať reťazové poruchy, rozšíriť rozsah údržby a predĺžiť dobu výpadku. Výber výkonných valcov s vysokou tepelnou a mechanickou odolnosťou nie je voliteľnou modernizáciou, ale nevyhnutnou podmienkou pre stabilnú výrobu, stabilnú kvalitu a bezpečnosť v dielni.

Série UY využíva tepelne spracované pouzdrá z uhlíkovej ocele na prenášanie veľkých tlakových zaťažení počas nepretržitého liatia. Protibútený vedený základný člen zabezpečuje presný lineárny pohyb. Dokonca ani pri maximálnom zaťažení až 250 ton nedochádza k torznému deformovaniu. Presné riadenie drážky pre kľúč zaisťuje toleranciu polohy v rozmedzí ±0,15 mm, čím je plne splnená norma ASTM F2059 pre priemyselné aktuátory.

Dvojité tesniace usporiadanie odstraňuje úniky spôsobené prudkými teplotnými kolískami od 25 °C až do 400 °C. Primárne termoplastické tesnenia preberajú 90 % pracovného tlaku, zatiaľ čo sekundárne tesnenia s ústikmi zabraňujú extrúzii pri náhlych špičkových zaťaženiach.

Základný člen piesta je chrómovaný submikrovnou technikou s povrchovou drsnosťou Rz ≤ 0,4 µm. Výsledky skúšok podľa normy SAE J2338 potvrdzujú, že táto úprava zníži opotrebovanie tesnení o 75 % v porovnaní s bežnou technikou chrómovania. Spolu s extrémne presným brousením valcov dosahuje celý systém dlhodobý nulový únik.

Spojité liatie 320 mm × 320 mm polotovarov vykonalo 18-mesačný poleový test s hydraulickými valcami série UY. Zariadenie dosiahlo mechanickú dostupnosť 98,7 %. Počas častých tepelných šokov sa udržiavala stabilná upínacia sila, čo výrazne znížilo neplánované výpadky a chyby ingotov spôsobené voľným upínaním.

Hydraulické valce série UY spĺňajú normu ASME B31.4 pre ťažké priemyselné hydraulické systémy. Test trvanlivosti potvrdil stálu prevádzku po 2 miliónoch plných zdvihov pri tlaku 25 MPa. Nepozoroval sa žiadny výrazný pokles upínacej sily, tesniaceho stavu ani rozmernovej stability. Vzhľadom na overenú dlhú životnosť tieto valce spoľahlivo slúžia na linkách na spojité liatie po mnoho rokov.

Valcové zariadenia na uchytenie kolesov vydržiavajú extrémne vysoké teploty nad 1500 °C, uchytovaciu silu vyššiu ako 200 kN, nepretržité vibrovanie a viac ako 800 000 cyklov ročne. Musia odolávať tepelnej únavosti, prenášať bočné zaťaženia a opakovane zabezpečovať presné uchytenie.

Poruchy spôsobujú drahé neplánované výpadky. Miera odpadu sa zvyšuje o 3 % až 5 % kvôli nestabilnému uchyteniu. Únik vysokotlakovej olejovej kvapaliny tiež predstavuje riziko požiaru a popálenín a poruchy reťazí predĺžia dobu údržby.

Je vybavená oceľovým teplem spracovaným krytom, piestom s ochranou proti otáčaniu, dvojvrstvným tesniacim systémom a chrómovaním s presnosťou na submikrónovú úroveň. Celá konštrukcia pracuje stabilne pri tlaku až 25 MPa a pri výrazných teplotných zmenách s minimálnym opotrebovaním tesnení.

Séria UY má certifikáciu ASME B31.4 a prešla testovaním výdrže 2 milióny cyklov pri menovitom tlaku. V reálnej litinovej výrobe dosiahla dostupnosť 98,7 % po dobu 18 mesiacov.