高效稳定的120t电弧炼钢炉液压系统优化方案

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：图7-15所示为20t电弧炼钢炉结构示意图。整个电弧炉液压系统的油源采用泵－蓄能器形式。两台工作泵23，其中一台工作，一台备用，并用蓄能器21储蓄流量，调节系统压力。伺服阀出口的低压蓄能器16所储存的压力用于平衡电极升降装置的自重，保证电极下降时速度平稳。该蓄能器由电接点压力表17操纵电磁换向阀15，启闭液控单向阀18，将压力控制在一定的范围内。

电弧炼钢炉是利用三相炭质电极与物料之间形成的高温电弧对金属材料进行熔化，将生铁转化成钢。图7-15所示为20t电弧炼钢炉结构示意图。

1.设备简介

电弧炼钢炉的液压传动机构有电极升降装置、炉门升降机构、炉体旋转机构、炉盖顶起装置、炉盖旋转机构及倾炉装置等六部分，如图7-15所示。电极升降为的是调整电流大小，以控制冶炼温度。电极与物料形成的电弧，其变化量由伺服缸的位移控制，缸由伺服阀控制。电炉工作时，其弧长值可由电流和电压反映，通过电控器的平衡电阻两端输入伺服阀。炉盖顶起和旋开的目的是便于装料，炉门升降是冶炼操作需要，炉体旋转是均匀炉内温度，而倾炉装置的作用是：在出钢和出渣时将炉体倾动一定角度，打开出钢口或出渣口，使钢液流入钢包或使钢液表面的炉渣溢出流入渣罐。倾炉的目的是出钢和出渣。

电弧炼钢炉的工艺参数如下：

容许最大出钢量 35t

熔池面直径 3700mm

熔池最大深度 730mm

熔池面到炉盖高度 1800mm

电极直径 400mm

电极升降最大行程 3100mm

电极升降速度：

上升 0.15m/s

下降 0.1m/s

炉体倾翻最大角度：

出钢 45°

出渣 15°

炉体倾翻时间 75s

炉盖顶起高度 500mm

炉盖顶起时间 60s

炉盖旋开最大角度 80°

炉盖旋开时间 60s

炉体最大旋转角度 ±30°

炉体旋转时间 60s

图7-15 20t电弧炼钢炉结构示意图

1—电极升降装置 2—炉盖旋转机构 3—炉盖顶起装置 4—倾炉装置 5—炉体旋转机构 6—炉门升降机构

2.液压传动系统说明

液压传动系统如图7-16所示。整个电弧炉液压系统的油源采用泵－蓄能器形式。

1）系统参数如下：

系统工作压力 4.5MPa

图7-16 20t电弧炼钢炉液压传动系统

1—电极升降缸（3个） 2—倾炉缸（2个） 3—炉体旋转缸 4—炉门升降缸 5—炉盖旋转缸 6—炉盖顶起缸 7—伺服阀 8—减压阀 9、10、11、12、13—电液换向阀 14—控制泵 15—电磁换向阀 16、21—蓄能器 17、20—压力表 18—液控单向阀 19—空压机 22—换向阀 23—工作泵

工作泵23（高压离心泵，2台）：

流量 90、167、250L/min

压力 6.4、6.15、6MPa

功率 55、55、55kW

工作介质：乳化液

高压蓄能器21总容积 3800L

低压蓄能器16总容积 1050L

电极升降伺服阀控制泵14：

流量 60L/min

压力 0.6～0.8MPa

炉盖顶起缸6：

顶力 140t

最大行程 1150mm

炉盖旋转缸5：

推力 20t

最大行程 922mm

炉体旋转缸3：

最大牵引力 18t

最大行程 1350mm

2）系统工作原理如下：系统采用乳化液作为工作介质，价格低廉，不易发生火灾。两台工作泵23，其中一台工作，一台备用，并用蓄能器21储蓄流量，调节系统压力。当蓄能器的压力达到规定的极限值时，由电接点压力表20控制工作泵23停止或起动。二位四通换向阀22（作为二位二通阀使用）为常开式，如果系统出现事故，如高压软管断裂等，系统压力突然下降，则换向阀22立即关闭，防止工作介质大量流失。

除电极升降缸1以外的所有液压缸，均用电液换向阀进行操纵，用可调节流阀进行调速。电液换向阀9～13分别控制倾炉缸、炉体旋转缸、炉门升降缸、炉盖旋转缸和炉盖顶起缸。

伺服阀控制回路所用的油由专用泵提供。伺服阀出口的低压蓄能器用于平衡电极升降装置的自重，保证电极下降时速度平稳。

三个电极升降缸1的升降根据电极电流的变化，用各自的伺服阀7自动进行调节。伺服阀的控制回路所用的油由专用的控制泵14提供。减压阀8用于调节和稳定伺服阀的进口压力。伺服阀出口的低压蓄能器16所储存的压力用于平衡电极升降装置的自重，保证电极下降时速度平稳。该蓄能器由电接点压力表17操纵电磁换向阀15，启闭液控单向阀18，将压力控制在一定的范围内。当罐中的液位在高位，而压力在低位时，则起动空压机19进行充压。

此外，在控制泵的油箱上还设有冷却水套及电加热器等（图中未绘出）。

高效稳定的120t电弧炼钢炉液压系统优化方案

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