高爐礦槽給料閘門液壓控制系統研究與應用

蔡福明

摘 要：唐鋼煉鐵部北區兩座高爐礦槽上料系統給料閘門的液壓控制系統改進，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的推廣及應用，在唐鋼內部及全國同行業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；創新

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

現今，鋼鐵行業全面深化改革已經開始，企業面臨著不斷改革的挑戰；鋼鐵企業盈利狀況不容樂觀，提高盈利能力迫在眉睫；鋼鐵行業的產能嚴重過剩，化解過剩產能的任務任重而道遠；鋼鐵行業的產品結構不合理，有待進一步優化；環保政策日趨嚴格，倒逼企業增加環保投資、追求環保發展；鋼鐵行業資金緊張，短期內難以得到有效的緩解，鋼鐵企業的發展困境已經引起社會和管理層的高度關注。針對高爐礦槽上料系統，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，此驅動方式為當前通用動作形式。

高爐礦槽上料系統是高爐生產運行中至關重要的一個生產環節，礦槽上料系統的主要作用是滿足高爐生產、配料和調節的要求。現唐鋼北區三座高爐礦槽上料系統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，也是現今高爐礦槽上料系統常見的控制方式。而這一執行控制系統在實際使用與現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對環境要求比較嚴格，造成了雨季事故、故障頻繁發生，造成了額外設備檢修的人力輸出，還需要“保駕”；（3）電機、減速機控制系統發生故障或事故需要維修或搶修時維修難度較高，并且對于我們日常保養、點檢、維修來說經歷、成本投入比較大；（4）電機、減速機控制系統設備運行過程中的成本投入比較大，就現今的鋼鐵形式是一個很大的缺點。

我們針對生產實際與現今發展要求把礦槽給料閘門液壓控制系統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的優化改進消除現今生產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、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

針對現今我們在生產實際中設備運行、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展與應用情況的分析對比，將對現今我單位礦槽上料系統給料閘門的控制方式進行優化與創新，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、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 技術方案與創新成果

高爐礦槽上料系統給料閘門或者說是相關系統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進行配料和調節控制料批的要求，而現今我廠所采用的閘門動作控制系統存在能耗好、設備笨重、容易發生設備事故或故障以及難于檢修的確定，為消除現有控制機構的缺點對現有的電機、減速機控制系統進行改進、優化。具體實施步驟如下：

（1）根據動作形式確定優化后的執行機構。執行機構確定：原設計閘門動作執行機構為電機減速機控制連桿機構，為優化傳動機構達到減低檢修難度降低檢修成本投入的目的，選用液壓控制執行機構。（2）分析動作過程中產生的阻力來確定需要輸出的需要的最大作用力。系統作用力確定：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壓力、流量、油缸、主要液壓元件。

根據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環縫液壓系統泵站再次利用，減少了設備費額外投入，達到了廢棄物資的優化利用針對礦槽上料系統的具體使用情況將原泵站的系統壓力降為9MPa。液壓系統泵站及系統的具體壓力確定好之后就設計系統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，此控制系統為典型的換向回路。

3 實施效果

礦槽上料系統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量、提高了設備運行的穩定性，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。此項目已經在唐鋼煉鐵北區二爐、三爐投入使用，取得了良好的使用效果，年可創效124萬元。

4 關鍵技術與創新點

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

（1）打破了設備的原設計，根據生產實際需求設計液壓系統滿足設備運行及生產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，設備運行可以實現無極變速便于應對生產實際中的各種動作要求。（3）液壓系統控制元器件重量輕，體積小，便于安裝，可以靈活安裝布置。（4）液壓系統能實現自動過載保護，避免過載時對設備造成損壞，同時可以根據實際工況調整系統輸出作用力。