步进式加热炉同步顶升液压控制系统的设计
步进式加热炉液压系统原理的优化设计分析
Ｉ
加 热 炉是 热 轧 带 钢 生 产 中 重要 的一 部 分 ， 是 将 连 铸 或 初 它 轧 板 坯 加 热 到轧 机 所 需 要 的 温 度 ， 板 坯 加 热 质 量 和 产 量 满 足 使
动 姥
｝ 回
一］ 『 、
图 １ 步 进 梁 升 降 、 平 移 机 构 示 意 图
轧 制 要求 的低 耗 能 的热 工 设 备 。 随着 轧 机 能 力 和 轧 件 尺 寸 的 增
大 ， 及 节 能 降 耗 的 要 求 ， 代 板 坯 加 热 炉 的结 构 日趋 复 杂 ， 以 现 装
备 水 平 不 断 提 高 ， 能 优 良 的 步 进 式 加 热 炉 逐 步 取 代 了 旧 的 推 性
ｗａ ｋｎ — ｅ ｍ ｕ ｎ ｃ ，ｔ ｅ ｅ ｕ ｉ ｇ ｇ ｅ ｔｙ ｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｍ ｉｇ ａ ｄ ｓ ｔ ｆ ｉ ｇ ｔ ｅ ｅ ｕ ｐ ｎ ． ｌ ｉ ｇ ｂ ａ ｆ ｒ ａ ｅ ｈ ｎ ｒ ｄ ｃｎ ｒ ａ ｌ ｎ ｒ ｙ ｃ ｎ ｕ ｎ ｎ ａ ｉ ｙ ｎ ｈ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｓ
Ｋｅ ｒ ｓ ｗａｋ ｎ — ｅ ｍ ｕ ｎ ｃ ；ｃ ｒ ｒｄ ｅ ｖ ｌ ｅ ｅ ｄ ｉ ｈ ；ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙｗｏ ｄ ： ｌ ｉ ｇ ｂ ａ ｆ ｒ ａ ｅ ａ ｔ ｉｇ ａ ｖ ；ｄ ａ ｗｅｇ ｔ ｐ ｅ ～ ｏ ｔｏ
１ 概 述
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钢式 加 热 炉 。
２ 步 进 式 加 热炉 的 动 作 步进 式 加 热 炉 靠 专 用 的 步 进 机 构 ， 炉 内 做 矩 形 运 动 来 移 在 送 板 坯 。 它 的 主要 动 作 有 升 降 运 动 和 平 移 运 动 。 其 动 作 示 意 见
步进式加热炉液压系统分析
料撼毒
步进式加热炉液压系统分析
孙林 沧州中铁装备制造材料有限公司
河北沧州
０ ６ １ １ １ ３
【 摘要 】现 代化 的钢坯加热 炉不 断向大型化 、 高度 自 动化的方 向发 原理 图如 上图所 示： 展， 在耗 能、 环保、 加 热质量等方面也提 出了 更高的要求 。 步 进 式加热 炉以 步进梁 的升 降运 动 ： 步 进梁 的上 升和下 降是通 过二支并联 液压缸 其灵活的加热方式、 加热质量 好， 炉长不受限制、 操作方便、 易于实现 自 动 驱动的 ， 液压缸 推动带 匕 下轮组的 提升框架沿 斜轨道 上升和下降 ， 使水 平框 架及步进梁 随之作 垂直升 降运动 ， 在此过 程中， 水平缸被锁 定。 升 控制等优 点， 被愈来愈多 新建的轧钢加热炉采用。 降行程２ ０ ０ ｍｍ。 步进 粱 的水平运动 ： 步进 粱的水平运 动是 通过一支液 压缸 驱动的 ， 它直接作用在水平框 架上 ， 使 水平框架及步进 梁在提升框 现代化的 钢坯加 热炉不断 向大 型化 ． 高度自动化的 方向发 展， 在耗 架 上层滚轮 上作平移运动 ， 在此 过程 中， 升降液 压缸被锁 定。 进退行程 能， 环保 、 加热 质量等方面 也提 出了更高 的要求。 步进 式加 热炉 以其 灵 为６ ０ ０ ｍｍ。 其中提升与平移各有一条油缸带有线性位移 传感器， 用于检 活的加 热方式 加 热质量好， 炉长不受限制、 操作方便、 易于实现 自 动控 测位移 的距离。 如图分析运动 顺序 ： 制等 优点 ， 被愈来 愈多新 建的轧钢加 热炉采用 。 步进 式加 热炉步进机 构通常按矩 形轨迹运 动， 一个 运动周期 由４ 个 控制信号， 经比例放大器驱动比例阀的动作。 动作组 成 ： （ １ ） 活 动梁上升， 托起 料坯 ｔ （ ２ ） 活动梁 及料 坯按设 定好的步距 １ 、 步进机 构进退 ： 进退控 制阀组 主要 由电液 比例换 向阀和辅助 阀 前进一定 距离 ， （ ３ ） 活动梁下降 ， 将料坯 放在 固定梁 上 ； （ ４ ） 活动粱水平移 件组 成 ， 控制 平移液 压缸 驱动步进 机构进退 的准确 运行， 并可抑制高 压 动退 回起始 位置。 冲击和 漂移。 Ｐ Ｌ Ｃ 按 控制 曲线输 出模拟量 控制信号， 经比例放大 器驱 动 根据轧钢生 产工艺， 要求加热炉 步进梁具 有以下特点： Ｉ 、 步进动作 比例阀 的动 作。 系统 采用了三位四通的换 向阀进行控 制， 步进 梁升降时 周期 要控制 在一定 的范围内并且速 度周期 均为可调。 ２ 、 步 进梁升 降过 液 压锁处于 锁定状 态 。 动作时 比例阀给 出信号 打开液 压锁 ， 液 压缸 内 程 中要能实 现对被加 热料坯的轻 托轻放 ， 满足活动梁启停均 匀， 变速流 活塞一 侧压 力上升 ， 转化成 动能驱 动活动梁 移动。 负 载增大 时， 反映到 畅等要 求。 ３ 、 加热炉 整炉钢 坯重可达５ ０ ０ 吨， 要求步进 梁要有足够的载 液压缸 活塞高压侧压力上升， 压力补偿器通过高压侧先导 阀控制 比洌换 重。 ４ 、 活 动梁 在 运动过 程中 负载 变化极 大 ， 恒 压液 压 系统 负载 对速度 向阀Ｐ ３压 力， １ 对压 力进 行补偿 以稳 定运 行速 度。 使速度 的控制 只与 比 ３ 有关， 而与负载的 变化无关 ， 实现加 热炉运 行平稳 、 速 势必会产生影响 ， 必须采取有效措 施避免步进梁 的运行速 度出现 波动。 例方 向阀的开 １ ５ 加热炉 对板坯的加 热， 要求 由先进 的自 动化 程序进行控制 。 度稳定 的效果 。 液压 传动 因其体积 小 、 负荷大 、 易于实现 机 电一体 化控 制等优 势 ， ２ 、 在 升降 的过 程中， 由于 是 三通 式进 １ ３Ｐ 压 力补偿 器控制 系统压 在步 进式 加 热炉 中有 广泛 的应 用 本文 以河北省 沧州 中铁 装备 制造材 力 ， 实现 了 负载 与压 力相适 应控 制。 原理 与平移相 同， 唯 一不 同的是 为 料有限 公司１ ２ ５ ０ 线步进 式加 热炉 为例 ， 对 步进 式加 热炉 液压 系统运行 了设备 安全 ， 防止 突发事件 导致 液压停 止时活动 粱掉 落 ， 增加了Ｆ Ｄ型 特征进行分 析， 以利于处理分析设 备故障。 平衡 阀。 因升降缸 负载 远远大于 平移缸 ， 所以升降缸 采用大液 压缸 ， 所 步进梁 周期动作为 ： 步进梁上升 （ 给 定信号 一低速 上升 一 加 速一定 需液 压流量较大 ， 单 向阀采用插装 式开关 阀， 以实现平移 时升 降缸的锁 速一中间减速一中间定速 一中间加速 一定速 一减 速一停止） 一步进梁前 定 。 系统平滑 的启动和 制动是靠 电气控制 来实现 的， 系统是靠 特定的输 进（ 给定信号 一低 速前进 一一 次加速 —二次加 速一定 速一一次减 速 二 入信号对整个 运动过程 加 以控制 ， 当输入信号 的变化 曲线给定后 ， 平 台 次 减 速一停止 ） 一步进梁下 降 （ 给 定信号 一慢 速下 降一加速 一定 速一中 的运动 曲线也随 之确定， 而与负载的变化无关。 该套 系统易 出现 的问题及 处理方 法 ： １ 、 出现 出钢跑偏现 象及钢结 间减 速一中间定 速一中间加速 一定速 一减 速一停止 ） 一步 进梁后 退 （ 给 定信号一低速后退 一一次加速—二次加速一定速一一次减速 二次减速 构脱焊 变形、 裂口、 移 位等情 况。 ２ 、 出现油缸冲顶现象 表现为 比例换 向 俜 ｜ Ｊ 上 ） 。 阀给信 号后仍维 持原动作直 到液压缸 到达机 械限 位。 ３ 、 升降启动阶 段 震动异 响现 象。 ４ 、 步 进梁到位后 自动下滑现 象。 升晔灌压缸 进逞灌压缸 分析原因： ￥ ． ｎ ｏ ／ ￣ｏ － ｌ ｌ ｓ ｏ ● — ● ∞ ｌ 、 问题 １ 主要 是因为炉底 机械 升降 液压缸 不同步造 成升 降框架在 升降 过程中产生横 向位移 ， 两条纵梁 在运行过程 中升降定心 导板受固定 台升 降定 心导 板侧向作用力 ， 使 靠近 升降框 架定 心导板 部位 的纵粱长 期受较 大的横向力矩， 造成 该部位的纵 梁横断面多处裂 纹。 原 因主要 有 以下两方面ａ 油缸 的密 封损坏 ， 油缸 内泄外部泄漏 ； ｂ 油 缸的支座松动 或 支撑 轴承损坏 ； 解决对 策： １ ） 定期 的检查油缸 的泄漏情况 ， 定期更换 油 缸， 确 保密封性能 ， ２ ） 使用摩 擦性 能优良的密封结 构和密封材 料； ３ ） 保 证各关节点润滑 良好 ， 保持 较小 的间隙； ４ ） 长期 跟踪 框架运 行状态 ， 定
加热炉步进液压系统设计与应用
Ｖｏ ．９． ． １ ２ Ｎｏ ５ Ｏｃｏ ｅ ０ ７ ｔｂ ｒ ２ ０
双 管 板 插 入 件 换 热 器 的设 计 及 应 用
０＝
出料侧
２０ ６
图 ２ 步 进 机 械 动 梁 运 动 轨 迹 示 意 图
动 作原理如 下 ： 升降油缸 活塞 杆伸 出 ， 步进梁 由 “” １点位 开始 向“ ” ２点位 作上 升运动一 平移 油缸活 塞
杆缩回驱动平移框架前进 ， 步进梁 由“” ２点位运动到
“”点位一 升 降油缸活 塞杆缩 回，驱 动升 降框 架下 ３ 落 ， 进梁 由“” 运动 到 “” 位一 平 移油 缸 活塞 步 ３点 ４点 杆 伸出 ， 平移框 架后 退 ， 进梁 由“ ” 步 ４点位 运动 到“ ” １ 点位 。此 时 ， 进梁完成 一个动作 循环 。 步
３ ； 降油缸 升 、 ４ｓ升 降时 间各 约 １ ； ０ｓ平移 油 缸进 、 退 时 间各 约 ７ ； 降油缸 升 、 升 ｓ 降距 离 ±１０ｍｍ（ 固定 ０ 以 梁为基 准 ）平移 油缸进 、 ； 退距离 ±２０ｍ ８ ｍ。 ２２２ 工艺要 求 －． 液 压 系统 要 求 达 到 ３个 主 要 指 标 ：） １实现 升 降 、 移 预设 速度 一位移 曲线 ；） 平 ２运行 轨 迹不受 载荷分 配的影 响 ；） ３ 液压系 统可靠 性高 ， 易
收 稿 日期 ：０ ６ １ — ４ ２０— ２０
（ Ａ Ｌ Ｍ） １ａ ／ ） ， ４ｘ ｘ ／ｘ ／ ｘ（ ＋ ｌ２／ Ｅ ２ ２
式 中 为液压 油弹 性模量 ；Ａ 为油 缸无 杆腔 面积 ；
为油 缸行程 ；Ｍ 为 当量质量 ； 仪 为 油缸有杆 腔与
无杆 腔面积 比 。
图 １ 步进 机械 动梁 结构 示意 图
机械设计制造及其自动化毕业设计步进式加热炉同步顶升液压控制系统步进式加热炉同步顶升液压控制系统答辩用
轧钢厂在热轧钢材时，需要对钢坯进行加热。
为了更好的保证钢材表面质量，使钢坯受热均匀，采用了步进加热方式。
钢坯在加热过程中其前移为矩形运动；即活动梁上升，将钢坯从固定梁上托起；活动梁前移，使钢坯前步进一次；活动梁下降，将钢坯放在固定梁上；活动梁后退到原始位置完成一个工作循环。
步进加热克服了直推式加热时钢坯下表面与支撑梁（固定梁）移动摩擦所产生的表面磨损；同时，克服了直推式的钢坯间相互靠拢的情况，可以使钢坯散开通过炉底，有利于钢坯的加热。
由于步进加热独特的优越性，使其在现代冶金工厂得到了广泛的应用。
步进式钢坯加热炉产品质量好，热效率高，操作灵活，适用于多种型材坯料的连续式加热。
步进式连续加热炉靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。
炉子有固定炉底和步进炉底，或者有固定梁和步进梁。
前者叫做步进底式炉，后者叫做步进梁式炉。
加热炉炉床由固定梁和步进梁组成。
步进梁由双重轮对的多轴框架支撑，外侧走轮由升降缸驱动，从而使步进梁作上升或者下降运动。
上层托轮直接托住步进梁，而步进梁直接由另一液压缸带动，可在托轮上作前进和后退运动，从而使步进梁作前进和后退运动。
轧钢厂在热轧钢材时，需要对钢坯进行加热。
为了更好的保证钢材表面质量，使钢坯受热均匀，采用了步进加热方式。
钢坯在加热过程中其前移为矩形运动；即活动梁上升，将钢坯从固定梁上托起；活动梁前移，使钢坯前步进一次；活动梁下降，将钢坯放在固定梁上；活动梁后退到原始位置完成一个工作循环。
步进加热克服了直推式加热时钢坯下表面与支撑梁（固定梁）移动摩擦所产生的表面磨损；同时，克服了直推式的钢坯间相互靠拢的情况，可以使钢坯散开通过炉底，有利于钢坯的加热。
由于步进加热独特的优越性，使其在现代冶金工厂得到了广泛的应用。
步进式钢坯加热炉产品质量好，热效率高，操作灵活，适用于多种型材坯料的连续式加热。
本课题的设计内容是设计一个步进式加热炉同步顶升的液压系统。
课题_步进式加热炉液压系统设计
步进式加热炉液压系统设计摘要：结合步进梁的运动工况，分析了步进梁式加热炉液压系统的工作原理及其缺陷，并对原液压系统进行了优化设计，优化后的液压系统不但能满足系统的工况要求，还大幅提高了系统的可靠性和稳定性。
关键字：步进梁；加热炉；液压系统；优化设计中图分类号：TH137.3The Optimization Design of Hydraulic System about Walking BeamHeating FurnaceZHANG An-long，JIE Le-biao，WANG Fei-peng, YANG Wen-yan, LI Sheng-zhou(International Economic and Trading Corporation, WISCO，Wuhan,430081,China)Abstract: Combined with the working condition of walking beam, the principle of work and the defects of hydraulic system about walking beam heating furnace were analyzed, and then the hydraulic system was optimized, which could meet the challenge the system asked not only, but also improve the reliability and the stability of the system.Keywords: walking beam; heating furnace; hydraulic system; optimization design1 概述现代化的钢坯加热炉不断向大型化、高度自动化的方向发展，在低耗能、环保等方面也提出了更高的要求。
过程控制系统课程设计---步进式加热炉系统控制
课程设计课程设计名称：步进式加热炉系统控制 2013 年 12 月至2014 年 1 月目录一、实验任务二、实验要求三、步进式加热炉简介四、过程控制中仪表的选择五、步进式加热炉控制方案1、煤气/空气流量控制方案2、炉温控制方案3、炉压控制方案六、加热炉控制系统的硬件设计七、加热炉控制系统的PLC软件设计八、实验感受附录1（PLC梯形图）附录2（力控监控组态软件）我的任务：综合步进式加热炉的炉温、炉压控制系统的控制方案，以及PLC的编程和力控监控组态界面的设计。
正文一、实验任务以钢铁企业常见的“步进梁式加热炉”为对象，采用PLC为控制系统硬件，围绕工艺要求，完成控制系统方案设计。
二、实验要求（1）通过查阅文献，了解步进式加热炉工艺流程。
（2）了解对步进式加热炉的炉温控制、煤气/空气流量控制、炉压控制等功能，完成控制方案设计。
（3）了解常见的PLC系统的功能、系统软件及应用，完成加热炉自动控制系统架构设计、硬件选择设计及组态画面设计。
三、步进式加热炉简介1、步进式加热炉概述加热炉作为轧钢生产线上的主要能耗设备，其出炉钢坯的温度是钢铁生产工艺的首要指标，温度控制的好坏直接影响到下层产品的质量，并逐步影响到钢材的质量，还有可能会影响到生产线的其他相关行业，严重情况下可能会破坏整个轧钢生产线的正常运行。
因此，加热炉作为轧钢生产线上的重要环节，担负着为轧制工序提供质量合格钢坯的任务。
加热炉的作用是将钢坯加热后送往轧机进行轧制，其中加热炉能耗占冶金能耗的25%，因此，提高加热炉的热效率，对整个冶金行业的节能降耗具有重要意义。
为了保证钢坯在加热炉中均匀受热，必须调节钢坯的入炉参数、工艺指标及生产状况，因此要求的方面有：炉温、空气流量及压力、煤气流量及压力、空燃比、炉膛压力等。
通过控制上述量从而达到减少氧化损耗、降低能源损失。
步进式加热炉通过步进梁的“步进”运动，将钢坯从装料侧移至出料侧，通过钢坯在炉内的“步进”运动，从而完成从低温段到高温段，最后进入均热段的加热过程，从而达到轧钢所要求的轧制温度。
步进式加热炉液压系统设计
步进式加热炉液压系统设计摘要步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。
广泛应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。
本次设计任务是设计步进梁加热炉的液压系统，采用普通液压阀，由于在以一个运动周期中，要求能适应不同的负载变化和钢坯运动速度，要通过控制系统的流量来满足这些要求。
为了保证步进梁下降时平稳下降，在回路上采用了平衡阀，保证了其平稳下降。
为了实现钢坯在出现故障的时候能够在任意位置停止，系统加入了液压锁紧装置，以免出现系统失控。
关键词：步进式加热炉；普通液压阀；锁紧Step by step heating furnace hydraulic system designAbstractStep by step heating furnace use the beam at the bottom of the furnace of the cool steel beam to rise，to go ahead，to come down，to go back.It is widely used in the petroleum，chemical，metalllurgy，machinery，heat treatment，surface treatment，building materials，electronic，materials，light industry，chemical，pharmaceutical and other industries.The design in mainly to design the hydraulic proportioning system for the walking beam type furnace.,In this design,the normal hydraulic valve will be used.As we know the speed of the beam will change at the reason of the change of the load in a circle,so we must change the flow of hydraulic actuating cylinder.In order to ensure an steady decline when the walking beam goes down.,the balance valve is been used to ensure its steady decline.As the same time,we use locking acuipement to fasting the beam at any location in case of malfunction.Keyword: Walking beam type furnace; The normal hydraulic valve; Locking acuipement1 绪论 (1)1.1 背景及工艺 (1)1.2中国步进式加热炉炉门液压系统的现状与未来技术发展 (1)1.3步进式加热炉炉门升降液压系统的特点 (2)1.4加热炉的特点 (2)2 设计任务 (4)2.1 设计题目 (4)2.2 主要技术参数及要求 (4)2.3 设计方案 (5)2.4拟订液乐系统原理图 (5)2.4.1确定系统类型 (5)2.4.2选择液压基本回路 (6)2.5负载分析 (8)3 液压系统的计算与选型 (9)3.1 系统工作压力的确定 (9)3.2 执行元件的计算与选型 (9)3.2.1 升降液压缸 (9)3.3 执行元件速度的计算 (11)3.4 执行元件流量的计算 (12)3.4.1 升降液压缸 (12)3.5 绘制液压系统工况图 (12)3.5.1 流量循环图 (12)3.5.2 压力循环图 (13)3.5.3 功率循环图 (14)3.6 液压元件的选择和专用件设计 (15)3.6.1 液压泵的选择 (15)3.6.2 液压阀的选择 (16)3.6.3 蓄能器的选择 (16)4 液压系统的计算与选型 (19)4.1 油箱的选择 (19)4.2 滤油器的选择 (20)4.3 冷却器的选择 (21)4.4 管道的选择 (23)4.4.1 管道内径计算 (23)5 液压系统性能验算 (25)5.1 液压系统压力损失 (25)5.1.1 升降缸回路压力损失 (25)5.2 温升验算 (27)5.3集成阀块 (28)6 液压站的设计 (30)6.1 液压站的结构设计 (30)6.2 液压叠加回路设计 (30)6.3 液压系统的安装 (31)6.4 管路的安装和清洗 (32)6.5 液压系统的维护 (33)7. 环境分析 (34)7.1 环境污染 (34)7.2 机械工业（本部分主要尤指液压）对环境的危害和防治 (35)7.2.1液压工业对环境的危害 (35)7.2.2 解决方法 (36)结束语 (38)致谢 (39)参考文献 (40)1 绪论1.1 背景及工艺步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。
步进式加热炉加热质量控制系统的方案设计书
步进式加热炉加热质量控制系统的设计摘要：目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
本文通过对步进式加热炉加热质量控制系统的设计，从而反映出当今自动化技术的发展方向。
同时，介绍了软件设计思想和脉冲式燃烧控制技术原理特点及在本系统的应用。
一、引言加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。
随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。
我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大，操作不当时会粘钢造成生产上的问题，难以实现管理自动化。
由于推钢式炉有难以克服的缺点，而步进梁式炉是靠专用的步进机构，在炉内做矩形运动来移送钢管，钢管之间可以留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦，出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活等特点，其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。
全连续、全自动化步进式加热炉。
这种生产线都具有以下特点:①生产能耗大幅度降低。
②产量大幅度提高。
③生产自动化水平非常高，原加热炉的控制系统大多是单回路仪表和继电逻辑控制系统，传动系统也大多是模拟量控制式的供电装置，现在的加热炉的控制系统都是PLC或DCS系统，而且大多还具有二级过程控制系统和三级生产管理系统。
传动系统都是全数字化的直流或交流供电装置。
本工程是某钢铁集团新建的φ180小口径无缝连轧钢管生产线中的热处理线部分的步进式加热炉设备。
二、工艺描述本系统的工艺流程图见图1图1 步进式加热炉工艺流程图淬火炉和回火炉均为步进梁式加热炉。
装出料方式：侧进，侧出。
炉子布料：单排。
活动梁和固定梁均为耐热铸钢，顶面带齿形面，直径小于141.3mm钢管，每个齿槽内放一根钢管。
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摘要加热炉是将物料或者工件加热的设备。
在冶金工业中加热炉习惯上指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉。
步进梁式再加热炉是连轧生产线提供钢管再加热所有。
它是依靠专用的步进机械使工件在炉内移动的一种机械化炉子。
步进梁式加热炉设计一种连续式加热炉它是靠专用的步进机构，按照一定的轨迹运动，使炉内钢料一步一步地向前推进。
步进梁式加热炉炉底的结构和传动方式要根据出料的频率和炉子的生产能力决定，它要考虑被加工工件的尺寸参数和工地方面的尺寸大小。
所以必须严格计算其内部参数，保证炉子的生产和安全。
炉底机械采用双轮斜轨机构。
步进梁的升降和平移动作采用液压缸驱动。
加热炉炉床由固定梁和步进梁两部分组成，步进梁由双重轮对的多轴框架支撑，其外侧走轮由液压缸驱动，可以在倾斜轨道上滚动，使步进梁作上升或者下降运动。
上层托轮直接拖住步进梁，而步进梁则由另两个液压缸带动，实现平移运动。
关键词：步进梁式加热炉；步进梁；双轮斜轨式机构；液压传动AbstractHeating furnace is the material or workpiece heating equipment. In the metallurgical industry in the metal to heating habits heated to rolled into the industrial furnace temperature forging. Walking beam type furnace is provided to steel rolling line heating all again. It depend on special stepping machinery to make the work in the furnace stove a mechanized moving.Stepping beam furnace design a continuous reheating furnace of it is to rely on special stepping institutions, according to certain trajectory, making furnace of steel material within step forward.Step reheating furnace bottom structure and driving mode according to the material of the frequency and the production capacity of the stove, it should consider decision by the size of the machining parameters and the site of size. So must strictly calculation its internal parameters, guarantee the production and the stove safety.Furnace bottom machine adopts double inclined rail agencies. The rise and fall of walking beam by hydraulic cylinder for peace movement driven. Heating furnace bed by fixed girders and walking beam two parts, walking beam of by double round multiaxial framework, the lateral go round supported by hydraulic cylinder drive, can tilt orbit in rolling make walking beam rise or fall as sport. The upper roller direct tugged walking beam, and walking beam is driven by two other hydraulic cylinder, realize the shift movement.KeyWords：stepping beam furnace，walking beam，double inclined rail mon rail agencies，hydraulic transmission目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 步进式加热炉 (1)1.1.1 步进式加热炉概述 (1)1.1.2 选题背景 (4)1.1.3 设计目的 (5)1.1.4 设计方案 (7)2 液压系统分析与设计 (9)2.1 运动与负载分析 (9)2.1.1 步进式加热炉原始数据 (9)2.1.2 步进式加热炉工况速度曲线设计 (9)2.1.3 计算稳态工作负载 (11)2.1.4 拟定液压原理图 (12)2.2 液压缸参数及其型号 (13)2.2.1 平移液压缸受力分析 (13)2.2.2 初选平移液压系统工作压力 (14)2.2.3 平移液压缸主要参数及其选取型号 (14)2.2.4 升降液压缸受力分析 (16)2.2.5 初选升降液压系统工作压力 (18)2.2.6 升降液压缸主要参数及其选取型号 (18)2.3 液压泵参数及其型号 (19)2.3.1 平移液压泵工作压力的确定 (19)2.3.2 平移液压泵流量的确定 (19)2.3.3 平移液压泵的选取 (20)2.3.4 升降液压泵工作压力的确定 (20)2.3.5 升降液压泵流量的确定 (20)2.3.6 升降液压泵的选取 (20)2.4 电动机参数及其型号 (21)2.4.1 平移液压系统电动机参数及其型号 (21)2.4.2 升降液压系统电动机参数及其型号 (21)2.5 液压阀件参数及其型号 (22)2.5.1 平移液压系统阀件参数及其型号 (22)2.5.2 升降液压系统阀件参数及其型号 (22)2.6 液压油管道的选择 (22)2.6.1 油管的选用 (22)2.6.2 液压油管管径的确定 (23)2.6.3 液压油管管壁厚的验算 (23)2.7 液压油管道的选择 (24)2.7.1 平移液压系统油箱有效容积 (24)2.7.2 升降液压系统油箱有效容积 (24)3 液压系统性能验算 (25)3.1 液压系统压力损失计算 (25)3.1.1 平移液压系统压力损失 (25)3.1.2 升降液压系统压力损失 (26)3.2 液压系统发热温升计算 (26)3.2.1 平移液压系统发热温升 (27)3.2.2 升降液压系统发热温升 (27)4 液压同步控制系统的设计 (29)4.1 控制系统 (29)4.1.1 电液比例位置控制系统 (29)4.1.2 设计方案 (30)4.1.3 传感器的选择 (30)4.1.4 PLC的选择 (31)4.1.5 控制系统I/O分配 (34)4.1.6 梯形图编程 (35)结论 (41)参考文献 (42)致谢 (44)附录 (45)1 绪论1.1 步进式加热炉1.1.1 步进式加热炉概述随着西方资本主义社会在18世纪进入工业革命以来，社会的发展进入到了一个全新的速度。
据统计在工业革命以前世界上人均钢铁的使用量是不足5kg。
然而，现在的社会发展到人均钢铁拥有量为418kg。
越来越多的钢结构出现在社会建设中。
所以钢铁一直是现在社会发展的主要材料。
甚至一度到了供不应求的状况。
这样就促使了钢铁产业的迅速壮大。
至2007年，世界钢铁量已经达到了近九亿吨。
但是由于技术有限，加上人们对钢铁的运用越加广泛，出现对钢材更多更新的要求。
所以钢铁的冶炼技术要不断地改良。
1967 年第1 座步进梁式加热炉投产。
中国1979年投产的步进梁式炉长为32.5米，生产能力为每小时270顿。
步进梁式炉比推钢炉具有许多优点，因而成为新建轧钢厂的首选炉型。
热轧宽带钢厂的规模正向大型化发展，步进梁式炉的特点之一是炉长不受推钢长度限制，因而能适应轧机的小时产量增长的形势。
北京钢铁设计研究总院近20 年设计投产的40 余座步进炉，已遍及热连轧、型钢、棒线材、带钢、无缝管、开坯、锻压等钢厂以及钢带厂，1994年相继投产的太钢、梅山热连轧厂的步进梁式炉，额定产量分别为180 t/ h 和280 t/ h ，重庆钢铁设计研究院为攀钢1450 热连轧厂设计的步进梁式炉，额定产量为150 t/ h ，也在1992 年投产。
早期加热炉内部是用一种连续式推钢机，它的作用是将钢锭或钢坯依次推入炉内。
在端出料的加热炉中，推钢机可以将加热好的钢坯从加热炉的另一端推出去。
在侧出料的加热炉中，推钢机将钢坯推出至出料位置，再由出钢机将钢锭推出去；现在大多数采用的是步进式移动装置。
步进式加热炉加热温度均匀，加热时间快，产量高，生产灵活性大，必要时可以将炉内坯料排空。
加热时，坯料下表面的水管黑印小，坯料温度均匀，加热的效率也比较高。
加热特殊钢材是，能满足对坯料表面质量（氧化、脱碳、划伤等）的高度要求；加热大型板材时，由于板坯温度均匀，有利于减少轧制时的厚度差。
所以目前步进式炉在热轧板带车间以及中小型轧钢车间都得到了广泛的应用。
从上世纪50年代起由于步进式加热炉移动装置的出现并且日渐成熟，在许多钢板和小型型钢生产中得到了很好的应用。
作为现代冶金行业普遍采用的一种加热炉，他的优点值得我们学习。
步进式加热炉的结构A、炉底结构从炉子的结构看，步进式加热炉分为上加热步进式炉、上下加热步进式炉、双步进梁步进式炉等。
上加热步进式炉顾名思义只有上部有加热装置，固定梁和移动梁是耐热金属制作的，固定炉底是耐火材料砌筑的。
这种炉子基本上没有水冷构件，所以热耗较低。
这种炉子只能单面加热，一般用于较薄钢坯的加热。
与推钢式加热炉一样，为了满足加热大钢坯的需要，步进式炉也逐步发展了下加热的方式，出现了上下加热的步进式加热炉。
这种炉子相当于把推钢式炉的炉底水管改成了固定梁和移动梁。
固定梁和移动梁都是用水冷立管支承的。
梁也由水冷管构成，外面用耐火可塑性包扎，上面有耐热合金的鞍座式滑轨，类似推钢式加热炉的炉底纵水管。
炉底是架空的，可以实现双面加热（步进式炉钢坯与钢坯不是紧靠在一起，中间有空隙，可认为是四面受热）。
下加热一般只能用侧烧嘴，因为立柱挡住了端烧嘴火焰的方向，如果要采用端烧嘴，需要改变立柱的结构型式。
上加热可以用轴向端烧嘴，也可以用侧烧嘴或炉顶烧嘴供热。