60吨Consteel交流电弧炉液压系统简介

【摘要】以60吨Consteel交流电弧炉的液压系统为研究对象，重点对电极升降液压系统、电极夹持松开系统、炉盖旋转液压回路及炉体倾动液压回路等进行了介绍，对系统的技术参数、液压特点也进行了详细的说明。

【关键词】Consteel；交流电弧炉；电极升降液压系统；炉体倾动液压回路；液压特点

Abstract： Taking the electrod regulation system of 60T Consteel ARC furnance as the research object. At the same time of Analysing and introducing the structure of hydraulic system of Electrode lifting and Electrode clamp ，as well as Furnace cover screwing and Furnace tilting.This article illustrate System technical parametersFor and charactors.

KEY WORDS： Consteel；ARC furnance；Electrode lifting hydraulic system；Furnace tilting hydraulic circuit；Hydraulic characteristics

1、概述

自从首钢.贵阳特殊钢责任有限公司在1998年1月率先从意大利得兴（Techint）公司引进了Consteel交流电弧炉后，迄今为止已有10余家钢厂先后引进了该生产线。Consteel交流电弧炉的工艺优点已众所周知，但对其主要组成部分之一的液压系统却关注较少。笔者通过长期的观察和分析，对该套液压控制系统有一些认识，本文将对该套液压系统的性能和特征进行介绍。

2、液压传动的优点

液压传动在冶金行业的运用越来越广泛，得益于液压传动自身的优势。与其它传动方式相比，液压传动具有以下优点：（1）传动功率大。液压传动的传动功率与自重之比值是电机传动的十倍以上，因而可以用相对很小的传动设备进行大驱动力、大扭矩传动。也就是说，在传动机构重量、体积相同的条件下，采取液压传动的方式可以获得更大的驱动力和更大扭矩。（2）液压传动机构简单。液压传动机构的设计简单，可以大大降低机构的复杂性及设计失误发生的概率。（3）采用液压传动可以大大简化自动控制系统的复杂性。与电机变频调速相比成本低、可靠、调整范围、调速范围广，特别是对恶劣环境的适应性，更具有其它传动无法比拟的优势。（4）采用液压传动可以大大提高控制系统的技术指标。如电炉的核心技术就是电极调节系统，在没有运用液压伺服控制技术前都是采用电机—齿轮—齿条传动进行伺服控制的，其缺点非常明显：技术指标（频率响应、调节速度）低、机构复杂、可靠性差、故障率高、维护困难。

3、电炉液压系统主要技术参数

首钢.贵阳特殊钢责任有限公司的Consteel交流电弧炉的液压系统，由配置相应的油箱、高压泵、循环冷却泵、蓄能器、控制阀站及各执行机构。全套液压设备为进口组装件、现场安装，其参数如表1所示。

4、电炉液压系统分析

德兴公司的60吨交流电炉液压系统主要有电极升降液压系统、电极夹持松开系统、炉盖旋转液压回路及炉体倾动液压回路等。

4.1电极升降液压系统

电极升降液压系统采用德兴公司的专有技术，HRR是德兴公司的专利，其系统组成如图1、图2所示，其特点是：

①如图1、图2所示，Consteel电极升降系统主要由电极立柱HRR控制系统（图1）与电极立柱液压控制系统（图2）两个独立的液压系统组成。电极立柱控制系统以一定的方式构成一个闭环控制系统，完成对电炉电极的控制。HRR依据来自TDR（电极数字调节器）的控制信号调节立柱油缸进油（或回油）及其油流量，从而控制电极的上升（或下降）及其速度。从中可以看出HRR是电极调节系统的一个最重要的执行部件，它的执行能力将直接关系到整个电极调节系统的工作性能。

②HRR是德兴公司的专利，它与电磁球阀或普通电磁阀相比，由于其特殊的结构，具有更好的控制精度和稳定性，长期的使用效果也证明用于电极液压控制回路更加可靠。

③利用液压力驱动液压缸上升，利用自重力使液压缸下行，这样有利于节能和减少液压泵的磨损。

4.2电极夹持松开系统

电极夹持松开系统如图3。为安全起见，电极夹持液压缸采用单作用形式，即电极夹紧靠弹簧力支持，用液压力释放。

4.3炉盖旋转液压回路

炉盖旋转液压回路如图4。该回路采用电磁阀（EDP9、EDP10）与单向阀控制液压缸的运动方向，同时采用电磁阀（EDP11、EDP12）与针阀控制液压缸的运动速度，结构简单，虽然在制动时有惯性引起的冲击较大的缺点，但整体上液压缸具有良好的运动平稳性，工作10多年来未发生任何故障。

4.4炉体倾动液压回路

炉体倾动液压回路如图5所示。炉体倾动回路由出钢、出渣、快速返回3组回路共同组成，通过电磁阀控制组合阀EDP19-Y2、EDP21-Y3、 EDP23-Y4的开断实现炉体的出钢、出渣、快速返回等动作，同时也实现炉体在运动中的速度改变。

液压系统中还有炉门升降液压回路、炉盖升降液压回路、连接小车进出液压回路及废钢压下液压回路等。

5、液压系统特点评判

5.1液压泵站的技术特点

液压泵站主要有下列特点：

①有两组高压泵与电机，正常情况下一个运行，一个备用。一旦有一个泵发生故障，备用泵可以随时投入运动，由此保证了系统具有高的可靠性。

②油箱容积为25000L，泵流量是250L/min，故油箱容积大于泵的排量的10倍/每分钟，有利于充分散发热量。此外，还有一套油温冷却系统，以保证工作介质的油温在允许的范围内。

③工作介质采用120B（水基乳化液）。这是一种含聚合物的水溶液，适用于有抗燃要求的中低压液压系统，是一种较理想的电炉液压介质。

④蓄能器是一个10000L的大罐。蓄能器主要用于在系统需要较大流量时与液压泵一起向液压缸供油，突然停电时可利用蓄能器积蓄的能源通过手动操作完成必要的动作（如倾炉及回位、电极提升等）。

5.2大量设置保护与监测措施

为了有效防止各种外部因素对电炉及液压系统的侵害，为了及时监视液压系统的状态与变化趋势，德兴公司60吨电炉液压系统中设置了多种多样的保护与监测措施：

①热保护，靠近炉门的液压缸加挡板与水冷防止热辐射。

②油液保护，液压缸活塞杆装刮灰环，以防灰尘被带入。

③行程保护，一些液压缸（如电极升降缸）设有限位开关，以防超过行程损坏机构。

④多处设置测压点，以利调试与查找故障。

⑤系统中各压力传感器与温度传感器将系统有关信息及时传递到操作室，使操作人员能方便地监控液压系统。

6、结束语

近十年来，中国引进了十几座Consteel超高功率电炉，对提高我国电炉炼钢厂的技术装备水平及电炉钢产量发挥了重要作用。本文对我厂60吨Consteel交流电弧炉的液压系统进行了介绍。该液压系统主要用来对电炉电极进行控制，进而完成电极的把持、升降等动作。该液压系统设置两套泵装置，一套工作，一套备用，并且用120B作为工作介质。到目前为止，该电炉已运行12年多，运转可靠，密封良好，操作方便，很好地满足了企业的需求。

参考文献

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[2]黄志坚.液压设备的故障分析与技术改进[M].华中理工大学出版社，1998

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