何先木

摘 要：煉鐵廠(chǎng)高爐爐前泥炮采用西冶制造的全液壓炮，泥炮是高爐生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，打泥油缸發(fā)生故障（發(fā)生內(nèi)漏、外漏）后，高爐被迫休風(fēng)，更換油缸最快也要3h，對(duì)高爐生產(chǎn)造成了很大的影響。高爐液壓泥炮是高爐生產(chǎn)的一種關(guān)鍵設(shè)備，屬于冶煉行業(yè)必備的爐前設(shè)備。液壓泥炮的作用是能夠迅速準(zhǔn)確堵塞放鐵后的出鐵口，使高爐快速進(jìn)入下一循環(huán)的作業(yè)。液壓試驗(yàn)平臺(tái)解決了液壓泥炮油缸動(dòng)態(tài)性能的檢測(cè)驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：液壓泥炮 泥炮 試驗(yàn)平臺(tái) 液壓平臺(tái)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）12（c）-0042-01

煉鐵廠(chǎng)高爐爐前泥炮采用西冶制造的全液壓炮，泥炮是高爐生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，打泥油缸發(fā)生故障（發(fā)生內(nèi)漏、外漏）后，高爐被迫休風(fēng)，更換油缸最快也要3h，對(duì)高爐生產(chǎn)造成很大的影響。由于沒(méi)有試壓平臺(tái)，對(duì)油缸的修復(fù)質(zhì)量沒(méi)有檢測(cè)，只有在線(xiàn)試用，如有問(wèn)題，重新更換，這樣，一方面嚴(yán)重影響高爐生產(chǎn)，另一方面，也增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。因此提出研制液壓試壓平臺(tái)，檢測(cè)液壓缸的檢修質(zhì)量是非常必要的。

1 液壓試驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

一套液壓傳動(dòng)裝置主要由以下幾部分組成：動(dòng)力裝置、控制調(diào)節(jié)裝置、執(zhí)行元件、輔助裝置，液壓油。該廠(chǎng)高爐泥炮打泥油缸額定壓力24MPa，工作壓力18MPa，額定流量工作流量120L/min（單泵流量75%Qmax），試壓平臺(tái)以泥炮油缸壓力為設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)流量不作要求。

1.1 液壓試驗(yàn)平臺(tái)工作原理

如圖1所示。

1.2 試驗(yàn)平臺(tái)液壓原理

電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵泵輪吸入液壓油并加壓至換向閥處，調(diào)整溢流閥壓力至25Mpa，手動(dòng)換向閥控制油缸的伸縮。泥炮打泥油缸的工作壓力大（18MPa），穩(wěn)壓時(shí)間長(zhǎng)。為了保持穩(wěn)定靜壓正常工作，研究者采用雙向液壓互鎖緊回路。鎖緊回路的特點(diǎn)是使液壓缸能在任意位置上長(zhǎng)時(shí)停留，且停留后不會(huì)在外力作用下移動(dòng)，完全模擬了高爐生產(chǎn)在線(xiàn)工況。

2 液壓試驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

2.1 動(dòng)力裝置-油泵的選定

液壓缸的工作壓力為18MPa，試壓壓力要比工作壓力高30%。試壓壓力為18×0.3+18=23.4MPa。由于該液壓系統(tǒng)管路短，控制閥少，壓力損忽約不計(jì)。查液壓手冊(cè)選用31.5MPa的柱塞泵，型號(hào)為63PCY14-1B。電機(jī)功率按壓力25MPa；油缸速度為0.004m/s；油缸活塞面積為0.096m2；則流量為Qh≥6.6VA=6.6×0.004×0.096=2.5×10-3m3/s；恒功率變量液壓泵，ψ=0.4；柱塞泵的效率0.8計(jì)算。即：P=ψPNQN/103ηP=0.4×25×106×2.5×10-3/103×0.8=31.3（kW）

查手冊(cè)選用電機(jī)功率為37kW，型號(hào)Y225s-4/37kw。

2.2 控制元件配置

在出油管上安裝溢流閥，型號(hào)LG2V-6-G（如圖件7），穩(wěn)定液壓系統(tǒng)的工作壓力，使荷引起的反向沖擊損壞油泵，使油液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)。系統(tǒng)選用三位四通Y型中位機(jī)能的手動(dòng)換向閥（如圖件11），型號(hào)DMG-03-3C4-50。選用液控單向閥（如圖件12），型號(hào)MPW-03-50，組成鎖緊回路。

2.3 輔助元件的選定

2.3.1 油箱

泥炮打泥油缸的內(nèi)徑為350mm，活塞行程1 150mm及油缸的容積為：

V=A.L=3.14/4×0.352×1.15=0.11（m3）

油箱容積長(zhǎng)900mm、寬700mm、高600mm、選用8mm厚A3鋼板焊接而成。油箱體積V=0.9×0.7×0.6=0.38（m3）

2.3.2 放油閥

油箱底部安裝球閥（如圖件1），型號(hào)Q11F-16 DN10，便于更換油時(shí)排放廢油。

2.3.3 工作介質(zhì)-液壓油

選用46號(hào)抗磨液壓油，與在線(xiàn)系統(tǒng)相同。

2.3.4 其他輔件

安裝液位計(jì)觀察油位情況。油箱頂部安裝空氣濾清器，其作用是液壓系統(tǒng)油箱必須和大氣相通，也起加油通道的作用，泵的進(jìn)口前安裝濾油器（如圖件3）型號(hào)WU-160J，過(guò)濾混在油液中的雜質(zhì)，使進(jìn)到系統(tǒng)中去的油液的污染度降低，保證系統(tǒng)正常工作。管路上安裝3個(gè)壓力表，型號(hào)YN-60，件8檢測(cè)系統(tǒng)壓力，件14檢測(cè)試壓壓力情況。液壓鎖與油缸之間的管路上安裝2個(gè)高壓球閥（如圖件13）型號(hào)YJZQ-10W，起卸荷作用，該系統(tǒng)管道全部選用φ32×4的無(wú)縫鋼管，選用O型密封圈密封管道接頭。

2.4 液壓泵電機(jī)電氣控制

油泵電機(jī)控制采用正轉(zhuǎn)單向控制線(xiàn)路，控制原理圖略。主要有主回路接觸器、空氣斷路器、熱繼電器。付回路主要有付線(xiàn)空開(kāi)，啟停按鈕等。也可以檢測(cè)液壓試驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)的工作壓力，設(shè)置壓力繼電器，分別設(shè)定上限值和下限值。超限時(shí)停泵。上限值主要保護(hù)油泵和電機(jī)，下限保護(hù)漏油和爆管。

3 檢測(cè)試壓平臺(tái)應(yīng)用

液壓試壓平臺(tái)安裝好后，研究者對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，將換向閥打到中位，啟動(dòng)泵，壓力調(diào)至25MPa，觀察壓力變化情況，運(yùn)行情況正常，則符合設(shè)計(jì)要求。

油壓缸修復(fù)后，聯(lián)接好油路。通過(guò)試壓檢測(cè)，動(dòng)態(tài)負(fù)荷檢測(cè)，完全模似了高爐生產(chǎn)時(shí)的工況，保證修復(fù)缸及備用缸的動(dòng)態(tài)性能。滿(mǎn)足了該廠(chǎng)高爐連續(xù)生產(chǎn)特性需求。

4 結(jié)語(yǔ)

泥炮是高爐煉鐵的關(guān)鍵設(shè)備，其工作的連續(xù)可靠性直接影響高爐的順產(chǎn)、連續(xù)、高效。設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了液壓試驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)有及其重大意義。液壓試驗(yàn)平臺(tái)液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。液壓試驗(yàn)平臺(tái)解決了類(lèi)似液壓泥炮油缸動(dòng)態(tài)性能的檢測(cè)驗(yàn)證。保證修復(fù)缸及備用缸的動(dòng)態(tài)性能。滿(mǎn)足了高爐連續(xù)生產(chǎn)特性的需求。

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