高炉泥炮液压系统改进研究
高炉液压泥炮的改进
高炉液压泥炮 的改进
杨 杰
常州中天钢铁 集 团有限公 司第一炼铁 厂
江苏常州 ２ １ ３ ０ ０ ０
［ 摘要 ］ 本文主要 以中天钢铁 ６ ＃高炉液压 泥炮 为例 ，详 细介 绍 了液压 泥炮 系统的不足之 处及使用过程 中发生 的故障 、原 因分析 、改进措施 。通过 改进 降低 了液压 泥炮 系统的故 障率 ，保证 了泥炮的可靠运行 ，提 高生产效率 。 ［关键词 ］液压 泥炮 液压 系统 改进 中图分类号 ：Ｖ ２ ３ ３ ． ９ １ 文献标识号 ：Ａ 文章编号 ：２ ３ ０ ６ － １ ４ ９ ９（ ２ ０ １ ３ ） １ ５ — ０ ２ １ ２ — ２
１炮嘴 ２ ． 过渡管 ３ ． 泥缸 ４液压缸座 ５泥
１ ． 泥缸 ２ ． 泥塞 ３液压缸座 ４ ． 液压缸缸筒 ５ 装泥 口 ６ ． 液压缸活 塞 图２ 泥塞 与液压缸结构 简图
２ ． ２ ． １ 防止泥塞脱落的改进措施 泥塞脱 落根源在于 打泥液压 缸在后退 时 向后 的拉力远大 于 ８ 个 Ｍ２ ４ 螺栓所 能承受 的最大拉 力 ，因此根据 现有 的结构尺寸 ，决定在泥 塞 的中 心部位增加一个 Ｍ９ ０ ×６的螺栓与液压缸 头部连接 。同时 ，将在液压缸座 上的４ 个 １ ０ ０ Ｘ １ ０ ０ 的倒 泥方孔 加工成等腰 梯形 口，使残余 的炮泥能够 顺 利排除 。改进后结构如 图 ４所示。 ２ ． ２ ２ 改进泥塞磨损故 障的措施 原泥塞 材质为 ４ ５ 钢 ，结 构为整体式 ，如 图 ３ 所示 。这种材料及结 构 的泥塞不耐磨 ，没有 自动补偿作用 。在使用的过程中 ， 根 据上面 的分 析 ，
通 过以上对泥 塞脱落 及倒泥严重 原因 的分析 ．可看 出、这两种原 因 实际是相互联 系 的。由于泥炮安 装在铁 口及出铁大 沟旁且铁 沟 内有 熔融 图 ｌ打泥机构结构简 图 铁 水 ，泥炮 周围温度 高 ，粉尘大 ，并有刺激 性气 味 ，现场环境 比较恶 劣 泥 炮在长期 的使用过程 中会出现故 障。打泥机 构容 易出现 的故障有 存在安全 隐患 ；另外泥缸法兰与液压缸座法兰之 间为 ２ ０ 个均布 的 Ｍ４ ２ 螺 泥塞脱 落、倒泥严重 。这两种故 障直接决定泥炮 的使用寿命 。 栓 联接 ，泥塞 与油缸 之间也采 用螺栓联 接 ，并且螺 栓联接 孑 Ｌ 内充满 烧结 ２ ． １分析导 致打泥机构 出现泥塞脱落 、倒泥严重故障 的原 因 变硬 的炮泥 及铁渣 ，拆解 比较 困难 ，不 利于在生产 中更换 新泥塞 ；因此 根据现场使 用情况统 计 ，泥塞脱落 及因泥塞磨 损后产生倒 泥严重是 只能选择 作业 时间比较短 的泥炮打泥 机构总 成更换 。还 有打泥机 构拆下 泥炮使用中反映比较集中的故障点。 后维修 的工作量也 很大 。因此 要想延 长打泥机 的工作寿 命 ，就必须 对泥 ２ １ ． １ 分析泥塞 脱落原 因 塞进行优 化和 改造 。在优化 和改造过 程 中，这 两种原 因要一起 考虑 ，寻 如图 ２ 所示 ，原设 计泥塞往 复运动是 在泥缸 中进行 的，泥 塞与泥 缸 找一个最佳方案。 筒配合是间隙配合 。泥塞与液压 缸筒头部 由８ 个均布 的 Ｍ２ ４ 螺栓 连接。 ２ ２打泥机构部分构件的改进及优化 通过 以上 对打泥机 构故障原 因的分析 ，下 面针对这 些故 障提 出一些
高炉泥炮液压系统改进研究
阀 ２及单 向阀 ３ 保压作用 。 起
３ ３ 泥 炮 退 回 工 作 原 理 ．
打 泥性能 。
４ 实际检 验
，
当 泥 炮 要 退 回 时 ， 动换 向 阀 １换 向 到 左 位 ， 力 油 经 手 压
通过液 压系 统 的改 进 ， 得 泥炮 回转 前 进快 速 、 稳 ， 使 平
的 全 局 。维 修 理 论 的 发 展 ， 目前 为 止 大 致 可 以 分 为 三 个 到
阶段 ：
第 三 阶 段 ： 可 靠 性 为 中心 的 维 修 阶 段 （ Ｃ ： ｌ ｂｌ 以 Ｒ Ｍ Ｒｅ ａ ｉ ｉ —
ｉｙＣｅ ｔｒ ｄ Ｍ ａｎｅ ａ ｃ ）。 ｔ ｎ ｅ ｅ ｉｔ ｎ ｎ ｅ
关键 词 ： 维修 方式 ； 可靠性 ； 事后 维修 ； 防 维修 ； 情 维修 预 视
中图分类号 ： Ｂ Ｔ 文献 标识码 ： Ａ
ｎ ｎｅ ａ ｃ ）。
文 章 编 号 ：６ ２３ ９ （０ １ １—２ ７０ １ ７ —１ ８ ２ １） ３０ ５— ２
１ 引 言
随 着 现 代 科 技 和 经 济 的 发 展 ， 备 向 着 高 科 技 、 性 设 高
这一 阶段是在 ２ Ｏ世 纪 ４ Ｏ年 代前 广泛应 用 的设 备 的维
其基本 思想 是 设 备 出现 故 障 时 ， 才去 进 行维 修 ， 不 能、 自动 化 、 密 化 、 成 化 方 向 发 展 ， 可 靠 性 问 题 也 越 来 修 方式 ， 精 集 其 因此 ， 种维修 方式 处 于一种 很 被 这 越尖 锐 、 维修保 障任 务 也 越来 越 繁重 。设 备 一 旦 发生 故 障 出现故 障时就不去 维修 ，
路进行 了分析 。
转堕曲缸
FT3080泥炮液压控制系统优化改进
FT3080泥炮液压控制系统优化改进高炉炉前泥炮设备是高炉冶炼的关键设备，因其液压系统控制元件为手动换向阀，在现场实际操作过程存在诸多不便，文章主要介绍为完成5#1050m3高炉炉前泥炮设备的自动控制，对炉前泥炮液压系统及控制回路进行一系列优化改进。
标签：泥炮；液压系统；控制回路1 改造前泥炮液压系统控制原理分析炼铁厂5#高炉炉前FT3080泥炮主要由转炮机构和打泥机构组成，泥炮主要工作原理为：打泥机构经转炮机构旋转至铁口处进行打泥堵口，其中转炮与打泥动作均依靠液压系统进行控制。
图1为改造前炉前泥炮液压系统控制原理，该系统由三台（两用一备）斜轴式手动变量柱塞泵供油，通过时溢流插装阀调节系统压力至22MPa，经方向插装阀和切换阀，将压力油液输送至泥炮阀台（共两组阀台，一组控制泥炮打泥机构、一组控制泥炮转炮机构），两组阀台均采用手动换向阀（型号：DMG-06-3C60-50）进行控制，与打泥机构的阀台工作原理（换向阀直接控制）不同，转炮机构的阀台控制原理主要是采用差动回路和保压回路来控制油缸动作。
2 泥炮液压系统具体改造2.1 换向阀的选择换向阀在液压系统中是一种控制调节元件。
其主要功用是通过改变油流方向进而控制执行元件的运动方向，是液压系统中必不可少的方向控制阀，因此在液压系统设计过程中应充分考虑各类换向阀的功能特点，合理加以选用，这是避免设计缺陷、保证液压系统正常工作的关键。
此次改造的目的主要是将原液压系统的手动换向阀更换成电液换向阀，便于电气进行远程遥控操作泥炮。
该电液换向阀的选择具体如下：（1）因泵站不变，即提供油液的压力与流量不变，且因手动换向阀DMG-06系列与DSHG-06系列换向阀压降特性曲线相同，故选取DSHG-06-3C60系列电液换向阀；（2）由于主油路块及其余各液压阀块利旧，为不影响系统正常工作，电液换向阀需采用内控外泄式；（3）为防止因电液换向阀故障，导致泥炮无法进行堵口作业，所选的电液换向阀需自带应急手柄，方便炉前操作人员在电气故障时，可手动应急操作泥炮；（4）电液换向阀由电磁换向阀和液动换向阀组成，其中电磁换向阀起先导作用，即用来改变液动换向阀控制压力油的方向。
高炉出铁场泥炮打泡设备液压系统设计
高炉出铁场泥炮打泡设备液压系统设计高炉出铁是冶金工业中重要的生产环节，而泥炮打泡设备液压系统作为高炉出铁场的关键设备之一，其设计和性能直接影响到高炉生产的稳定性和效率。
本文将对高炉出铁场泥炮打泡设备液压系统的设计进行详细的介绍和分析。
一、液压系统的基本原理液压系统是一种利用液体传递能量的动力系统，其基本原理是利用液体在封闭管道中的压力传递力量。
液压系统由液压泵、执行元件、控制元件、液压储能装置和液压传动管路等组成。
在高炉出铁场泥炮打泡设备中，液压系统主要用于控制泥炮的升降、旋转和喷射等动作，以及控制打泡设备的开启和关闭等功能。
二、液压系统的设计要求1. 高可靠性和稳定性：高炉出铁场的工作环境复杂，对设备的可靠性和稳定性要求较高，因此液压系统的设计需要考虑到各种恶劣环境条件下的工作状态，确保系统能够稳定可靠地工作。
2. 高效率和节能：高炉出铁是一个能耗较大的生产过程，液压系统的设计需要考虑到节能和高效率的要求，尽可能减少能量损失，提高系统的工作效率。
3. 精准控制：高炉出铁场的生产对泥炮打泡设备的控制要求较高，液压系统需要具有精准的控制能力，能够实现对泥炮和打泡设备各项动作的精确控制。
4. 安全性和易维护性：液压系统的设计需要考虑到设备的安全性和易维护性，确保在设备发生故障时能够快速排除故障，保障设备和人员的安全。
三、液压系统的设计方案1. 液压泵的选择：在高炉出铁场泥炮打泡设备液压系统中，液压泵是系统的动力源，其选择需要考虑到系统的工作压力和流量要求。
一般情况下，可以选择柱塞泵或齿轮泵作为液压泵，根据实际情况确定泵的型号和参数。
2. 执行元件的选择：执行元件是液压系统的关键部件，其选择需要考虑到泥炮和打泡设备的工作要求，一般情况下，可以选择液压缸、液压马达等作为执行元件，根据实际情况确定元件的型号和参数。
3. 控制元件的选择：控制元件是液压系统的控制中枢，其选择需要考虑到系统的控制要求和精度，一般情况下，可以选择液压阀、液压传动管路等作为控制元件，根据实际情况确定元件的型号和参数。
高炉炉前液压系统的改进
中 ，打 泥 油缸 及 泥炮 回转 油 缸 的的控 制 阀组 的通 径都 是 Ｄ ２， Ｎ ５ 对于 Ｄ ２ 径 的手 动换 向阀 ， Ｎ ５通 其操 纵力 大 约 为 １５ 给操 作者 的感 觉会是 比较 吃力 ， 其是 长时 间 ０ Ｎ， 尤 的操作 ， 觉更 加 明显 。因其 操纵 力 比较大 ， 作 极 不 感 操 容 易 。若 操作 者 不小 心 ， 力过 大 ， 用 就极 易 出现操 纵 手
关键 词 ： 远程 恒 压 变 量 柱 塞 泵 ； 统 瞬 时 失压 ； 合手 动换 向 阀 系 组
中 图 分类 号 ： Ｈ１ ７ ３ ｒ 文 献 标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ８ ０ １ （ ０ ２ ０ — ０ ０ ０ １０ — ８ ３ ２ １ ）５ ０ ８— ４
Ｉ ｒ ｖ ｍ ｅ ｔ ｆ Ｂｌｓ ｕ ｎａ ｅ ｔ ｋ ｈ ｌ Ｈｙｄ ａ ｌ Ｓ ｓｅ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｏ ａｔ Ｆ ｒ ｃ Ｓ ｏ ｅ ｏ ｅ ｒ ｕｉ ｃ ｙ ｔｍ
ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｈ ｖ ｅ ｎ ｐ ｏ ｏ ｅ ｏ ｓ ｌｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍｓ ｉ ｓ ． Ｗｈ ｃ ｃ ｉ ｖ ｄ ｓ ｔ ｆｃ ｏｙ ｒ ｓ ｌ ． ｍｐ ｏ ｅ ｎｓ ａ ｅ ｂ ｅ ｒ ｐ ｓ ｄ ｔ ｏｖ ｈ ｒ ｂｅ ｎ ｕ ｅ ｉｈ ａ ｈ ｅ ｅ ａｉ ａ ｔｒ ｅ ｕ ｔ ｓ ｓ
效率。
２ ＭＰ ，而 开 口 机 上 的 各 控 制 阀 组 的 工 作 压 力 为 ５ ａ
１ＭＰ 。动 力源 输 出的压 力油 为 ２ ＭＰ 。 开 口机 组各 ８ ａ ５ ａ在 执 行油 缸 动作 时 ，系统压 力 通过 减 压 阀减 压 到 １ ＭＰ ８ ａ 后 再进 人 开 口机 各控 制 阀组 ，这 样 就造 成 了 系统 功率
高炉炉前液压系统节能分析
高炉炉前液压系统节能分析姓名：XXX部门：XXX日期：XXX高炉炉前液压系统节能分析变频调速技术是目前国际上最流行、应用最广泛、最节能的调速技术之一。
对当前的高炉炉前液压设备来说，由于有很大的功率损失，所以如何汲取变频调速技术的优点是极其重要的课题。
本论文研究了高炉炉前液压设备的变频改造，并对其性能进行了分析。
高炉炉前液压系统改造1.1原高炉炉前液压系统分析1.1.1.原高炉炉前液压系统特点原炉前设备采用KD300泥炮及KDIA型开铁口机，液压系统使用节流调速，各液压缸所需流量相差较大，难以与主泵的额定流量相匹配。
由于使用节流调速，泥炮液压系统的溢流阀根据系统所需最大压力设定为25MPa，转炮和打泥两个环节所需要的实际压力均小于18MPa，泥炮回转时的压力则更小，这相对于溢流阀设定压力有较大差距，导致了很大的节流压力损失。
由于各个油缸的流量相差非常大，泥炮旋转前进时要求迅速流量可达371L/min，而后退时则要求慢速平稳，开铁口机冲钻小车前进时仅要求流量4L/min,而后退时则要求90L/min，压炮过程中流量要求更小，这些工况都不能很好地匹配主泵的额定流量，溢流量过大造成系统较大的节流流量损失。
节流压力和流量的损失导致了不必要的能量损失。
因此对原液压系统进行节能改造，减少过度溢流导致的压力和流量损失，可以很大程度提高炉前液压系统的效率。
1.2高炉炉前液压系统的变频改造1.2.1.液压系统的改造分析原炉前液压系统可以得出能源的浪费主要是由于不必要的大第 2 页共 6 页流量造成的，而流量和泵排量及电机转速成正比，炉前液压系统中常用柱塞泵的排量只能采用手动调整变量机构调整，无法实现频繁快速控制，所以此次采用变频控制电机转速来控制流量，由于流量的可控所以原开口机泵站可合并到泥炮泵站中，系统采用3台电机及3台定量泵，两用一备，电机采用变频器控制，泥炮及开铁口机阀台中所有节流阀及调速阀1可以去掉，液压系统中的溢流阀也可以去掉。
高炉泥炮液压系统改造
Ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｈｙ ｄｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂｌ ａ ｓ ｔ Ｆｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ Ｃｌ ａ ｙ Ｇｕ ｎ
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（ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ ｈ ｏ ｐ，Ｉ ｒ ｏ ｎ Ｍａ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ，Ｌ ａ ｉ ｗｕ Ｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，Ｌａ ｉ ｗｕ ２ ７ １ １ ０ ４，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
ｅｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｔ ｈｅ ｈｙ ｄｒ ａｕ ｌ ｉ ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｂｌ ａ ｓ ｔ ｆ ｕ ｒ ｎ ａｃ ｅ ｍ ｕｄ ｇｕ ｎ ａ ｎｄ ｃ ｒ ｅ ａｔ ｅ ｇｏ ｏｄ ｃ ｏｎｄ ｉ ｔ ｉ ｏｎ ｓ ｆ ｏｒ ｔ ｈｅ ｓ ｔ ａ ｂｌ ｅ ｏｐ ｅ ｒ ａｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｂｌ ａｓ ｔ ｆ ｕ ｒ ｎ ａｃ ｅ， ｃ ｌ ａ ｙ ｇｕｎ，ｈｙ ｄｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
表 １ 液 压 系统 设 备
提高 ， 高 炉液 压炮 的故障 增多 ， 从 而造 成高 炉相 关设 备损 坏 ］ ， 将 影响 高炉 正 常 出铁 。山东 莱芜 钢 铁股 份公 司炼 铁 厂高 炉液 压炮 常 见 的故 障为 由于 液压 系 统 的磁 尺定位 不 准确 ， 导 致液 压缸 推力 过小 ， 无 法将
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂｌ ａｓ ｔ ｆ ｕ ｒ ｎ ａｃ ｅ ｍｕ ｄ ｇ ｕｎ ｗａ ｓ ｏｎ ｅ ｏｆ ｔ ｈｅ ｋ ｅｙ ｅ ｑ ｕｉ ｐｍ ｅ ｎ ｔ ｏｆ ｂｌ ａ ｓ ｔ ｆ ｕｒ ｎａ ｃ ｅ ． Ｔｈｅ ｐａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎｔ ｒ ｏ ｄｕｃ ｅｄ ｔ ｈｅ ｃ ｏｍ ｐ ｏｓ ｉ ｔ ｉ ｏｎ
高炉泥炮液压系统功率匹配的研究与应用
高炉泥炮液压系统功率匹配的研究与应用摘要：高炉泥炮是高炉生产的重点设备之一。
泥炮的液压系统中，存在一定的定量泵，而定量泵在运行过程中由于能源利用率偏低，造成管路中出现噪音和管路振动，室油温升高过快，大大缩短了备件的使用寿命，通过改造后，保证了高炉泥炮液压系统正常运行，为高炉的稳定顺行创造了良好的条件。
关键词：高炉泥炮液压系统前言高炉泥炮是高炉生产的重点设备之一[1]，泥炮能否正常工作，直接关系到高炉的生产能否顺行。
传统液压系统的设计主要考虑系统的工作能力、可靠性及成本，不太注意系统的效率[2]。
系统的效率大多在50%左右，造成能量损耗过大，因此其节能的潜力很大。
而造成液压系统效率低的根本原因是功率不匹配。
提高液压系统效率的基本途径，是使系统的输入功率与执行元件的输出功率相匹配，功率匹配程度愈高，系统效率愈高。
本文针对山东钢铁莱芜分公司炼铁厂高炉泥炮液压系统的现状，介绍定量泵液压系统的功率匹配方法与节能途径。
1.液压传动的特点①体积小、重量轻、单位重量输出的功率大；②在大范围内实现无级调速；③操纵控制方便，与微电子技术和计算机技术的结合已成为实现自动化的重要手段；④惯性小、响应快；⑤易实现过载保护，安全性好，采用矿物油作工作介质，自润滑性能好。
2.高炉泥炮液压系统设备简介该液压系统使用40#抗磨液压油。
加油时油液必须超过上部液位计刻度。
运行前应确保液压站与油缸连接的管路经过清洗，以及液压油符合清洁要求。
使用前点动电动机，确定电机旋转方向正确。
本液压站泵组额定压力为20MPa，液压站37KW泵组采用手动变量柱塞泵，如系统需要采用较高压力，可人为调低油泵流量，调高溢流阀压力（最高压力不应超过25MPa），并在调整过程中注意观察电机电流不得超过其额定电流。
3.定量泵液压系统定量泵液压系统是定量泵供油，用节流调速的方法调节执行元件的速度。
其功率损失较大，效率低，但由于结构简单，成本较低，仍被各行业广泛地应用。
高炉泥炮液压系统改造
2019.14科学技术创新-153-高炉泥炮液压系统改造余堰峰'马莲莲2(1、中冶华天工程技术有限公司，江苏南京2100192、安徽工业大学艺术与设计学院，安徽马鞍山243002)摘要：高炉炉前泥炮设备主要完成旋转和打泥两个动作，泥炮液压阀台有手动操作和电气控制操作两种形式。
本文结合泥炮液压阀台工作原理，分析了两种形式的泥炮操作优缺点，并根据实际使用情况，提出了泥炮液压系统改进方案，实际使用效果较好。
关键词：高炉；泥炮；液压系统；阀台中图分类号:TF573文献标识码：A文章编号:2096-4390(2019)14-0153-02高炉炼铁是现代炼铁的主要方法叫泥炮作为高炉炉前的核心设备，其正常工作与否,将直接关系着高炉整体的安全生产叫高炉出铁场一般布置两套或三套泥炮系统,其作用是能够在高炉正常风压下快速地将炮泥压入出铁口叫迅速完成封堵动作,使高炉快速进入下一周期的作业％炉前液压泥炮主要完成旋转和打泥两个动作。
液压系统由液压泵站、液压阀台、回转油缸、打泥油缸等部分组成。
液压阀台有手动操作和电气控制操作两种形式。
本文分析比较两者的优缺点,并结合实际使用情况，提出了改进方案。
1泥炮手动阀台液压系统泥炮手动液压阀台系统图如图1所示。
1.1泥炮旋转运动泥炮由待机位前进至工作位时，手动换向阀1切换至右位,压力油经单向节流阀3,液控单向阀5,进入旋转油缸无杆腔，推动旋转油缸向前运动，直至工作位，手动换向阀1切换至中位,保压。
1.2泥炮打泥运动图1泥炮手动液压阀台(转下页)执行自检操作,如果检验结果符合运行状态需要，可直接进行提升操作。
但如若出现安全警报提示，则需操作人员进行手动排查，在确定设备恢复正常后，再解除相应的制动控制，并闭合所有回路触点开关,按照相关技术管理流程,执行规范操作。
对于行程位置的控制分析，需借助提升机主轴上的光电编码器.在其产生的信号脉冲中,对应分析执行参数。
在获得具体计算数据后,代入到PLC程序的高速计数系统中，并自动的生成位置数据。
高炉泥炮液压系统的改进
（ 阳 钢 管 集 团有 限公 司 ， 南 衡 阳 ４ １０ ） 衡 湖 ２ ０ １
摘
要 ： 对 高炉泥炮 液 压 系统 实 际使 用 中存在 的 问题 ， 针 经过 理 论 和 实践 分 析 ， 出 系统优 化 方 案 并进 提
．
在￣ ］
２１ ０ ０年 第 ８期
液 压 与 气动
８ ５
高 炉 泥 炮 液 压 系 统 的 改 进
吕忠 伟 ， 刘 专 ，刘 云 峰
Ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔｏ ｄ ｇ ｎ ｈ ｄ ａ ｌｃ ｓ ｓｅ ｆ ｒｂ ａ ｔｆ ｒ ａ ｅ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｆｍｕ ｕ ｙ ｒ ｕ ｉ ｙ ｔｍ ｏ ｌ ｓ ｕ ｎ ｃ
［ ］ 张春 阳． ２ 液压与液力传动 ［ ． Ｍ］北京 ： 人民交通 出版社 ， ０． ２３ ０
［ ］ 邱 国庆 ． 压 技术 与 应 用 ［ ． 京 ： 民 邮 电 出 版 ３ 液 Ｍ］ 北 人
图 ８ 泵 芯
社 ，０ ６ ２０ ．
８ ６
出铁场泥炮 回转缸
￣ ０ ／ ４ —２ ０ ２ ０￣１０ １６
液 压 与 气动
打 泥缸 ￣４ ０￣ ８ 一２ ０ ２ ／ ２ ０ｌ６ 压 泥 ～
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２ １ 第 ８期 ０ ０年
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２０ ０ ９年 ５月 ， 钢 第 一 座 高 炉 正 式 投 产 ， 压 泥 衡 液 炮作 为高 炉 的关键 设 备 ， 工 作 的 可靠 性 将 直 接 影 响 其 高 炉 的生 产顺 行 和炉 前 的 出铁 安 全 。原设 计 的泥炮 液 压 系统在 投入 使用 后 ， 能 不稳 定 ， 障 率 较 高 ， 性 故 给高 炉 生产带 来 较大 的安 全 隐患 和设 备 隐患 。 １ 泥炮 液压 系统 简 述 主要 技 术参 数 ： 统 工 作 压 力 ２ ａ 蓄 能 器 氮 系 ５ ＭＰ ； 气 压力 １ ． ａ 容积 ６Ｌ； 炮 时 间 ≤１ ， 炮 时 间 ７ ５ＭＰ ； 进 ０ｓ退 １ ０～１ ； 序 阀 ６设 定 压力 为 ５ ＭＰ ， 序 阀 ７调 定 ３ ｓ顺 ａ顺
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高炉泥炮液压系统改进研究
阐述了高炉炉前液压系统泥炮回转的故障分析及改进设计，使该设备运行平稳、安全可靠并适应生产的需要。
标签：高炉；泥炮；液压系统
1 引言
在钢铁工业中，高炉是炼铁的必不可少的设备，而高炉放完铁水后，须用泥炮打泥去堵住放铁水口。
在堵铁水口过程中，还有高温铁水在向外流，因此，必须让泥炮炮头,快速地到达铁水口，然后紧紧地贴住铁水口，以免泥炮炮头烧坏。
某钢厂有一座1350m3高炉，其泥炮在炮头接近铁水口的过程中速度较慢，常
使价格昂贵的炮头烧坏，且在打泥油缸打泥时泥炮有后退现象，造成打泥无力，另外，泥炮在回转走下坡时时快时慢。
针对上述现象，对液设备的液压回路进行了分析。
2 原液压系统工作原理及缺陷分析
该设备原液压原理如图１所示。
1.手动换向阀;
2.液控单向阀;
3.双单向节流阀
当手动换向阀换向到右位时，压力油经过手动换向阀1流经液控单向阀2、单向节流阀3进入转炮油缸的无杆腔，而转炮油缸有杆腔的液压油经过B1口、单向节流阀3、液控单向阀2及换向阀流到T口回到油箱，这样使转炮油缸的活塞杆推出，实现泥炮的回转及炮口压紧高炉的铁水口，手动换向阀1回到中位，单向节流阀3起回油节流作用，调节油缸的前进速度，液控单向阀2起换向阀在中位时保压，使转炮油缸不后退，然后打泥油缸打泥堵住铁水口，当铁水口堵住后，打泥油缸退回。
手动换向阀1换到右位，压力油由P口经手动换向1进入液控单向阀2单向节流阀3到转炮油缸的有杆腔，转炮油缸的无杆腔油液由A1进入单向节流阀3液控单向阀2及手动换向阀1进入T口回到油箱，实现转炮油缸的退回。
从液压原理图上来看，似乎没有问题。
但仔细分析后发现，转炮速度达不到要求，常烧坏炮头的原因是：（1）手动换向阀选小了，在功率极限内，过不了所要求的流量。
（2）系统流量也太小，也就是说泵也选小了。
在打泥油缸打泥时，泥炮后退的主要原因是：通过手动换向阀1换向前进到位后，手动换向阀1复位，液控单向阀2保压，由于油缸有泄泄漏，造成有杆腔压力会升高，造成炮口对放铁水口的作用力变小，使打泥无力。
泥炮回转前进下坡时速度不稳定的原因在于：泥炮从水平阶段向下坡移动时，转炮油缸受的是变载荷，如果没有平衡阀保持平衡，速度不可能会稳定。
3 改进后的液压原理分析（见图2）
1.手动换向阀;2、6．液控单向阀;3．单向阀;4．平衡阀；5.卸荷阀;7．单向节流阀
3.1 泥炮快速前进工作原理
手动换向阀1换向到右位，一路压力油经换向阀的P口到A口，过液控单向阀2、单向节流阀7进入油缸的无杆腔。
另外，有杆腔的油经液控单向阀6、平衡阀4、单向节流阀7也进入油缸的无杆腔，这样在低压前进时形成差动回路，使泥炮快速前进，比原来速度将近提高三分之一。
又因为加了平衡阀4，泥炮在快速前进时消除了速度不稳定现象。
3.2 泥炮到位加压工作原理
当泥炮到位时，炮口贴合放铁水口形成负载，油缸无杆腔压力上升到系统压力，卸荷阀5的控制压力取自油缸无杆腔的压力，当此控制压力等于或高于此阀的调定压力时，卸荷阀5使油缸的有杆腔卸荷，此时有杆腔的油液不能打开单向阀3，只能经过卸荷阀5、手动换向阀1回油箱，这时相当于泥炮工进，因为油缸有杆腔已没有了压力，油缸的推
力则显著增大，这样，使泥炮炮口紧紧地贴合在放铁水口上
边沿壁上，使打泥油缸在打泥时不再会让炮泥在炮口及放铁水口边沿间隙溢出。
这时，手动换向阀到中位，液控单向阀2及单向阀3起保压作用。
3.3 泥炮退回工作原理
当泥炮要退回时，手动换向阀1换向到左位，压力油经换向1的P口到B 口，再经泄荷阀5的单向阀到油缸的有杆腔。
这时液控单向阀6没有压力控制油而处于反向关闭状态。
同时油缸有杆腔的压力油打开液控单向阀2使其反向开启。
这样油缸无杆腔的液压油经过单向节流阀7、液控单向阀2到手动换向阀的A口，由手动换向阀的A口到T口回油箱，实现泥炮退回。
3.4 改进后的原理特点
（1）此原理使用了差动回路，在不增大泵的排量的情况下使泥炮回转的速度加快了三分之一左右，解决了速度慢烧炮头的问题。
（2）此差动回路不需要经过手动换向阀1，使手动换向阀也不需加大，降低了成本。
（3）泥炮前进时，加了平衡阀4，改善了泥炮由平路段到下坡段工作的平稳性。
（4）泥炮到位后，此回路由差动变换成了普通换向回路，且油缸的有杆腔泄压，增加了转炮油缸的推力，改善了打泥性能。
4 实际检验
通过液压系统的改进，使得泥炮回转前进快速、平稳，到位后加压有力，炮泥再也没有被挤出现象，用户非常满意，实际上，此后我们按此原理为钢厂改造了多套高炉炉前液压系统中回转部分，效果都很好。
5 结论
通过高炉炉前液压系统的泥炮回转部分的故障分析与改进，得出在高炉前液压系统泥炮回转部分宜用差动回路在空载时提速，到位变换成常规换向回路加压且使油缸有杆腔泄压，增大作用力，这样即节约了成本，又可获得比较理想的效果，使该设备动行快速、平稳、安全可靠，满足了生产的需要。
参考文献
［1］何存兴.液压元件［M］.北京：机械工业出版社，1981.
［2］王文斌．机械设计手册（液压部分）［M］．北京：机械工业出版社，2004.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。