FT3080泥炮液壓控制系統(tǒng)優(yōu)化改進

肖先金

摘 要：高爐爐前泥炮設備是高爐冶煉的關鍵設備，因其液壓系統(tǒng)控制元件為手動換向閥，在現(xiàn)場實際操作過程存在諸多不便，文章主要介紹為完成5#1050m3高爐爐前泥炮設備的自動控制，對爐前泥炮液壓系統(tǒng)及控制回路進行一系列優(yōu)化改進。

關鍵詞：泥炮；液壓系統(tǒng)；控制回路

中圖分類號：TF57 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）22-0050-02

1 改造前泥炮液壓系統(tǒng)控制原理分析

煉鐵廠5#高爐爐前FT3080泥炮主要由轉(zhuǎn)炮機構(gòu)和打泥機構(gòu)組成，泥炮主要工作原理為：打泥機構(gòu)經(jīng)轉(zhuǎn)炮機構(gòu)旋轉(zhuǎn)至鐵口處進行打泥堵口，其中轉(zhuǎn)炮與打泥動作均依靠液壓系統(tǒng)進行控制。圖1為改造前爐前泥炮液壓系統(tǒng)控制原理，該系統(tǒng)由三臺（兩用一備）斜軸式手動變量柱塞泵供油，通過時溢流插裝閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力至22MPa，經(jīng)方向插裝閥和切換閥，將壓力油液輸送至泥炮閥臺（共兩組閥臺，一組控制泥炮打泥機構(gòu)、一組控制泥炮轉(zhuǎn)炮機構(gòu)），兩組閥臺均采用手動換向閥（型號：DMG-06-3C60-50）進行控制，與打泥機構(gòu)的閥臺工作原理（換向閥直接控制）不同，轉(zhuǎn)炮機構(gòu)的閥臺控制原理主要是采用差動回路和保壓回路來控制油缸動作。

2 泥炮液壓系統(tǒng)具體改造

2.1 換向閥的選擇

換向閥在液壓系統(tǒng)中是一種控制調(diào)節(jié)元件。其主要功用是通過改變油流方向進而控制執(zhí)行元件的運動方向，是液壓系統(tǒng)中必不可少的方向控制閥，因此在液壓系統(tǒng)設計過程中應充分考慮各類換向閥的功能特點，合理加以選用，這是避免設計缺陷、保證液壓系統(tǒng)正常工作的關鍵。

此次改造的目的主要是將原液壓系統(tǒng)的手動換向閥更換成電液換向閥，便于電氣進行遠程遙控操作泥炮。該電液換向閥的選擇具體如下：（1）因泵站不變，即提供油液的壓力與流量不變，且因手動換向閥DMG-06系列與DSHG-06系列換向閥壓降特性曲線相同，故選取DSHG-06-3C60系列電液換向閥；（2）由于主油路塊及其余各液壓閥塊利舊，為不影響系統(tǒng)正常工作，電液換向閥需采用內(nèi)控外泄式；（3）為防止因電液換向閥故障，導致泥炮無法進行堵口作業(yè)，所選的電液換向閥需自帶應急手柄，方便爐前操作人員在電氣故障時，可手動應急操作泥炮；（4）電液換向閥由電磁換向閥和液動換向閥組成，其中電磁換向閥起先導作用，即用來改變液動換向閥控制壓力油的方向。本次選取的DSHG-06-3C60系列電液換向閥的先導閥為DSG-01-3C4電磁換向閥，通過分析DSG-01-3C4電磁換向閥的壓降特性，流量至63L/min時，壓降達到約1MPa，為不影響電磁換向閥正常工作，要求電磁換向閥的P口流量可調(diào)節(jié)。

2.2 控制回路改進

本次改造選擇的電液換向閥為M型中位機能且內(nèi)控外泄式，由于先導閥的P口與主閥的P口是相通的，當電液換向閥主閥閥芯處在中間位置時，泵處卸荷狀態(tài)，即主閥閥芯在中位時，主油路不能為控制油路提供主閥芯換向所需的控制壓力，進而無法推動電液換向閥內(nèi)的主閥（即液動換向閥）閥芯動作，導致液壓系統(tǒng)無法正常工作。為解決因M型中位機能電液換向閥造成的問題，計劃在系統(tǒng)回油路上增設單向閥，由單向閥的開啟壓力作為系統(tǒng)的背壓，保證控制油路上有壓力。單向閥的選擇具體如下：

式中：V1-回轉(zhuǎn)油缸活塞運行速度；V2-打泥油缸活塞運行速度；L1-回轉(zhuǎn)油缸行程；L2-打泥油缸有效工作行程；t1-回轉(zhuǎn)油缸活塞桿滿行程伸出時所需時間；t2-打泥油缸有效工作行程所需時間；A1-回轉(zhuǎn)油缸活塞面積；A2-回轉(zhuǎn)油缸有桿腔有效面積；A3-打泥油缸活塞面積；Q1-回轉(zhuǎn)油缸無桿腔流量；Q2-回轉(zhuǎn)油缸有桿腔流量；△Q-主壓力油路所需提供流量；Q3-打泥油缸無桿腔流量。

經(jīng)上述計算可得出主壓力油路所需提供最大流量為Q3=396L/min，通過單向閥的壓降特性可知，需選擇通徑為30的單向閥，最終選取型號為S30A52B的單向閥作為系統(tǒng)的背壓閥。

2.3 改造后泥炮液壓控制系統(tǒng)工作原理

結(jié)合以上所述，改造后的泥炮液壓系統(tǒng)控制原理如圖2所示，該液壓控制系統(tǒng)正常使用情況下，主要通過遙控器遠程遙控電液換向閥對泥炮進行進炮、打泥、退炮和退泥操作，如遇到電氣故障（如遙控器損壞、電磁線圈燒損及電氣系統(tǒng)故障等）時，操作人員可通過電液換向閥上的應急手柄進行手動應急操作，以保證設備正常運行；如圖2所示，單向閥組（一備一用）由兩組單向閥和高壓球閥組成，正常使用過程只使用一組，當一組單向閥的彈簧失效后，即系統(tǒng)回油背壓減小到無法滿足電液換向閥正常工作的控制油壓后，可切換至另一組使用。

3 結(jié)束語

5#高爐爐前FT3080泥炮液壓控制系統(tǒng)經(jīng)過本次改進，并配上電氣自動控制系統(tǒng)投入使用后，操作人員只需攜帶遠程遙控器便可對爐前泥炮進行控制，無需每次操作泥炮時，均要至泥炮閥臺前進行操作，有效的減少爐前操作人員的工作量，提高工作效率。

參考文獻：

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