高炉开铁口机液压系统优化方案

2025-09-29 历史故事版权反馈

【摘要】：高炉开铁口机是高炉炉前关键设备之一，其功能是打开铁口，使铁液流出。SGK型遥控全液压开铁口机由机械部分、液压部分、组合输油管路及遥控装置组成。回转机构的作用是将钻进机构由停放位置送到工作位置，并在出铁口打开后能够迅速退回。显然目前开口机无法满足这一要求。

高炉开铁口机是高炉炉前关键设备之一，其功能是打开铁口，使铁液流出。

为了适应大型高炉强化冶炼的需要，无水炮泥等坚硬炮泥在国内外的高炉上获得了广泛应用。这就增加了打开出口的难度，提高了对开铁口机的要求。

图7-10 高炉500kN泥炮液压控制系统原理

1、2—定量柱塞泵 3、4—单向阀 5、14、15、16—压力表开关 6、17、18、19—压力表 7、10—截止阀 8、9—电磁溢流阀 11—泥炮旋转液压缸 12—压炮液压缸 13—打泥液压缸 20—三通减压阀 21、22、23—双单向节流阀 24、25、26—双液控单向阀 27、28、29—三位四通手动换向阀

对开铁口机的要求是：

1）开出的孔道应为具有一定倾斜角度的直线孔道，其倾角应能根据高炉在各个时期炉缸的浸蚀情况在一定范围内调节。

2）打开出铁口时，覆盖在出铁口区域炉缸内壁上的耐水泥层不应被破坏。

3）打开出铁口的全部操作应机械化，并能远距离操作。

4）为不妨碍炉前各种操作顺利进行，开口机的结构应尽量紧凑，外形尺寸应尽量小。

下面介绍首钢SGK型遥控全液压开铁口机。

SGK型遥控全液压开铁口机由机械部分、液压部分、组合输油管路及遥控装置组成。机械部分由回转机构和钻进机构两部分组成，如图7-11所示。回转机构的作用是将钻进机构由停放位置送到工作位置，并在出铁口打开后能够迅速退回。回转机构由旋转臂、回转液压缸、斜底座及调角板等组成，通过回转缸的伸缩来完成回转机构的动作。钻进机构由液压钻岩机、液压马达、链条及导架等组成，其作用是：液压马达通过链条带动装有凿岩机的小车前进，打开出铁口，并能迅速退回。

图7-11 SGK型遥控全液压开铁口机

a）全液压开铁口机装置(https://www.chuimin.cn)

1—送进马达 2—旋转臂 3—停放位置 4—前端固定装置 5—工作位置 6—三、四路铰

b）全液压开铁口机主视图

1—三路铰 2—七路回转接头 3—底座 4—四路铰 5—小车 6—钻进机构

SGK型遥控全液压开铁口机在机构方面具有新颖、简单、刚性好、高度矮等特点。目前我国开铁口机对准出铁口一般常用压下形式，即开口机在高炉旁转到工作位置后，由液压缸或气缸使开口机钻进机构和出铁口形成一定角度，这样必须在开口机钻进机构上设置压下装置，其结果增加了多处铰链点，从而降低了机体的刚度，使开口机对位困难，同时由于增加了液压缸（气缸）等元件及构件，使机体变得十分复杂，增加了隐患，并使设备维护和润滑十分困难。另外，由于现代化高炉有风口平台，这就要求开口机整体高度较矮，可放置在风口平台之下。显然目前开口机无法满足这一要求。SGK型遥控全液压开铁口机使用了矮式刚性结构，并将机架完全安装在一单面倾斜基础上（可放置在高1.7～1.8mm的风口平台下），与其他形式开口机相比，其对出铁口方式是靠回转机构一次对位，取消了压下机构，所以减少了铰链点，增加了机体的刚度，又节省了对位液压缸（气缸）等元件，从而简化了机构。此外，SGK型遥控全液压开铁口机机构刚性强，回转机构的回转臂为人字形梁，人字形梁与调角板构成稳定的三角形结构，提高了机体的刚度，能有效防止大梁及钻进机构的受热变形，保证了打孔质量。该机采用调角板结构进行调角，结构简单，调角准确，并对整体高度影响较小。该机在钻进机构前端设有前端固定装置，这一结构结合斜基础的特点，在钻进机构前端设有弹簧式压触头，靠后面回转缸的压紧力与高炉炉皮上的支座顶紧，减小了机体开孔引起的颤动，从而保证了开孔的质量。

SGK型遥控全液压开铁口机的液压系统如图7-12所示。该液压系统的泵站由五台泵组成，其中1、2、3泵为双恒功率变量泵，1、2泵为工作泵，3泵为备用泵；4泵用于系统自身循环过滤，保证液压介质的清洁度；5泵提供系统的控制油。各泵所输出的液压油的压力分别由溢流阀1～5来调定。手动先导阀6～9用于控制大通径液动换向阀10～13，其中阀10控制液压马达，使小车前进、后退，后退的速度由单向节流阀14来调节；阀11控制回转缸的动作，其动作速度由单向节流阀20来控制；回转缸回转到位后，液动换向阀11回中位，液压锁19封闭回转缸进出油口，确保回转定位；阀12控制凿岩机的冲击；阀13是控制凿岩机的正转杆、反转杆的液压马达，杆的速度由单向节流阀18调定。通过阀15～17可实现凿岩机的空打重打，以及空打重打的自动转换，即当冲头未顶到炉门时，凿岩机低压空打，防止凿岩机受损，待冲头顶到炉门，在封炉口的泥上划出痕迹后，再施以工作压力下的冲击重打。当凿岩机无负载时，平衡阀15不能打开，阀16处于图7-12所示状态，此时冲击回路中的压力由溢流阀17调定；当凿岩机加载后，平衡阀15打开，液动换向阀16换向，此时，冲击回路的压力为系统的冲击工作压力。

SGK型遥控全液压开铁口机实际使用中具有如下特点：

1）在开铁口机多路系统同时动作并保证各自独立的条件下，通过组合油路和双联恒功率变量泵将最佳P-q曲线调定，使整个泵原系统简化，功率较低，安全可靠。

图7-12 SGK型遥控全液压开铁口机液压系统

1～5—泵 1、2、3、4、5、17—溢流阀 6、7、8、9—手动先导阀 10、11、12、13、16—液动换向阀 14、18、20—单向节流阀 15—平衡阀 19—液压锁

2）采用多路手动先导阀，使凿岩机的冲击、转杆两个动作可由一个手柄完成，依手柄的特定角度，实现冲击、正转、反转动作；另外，由于冲击、转杆和钻进小车的前进、后退是开铁口机操作同时必备的三个动作，所以将冲击、转杆操作合二为一，从而实现了由一个操作工人便可完成全部开口工作。

3）采用与手动先导阀配合使用的大通径多路换向阀。这些组合元件被广泛应用于工程机械中，使用可靠，抗污染能力强，动作平稳，其中位回油机能可使系统效率提高，防止油液升温。

4）由于钻进小车的进退与大臂回转没有同时动作的可能，系统中采用了两路多路换向阀，以减小体积，简化油路。

5）使用钢铰输油管路使机体上不用安装高压胶管，而高压胶管在炉前高温、明火的环境下极易损坏或引起大火。所以采用钢铰输油管路在最大程度上避免了设备着火损坏的可能性。

高炉开铁口机液压系统优化方案

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