自行式熱噴補(bǔ)機(jī)水路系統(tǒng)逆流分析與解決方案

馬如事

自行式熱噴補(bǔ)機(jī)水路系統(tǒng)逆流分析與解決方案

馬如事

（安徽馬鋼汽車運(yùn)輸服務(wù)有限公司，安徽馬鞍山243000）

為了解決目前使用的自行式熱噴補(bǔ)機(jī)的水路系統(tǒng)隱患，設(shè)計(jì)出用氣路控制水路及時(shí)自動(dòng)通斷的控制電路，并增設(shè)一個(gè)應(yīng)急備用旁通水路。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，成功防止了氣路意外斷開(kāi)或不當(dāng)操作導(dǎo)致水逆流入料管與噴射室造成的堵料故障及噴補(bǔ)料報(bào)廢損失。

自行式熱噴補(bǔ)機(jī)；水路系統(tǒng)；逆流；控制電路；旁通水路

1 引言

自行式熱噴補(bǔ)機(jī)是鋼鐵廠轉(zhuǎn)爐維護(hù)作業(yè)關(guān)鍵設(shè)備之一,它能夠完成整機(jī)行走、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、上車回轉(zhuǎn)、噴射管的定位以及噴補(bǔ)料的饋送等動(dòng)作，能在1200℃高溫下對(duì)轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯的熔損區(qū)進(jìn)行快速維護(hù)修補(bǔ)作業(yè)，是對(duì)轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯局部修補(bǔ)的一種高效工具。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，馬鋼煉鋼轉(zhuǎn)爐用的自行式熱噴補(bǔ)機(jī)也在增多，其使用頻率也同時(shí)在加大。噴補(bǔ)機(jī)機(jī)身上沒(méi)氣源，使用時(shí)須用軟管把工廠的氣源連接到該機(jī)上，由于操作工的操作疏忽或者供氣氣路意外斷開(kāi)，導(dǎo)致水逆流入噴補(bǔ)料料管以及噴補(bǔ)料料罐中，造成料管堵料以及噴補(bǔ)料報(bào)廢，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，增大成本負(fù)擔(dān)，造成不必要的浪費(fèi)。因此，分析并解決水路系統(tǒng)逆流問(wèn)題，并提出有效的解決方案，對(duì)工廠經(jīng)濟(jì)效益重大。本文在深入分析水路系統(tǒng)逆流的原因后，提出防止水路逆流方案并在實(shí)踐中加以完善，以提高噴補(bǔ)機(jī)完好率，降低成本。

2 自行式熱噴補(bǔ)機(jī)簡(jiǎn)介

自行式熱噴補(bǔ)機(jī)是對(duì)煉鋼轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯局部修補(bǔ)的一種高效工具，它以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為整車的動(dòng)力源，帶動(dòng)液壓主泵工作，給整個(gè)液壓系統(tǒng)提供壓力油，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)實(shí)現(xiàn)行走；采用兩只液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)噴嘴旋轉(zhuǎn)；由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)支承實(shí)現(xiàn)上車左右回轉(zhuǎn)，上車的回轉(zhuǎn)可使噴射管左右擺動(dòng)±110°；噴射管分為大、小管道，其伸縮行程共計(jì)約12 m，分別由大管道給進(jìn)器、小管道給進(jìn)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，另外通過(guò)噴射管道的回轉(zhuǎn)導(dǎo)架，實(shí)現(xiàn)噴射管±170°回轉(zhuǎn)；噴射管舉升油缸可使噴射管向上12°、向下20°傾斜。這樣的一個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)熱噴補(bǔ)機(jī)行走、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、上車回轉(zhuǎn)、噴射管的驅(qū)動(dòng)、噴補(bǔ)料的饋送、噴射管的定位等動(dòng)作，自行式熱噴補(bǔ)機(jī)集料罐、水罐于一身，再輔以相關(guān)管道、接頭、若干閘閥、壓力表等氣、液元件組成一個(gè)有機(jī)整體，接通外部壓縮空氣，將噴補(bǔ)料、水混合送至噴嘴，從而使其能在1200℃高溫下對(duì)轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯的熔損區(qū)進(jìn)行快速維護(hù)修補(bǔ)作業(yè)。

3 水路系統(tǒng)逆流分析

廠家出廠的自行式熱噴補(bǔ)機(jī)水路系統(tǒng)如圖1所示，其水路通斷是由操作人員通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)控制箱上的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)來(lái)控制的，正確的操作順序是：噴補(bǔ)作業(yè)開(kāi)始前先動(dòng)手把工廠配套的氣源連接到噴補(bǔ)機(jī)的氣路接入口，打開(kāi)工廠供氣閥門，完成噴補(bǔ)機(jī)材料罐、水罐、料管通氣后，再手動(dòng)打開(kāi)水路，這樣水管中的水在密閉水罐中的氣體壓力下前行，噴補(bǔ)料從材料罐中被送料器送至料管前端，噴補(bǔ)料在料管前端受氣體推動(dòng)前行，在水管與料管的結(jié)合處，水與噴補(bǔ)料混合，并在氣體推動(dòng)下被噴射出來(lái)，進(jìn)行噴補(bǔ)作業(yè)；噴補(bǔ)作業(yè)后，水路與氣路的正確操作順序是先手動(dòng)關(guān)閉水路，再手動(dòng)斷開(kāi)氣路?？傊?，系統(tǒng)中無(wú)氣體接通，水路一定要處于斷開(kāi)狀態(tài)。然而現(xiàn)實(shí)操作中，時(shí)常會(huì)發(fā)生操作順序不正確（例如：換了新員工偶爾操作失誤——先手動(dòng)打開(kāi)水路再接通氣路）、忘記關(guān)閉水路，或氣路意外斷開(kāi)。這些情況發(fā)生后，料管中無(wú)氣體通過(guò)，水就會(huì)從水管與料管的結(jié)合處逆流進(jìn)入料管與料管中的噴補(bǔ)料混合導(dǎo)致堵料，有時(shí)水還會(huì)經(jīng)過(guò)料管進(jìn)入材料罐中導(dǎo)致其中的噴補(bǔ)料報(bào)廢。為了清理廢料，耗時(shí)又費(fèi)力，嚴(yán)重影響煉鋼生產(chǎn)，增大工廠成本與設(shè)備維護(hù)人員的負(fù)擔(dān)，造成不必要的浪費(fèi)。

圖1 噴補(bǔ)機(jī)水路系統(tǒng)上的裝配簡(jiǎn)圖

4 技術(shù)方案設(shè)計(jì)

4.1 技術(shù)方案原理

經(jīng)過(guò)上述逆流原因分析可知，解決問(wèn)題的關(guān)鍵就在當(dāng)操作失誤或系統(tǒng)意外斷氣情況下，能做到“系統(tǒng)中一斷開(kāi)氣就立即切斷水路”這一點(diǎn)，那么問(wèn)題就能解決。為此，技術(shù)方案中，用系統(tǒng)中氣壓信號(hào)來(lái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中氣路通斷，同時(shí)用該信號(hào)控制水路通斷，由此得出設(shè)計(jì)原理（如圖2所示）：在氣路上一個(gè)氣壓傳感器，在水路系統(tǒng)上加裝一個(gè)常閉電磁閥，再將二者與車上的電源用導(dǎo)線連接成控制電路，實(shí)現(xiàn)氣壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電路通斷信號(hào)，進(jìn)而控制水路上的電磁閥通斷。噴補(bǔ)作業(yè)開(kāi)始前，當(dāng)氣路接通工作氣體，即噴補(bǔ)機(jī)噴補(bǔ)系統(tǒng)氣路中形成工作氣壓后，加裝在氣路上的氣壓傳感器檢測(cè)到氣路中的有氣體進(jìn)入信號(hào)后，該傳感器立即接通（相當(dāng)于電路中的開(kāi)關(guān)閉合），那么與之相連接的水路電磁閥電路接通，于是電磁閥打開(kāi)，這樣水路就在氣路接通后才打開(kāi)；噴補(bǔ)作業(yè)結(jié)束后，或者氣路意外斷開(kāi)，只要?dú)饴芬粩嚅_(kāi)，氣壓傳感器就立即斷開(kāi)，水路電磁閥失電閉合切斷水路，二者之間信號(hào)傳遞導(dǎo)線小于1 m，而且選用的電磁閥響應(yīng)迅速，這樣水路就幾乎與氣路同時(shí)斷開(kāi)，經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，滿足使用要求，可以有效杜絕水逆流入料管、材料罐。

圖2 技術(shù)方案電控原理圖

4.2 技術(shù)方案完善

考慮到水路常閉電磁閥在噴補(bǔ)機(jī)作業(yè)中可能會(huì)突發(fā)故障，從而意外切斷水路造成現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中斷，為此，在技術(shù)原理方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善：增設(shè)旁通水路，可以在電磁閥意外切斷水路時(shí)，手動(dòng)打開(kāi)旁通水路應(yīng)急，使本次噴補(bǔ)作業(yè)得以繼續(xù)，本次噴補(bǔ)作業(yè)完成后，再進(jìn)行維護(hù)，從而使得該方案更為成熟完善，由此確定最終總體技術(shù)方案如圖3所示。

圖3 技術(shù)方案總體示意圖

4.3 技術(shù)方案具體實(shí)施方式

圖4給出了本方案所用的氣壓傳感器（圖中序號(hào)1）在氣路系統(tǒng)中的安裝位置與方式。

圖5給出了本方案所用的電磁閥（圖中序號(hào)6）在水路系統(tǒng)中的安裝位置與方式。

本方案是這樣實(shí)施：在圖2中，蓄電池（1）、氣壓傳感器（2）與電磁閥（3）用導(dǎo)線串聯(lián)成一個(gè)電路，氣壓傳感器（2）加裝在噴補(bǔ)機(jī)噴補(bǔ)料輸送裝置的氣路系統(tǒng)前部（具體位置如圖4中序號(hào)1所示），及時(shí)把氣壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娐吠〝嘈盘?hào)，控制電磁閥（3）通斷，電磁閥（3）裝在噴補(bǔ)機(jī)噴補(bǔ)料輸送裝置的原水路的手動(dòng)開(kāi)關(guān)（如圖5中序號(hào)6所示）前方，及時(shí)響應(yīng)氣壓傳感器（2）傳來(lái)的控制電信號(hào)產(chǎn)生通斷動(dòng)作，控制水路通斷。

5 結(jié)束語(yǔ)

這種解決方案以較低的成本，比較方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)了對(duì)水路系統(tǒng)通斷的及時(shí)自動(dòng)控制，消除了因工人疏忽以及氣路意外斷開(kāi)而產(chǎn)生的堵料故障及噴補(bǔ)料報(bào)廢損失，提高了設(shè)備完好率，減輕了噴補(bǔ)機(jī)維護(hù)人員的負(fù)擔(dān)，降低了使用成本。

圖4 氣壓傳感器在噴補(bǔ)機(jī)氣路系統(tǒng)上的裝配圖

圖5 在噴補(bǔ)機(jī)水路系統(tǒng)上增設(shè)電磁閥與旁通水路裝配簡(jiǎn)圖

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表3 傳統(tǒng)工藝和雙渣法工藝冶煉指標(biāo)

4 結(jié)論

（1）在轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷階段，控制熔渣堿度在1.5～2.0，渣中ω(FeO)含量在10%～15%，一倒溫度在1400～1450℃，可以獲得較好的脫磷效果。

（2）在脫碳階段，脫磷率隨堿度的增加而提高，終渣堿度控制在3.8～4.2，ω(FeO)含量控制在20%～25%，出鋼溫度控制在1650℃以內(nèi)，脫磷率可達(dá)90%以上。

（3）雙渣法工藝可以滿足轉(zhuǎn)爐脫磷要求，同時(shí)吹煉過(guò)程平穩(wěn)，轉(zhuǎn)爐噴濺率和金屬料損失降低，轉(zhuǎn)爐石灰用量減少約20 kg/t鋼，鋼鐵料消耗下降4～6 kg/t，由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益顯著。

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收稿日期：2014－05－26

作者簡(jiǎn)介：王步更（1957－），男，畢業(yè)于華東冶金學(xué)院冶金工程專業(yè)，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事煉鋼工藝研究工作。

Analysis of Reverse-flow in the Water Piping System of Self-propelled Hot Gunning Machine

MA Rushi
(The Truck Transportation Company of Maanshan Iron and Steel Group,Maanshan,Anhui 243000,China)

To solve the potential risks in the water piping system of self-propelled hot gunning machine under use at Masteel,a control circuit pneumatically controlling water channel with timely automatic on-off function was designed and an emergency bypass water pipe was added.Long-term operation has showed that the new design has successfully prevented accidental pneumatic cut-off or improper operating to cause water counter flowing into material pipe and gunning chamber leading to blocking and material loss.

self-propelled hot gunning machine;water piping system;reverse flow; control circuit;bypass water pipe

TH237

B

1006-6764(2014)10-0087-04

2014－07－25

馬如事（1985－），男，2008年畢業(yè)于機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)，本科學(xué)歷，助理工程師，現(xiàn)從事生產(chǎn)技術(shù)工作。