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技术介绍

1. 技术研发背景

目前,无论是棒线材轧线还是板带轧线所配置的加热炉都以步进式居多,步进式加热炉以其承载能力大、钢坯温度控制灵活、运行平稳可靠等优点在轧钢生产中发挥着重要作用。
步进式加热炉的步进机构主要由固定梁、步进梁、升降缸、平移缸及驱动液压系统组成。其中步进梁的上升和下降由升降油缸沿升降导板斜面驱动,前进和后退由平移油缸驱动。步进式加热炉通过步进梁的上升(从固定梁托起钢坯)、前进(钢坯前移)、下降(钢坯落在固定梁上)和后退(空载返回)的循环动作完成钢坯的加热和输送。步进梁的荷载非常大,在步进的动作循环中的最大出力是升降缸将步进梁和钢坯托起的行程。由于荷载大,多采用2个或4个高压大流量的升降油缸完成,下降时由于重力,步进梁可自动落回,升降缸无须出力。步进梁下降时重力做功的能量都变成了热量,未得到充分利用。针对以上情况,首钢国际工程公司技术团队研发了液压配重系统,该技术已获国家发明专利,专利号ZL 2012 2 0200229.6。其特点是在步进梁升降机构中配置了一组“液压弹簧”,“液压弹簧”由2个配重油缸和蓄能器组成。液压弹簧可将步进梁在下降时的能量以压力能的形式蓄存起来,当步进梁上升时作为辅助动力补充到系统中助推步进梁的抬升。
2. 液压配重系统的组成工作原理和技术特点
2.1液压配重系统的组成
步进梁动作时,通过步进梁的上升--前进--下降--后退的循环动作完成钢坯的输送和加热。步进梁的结构形式主要有连杆托轮式和斜轨式两种,前者已逐步淘汰,先进、大型的步进炉均采用斜轨式。带有液压配重系统的步进机构如图1所示,液压配重系统主要由配重缸、蓄能器和补油装置等组成。配重缸的结构、行程、安装形式与步进梁的升降缸相同;蓄能器由活塞式蓄能器和氮气瓶组成;补油装置由补油泵、油箱及压力继电器等组成。
2.2液压配重系统的工作原理
关闭相关阀门,补油泵装置电机启动带动补油泵给蓄能器组充液,达到一定压力后,压力继电器发讯,电机停止转动,打开关闭阀门,蓄能器和配重缸相通处于一定压力下的工作状态。当步进梁上升时,蓄能器中的油液进入配重缸的无杆腔,助推步进梁上升;当步进梁下降时,配重缸无杆腔中的油液被压回蓄能器中,这样反复工作。运行一段时间后,如果蓄能器中油液压力降低,也就是油液有泄漏,压力继电器会发讯启动补油泵给蓄能器充液,直到达到压力设定值,压力继电器发讯,停泵。
图1:带有液压配重系统的步进机构示意图
1-固定梁;2-步进梁;3-平移缸;4-升降缸;5-主泵装置;6-平移阀组;7-升降阀组;8-配重缸;9-蓄能器;10-补油装置;11-管路附件
2.3液压配重系统的技术特点
1)配重液压系统组成很简单,1台小功率的电机泵装置;1个小油箱;1组蓄能器;1组和原来一样的升降油缸以及一些管路等构成了配重液压系统;
2)配重系统除补充泄漏外不需要增加新动力,也无须特别维护;
3)对新建的步进式加热炉可直接配置升降油缸和配重油缸,分配各自的提升荷载并确定系统压力。可使原主系统设计能力大大减小,节省一次性投资
4)对已建成生产的步进式加热炉,可把原有4台升降缸中的2台直接改作配重缸使用。通过管路的切换,使其由液压泵站供油改为与蓄能器连接,机械设备无需改动。此方案简单易行、费用低,利用设备检修时间即可完成,对生产几乎无影响。视要求可通过油路的切换实现步进梁的“常规”和“配重”两种工作模式。原有泵站工作泵数量减少,就能够满足步进梁实现正常运行,节约电力能源。很明显,减少2台工作主泵大大节约了电机消耗电能,改造后节能明显。
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