高爐礦槽給料閘門液壓控制系統(tǒng)研究與應用

蔡福明

摘 要：唐鋼煉鐵部北區(qū)兩座高爐礦槽上料系統(tǒng)給料閘門的液壓控制系統(tǒng)改進，消除了原電氣、機械控制方式存在的弊病，降低了設備的前期投入和后期維護的成本，同時也提高了設備運行的穩(wěn)定性和可開動性，提高了設備控制的一個臺階，此項改進已在煉鐵部北區(qū)的推廣及應用，在唐鋼內(nèi)部及全國同行業(yè)中屬于領先水平具有很高的推廣價值。

關鍵詞：高爐狂草；液壓控制系統(tǒng)；創(chuàng)新

中圖分類號：TF321 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0075-01

現(xiàn)今，鋼鐵行業(yè)全面深化改革已經(jīng)開始，企業(yè)面臨著不斷改革的挑戰(zhàn)；鋼鐵企業(yè)盈利狀況不容樂觀，提高盈利能力迫在眉睫；鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)能嚴重過剩，化解過剩產(chǎn)能的任務任重而道遠；鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)品結構不合理，有待進一步優(yōu)化；環(huán)保政策日趨嚴格，倒逼企業(yè)增加環(huán)保投資、追求環(huán)保發(fā)展；鋼鐵行業(yè)資金緊張，短期內(nèi)難以得到有效的緩解，鋼鐵企業(yè)的發(fā)展困境已經(jīng)引起社會和管理層的高度關注。針對高爐礦槽上料系統(tǒng)，常見控制方式為電機、減速機或者電液推桿控制閘門等動作，此驅(qū)動方式為當前通用動作形式。

高爐礦槽上料系統(tǒng)是高爐生產(chǎn)運行中至關重要的一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，礦槽上料系統(tǒng)的主要作用是滿足高爐生產(chǎn)、配料和調(diào)節(jié)的要求?，F(xiàn)唐鋼北區(qū)三座高爐礦槽上料系統(tǒng)各控制閘門全是由電機帶動減速機來控制閘門動作，屬于早期建爐時期的設計方案，也是現(xiàn)今高爐礦槽上料系統(tǒng)常見的控制方式。而這一執(zhí)行控制系統(tǒng)在實際使用與現(xiàn)今的鋼鐵形式下也暴露出了很大的問題，具體如下：

（1）設備使用場地的要求比較大，電機、減速機的尺寸與合理安裝正常投入使用，對具體使用場地有著很大的影響；（2）電機、減速機的控制方式電機是動力輸出系統(tǒng)對環(huán)境要求比較嚴格，造成了雨季事故、故障頻繁發(fā)生，造成了額外設備檢修的人力輸出，還需要“保駕”；（3）電機、減速機控制系統(tǒng)發(fā)生故障或事故需要維修或搶修時維修難度較高，并且對于我們?nèi)粘１ｐB(yǎng)、點檢、維修來說經(jīng)歷、成本投入比較大；（4）電機、減速機控制系統(tǒng)設備運行過程中的成本投入比較大，就現(xiàn)今的鋼鐵形式是一個很大的缺點。

我們針對生產(chǎn)實際與現(xiàn)今發(fā)展要求把礦槽給料閘門液壓控制系統(tǒng)的研究與應用作為我們重點攻關的一項課題，旨在通過對控制系統(tǒng)的優(yōu)化改進消除現(xiàn)今生產(chǎn)實際中存在的各種劣勢，提高設備運行工作效率，降低設備保養(yǎng)、維護、維修的人力與資金投入，保證設備低投入順行。

1 總體思路

針對現(xiàn)今我們在生產(chǎn)實際中設備運行、維護存在的缺點，通過對設備傳動方式的分析與各種傳動方式發(fā)展與應用情況的分析對比，將對現(xiàn)今我單位礦槽上料系統(tǒng)給料閘門的控制方式進行優(yōu)化與創(chuàng)新，將原電機減速機的控制方式全部進行剔除與淘汰，用液壓控制方式來代替原電機、減速機的控制方式，以達到提高設備運行工作效率，降低設備保養(yǎng)、維護、維修的人力與資金投入，保證設備低投入順行的目的。

2 技術方案與創(chuàng)新成果

高爐礦槽上料系統(tǒng)給料閘門或者說是相關系統(tǒng)給料閘門的動作方式很簡單就是一開一關，只需要滿足這一動作就能達到為高爐生產(chǎn)進行配料和調(diào)節(jié)控制料批的要求，而現(xiàn)今我廠所采用的閘門動作控制系統(tǒng)存在能耗好、設備笨重、容易發(fā)生設備事故或故障以及難于檢修的確定，為消除現(xiàn)有控制機構的缺點對現(xiàn)有的電機、減速機控制系統(tǒng)進行改進、優(yōu)化。具體實施步驟如下：

（1）根據(jù)動作形式確定優(yōu)化后的執(zhí)行機構。執(zhí)行機構確定：原設計閘門動作執(zhí)行機構為電機減速機控制連桿機構，為優(yōu)化傳動機構達到減低檢修難度降低檢修成本投入的目的，選用液壓控制執(zhí)行機構。（2）分析動作過程中產(chǎn)生的阻力來確定需要輸出的需要的最大作用力。系統(tǒng)作用力確定：首先需要對設備運行中所需要輸出動力進行計算。對此選用一需要作用力最大給料閘門進行計算分析。（3）作用力確定之后確定系統(tǒng)壓力、流量、油缸、主要液壓元件。

根據(jù)以上使用備件在實際使用中互換性的要求，將我單位濕改干工程中淘汰下2BF環(huán)縫液壓系統(tǒng)泵站再次利用，減少了設備費額外投入，達到了廢棄物資的優(yōu)化利用針對礦槽上料系統(tǒng)的具體使用情況將原泵站的系統(tǒng)壓力降為9MPa。液壓系統(tǒng)泵站及系統(tǒng)的具體壓力確定好之后就設計系統(tǒng)的控制部分即控制油路部分，閘門的主要動作就是打開與關閉，此控制系統(tǒng)為典型的換向回路。

3 實施效果

礦槽上料系統(tǒng)給料閘門液壓控制的應用，簡化了設備的結構、減少了設備的投入數(shù)量、提高了設備運行的穩(wěn)定性，降低了設備運行的維護難度解放了人力投入，同時減速機的取代消除了設備換油造成的油液污染。此項目已經(jīng)在唐鋼煉鐵北區(qū)二爐、三爐投入使用，取得了良好的使用效果，年可創(chuàng)效124萬元。

4 關鍵技術與創(chuàng)新點

分析生產(chǎn)實際中設備運行的具體參數(shù)與實際要求確定了液壓系統(tǒng)的的各種參數(shù)，以及液壓元件的選型，根據(jù)生產(chǎn)實際以及設備的工作環(huán)境確定好液壓系統(tǒng)的安裝位置，管路布局和各執(zhí)行機構的安裝形式及連接方式。創(chuàng)新點：

（1）打破了設備的原設計，根據(jù)生產(chǎn)實際需求設計液壓系統(tǒng)滿足設備運行及生產(chǎn)工藝上的使用要求替代原電機、減速機的控制方式。（2）液壓控制操控方便，設備運行可以實現(xiàn)無極變速便于應對生產(chǎn)實際中的各種動作要求。（3）液壓系統(tǒng)控制元器件重量輕，體積小，便于安裝，可以靈活安裝布置。（4）液壓系統(tǒng)能實現(xiàn)自動過載保護，避免過載時對設備造成損壞，同時可以根據(jù)實際工況調(diào)整系統(tǒng)輸出作用力。